Способ обработки двухфазных титановых сплавов

 

Изобретение может быть использовано в машиностроении при изготовлении полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов. Проводят трехстадийную изотермическую деформацию при температуре на 20-50°С ниже температуры полного полиморфного превращения. На первой стадии проводят осадку со степенью 40-60%, на второй - протяжку в направлении, перпендикулярном первой деформации с поворотом вокруг оси, до получения отношения высоты к диаметру, равного 2-2,5, на третьей стадии - осадку в торец со степенью 40-80%, после чего производят термообработку . Способ позволяет получить стабильные свойства. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 F 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКН СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4785963/02 (22) 23.01.90 (46) 07.09,92, Бюл. ¹ 33 (71) Институт проблем сверхпластичности металлов АН СССР (72) А.Г. Ермаченко и M.Â. Караваева (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 837080,кл. С 22 F 1/18, 1978.

Александров В.К„Аношкин Н.Ф., Бочвар Г.А, и др. Полуфабрикаты из титановых сплавов. M.: Металлургия, 1979, с. 512. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДВУХФАЗНЫХ

ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к деформационно-термической обработке и может быть использовано в машиностроении и авиадвигателестроении при изготовлении полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов, в том числе крупногабаритных, Цель изобретения — получение стабильных изотропных свойств в полуфабрикате.

Способ обработки двухфазных титановых сплавов включает нагрев заготовки под деформацию до температуры на 20-50 С ниже температуры полного полиморфного превращения (Тп.п.п.), деформацию в изотеомических условиях со скоростью (5 10 ) — 10 в три стадии, причем деформацию на первой стадии проводят осадкой в торец со степенью 40 — 60%, на второй — протяжкой в направлении, перпендикулярном первой деформации с поворотами вокруг оси, со степенью деформации 20 — 40% за переход до получения отношения высоты к диаметру 2 — 2,5 и на третьей стадии дефорЯУП, 1759948 Al (57) Изобретение может быть использовано в машиностроении при изготовлении полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов, Проводят трехстадийную изотермическую деформацию при температуре на

20 — 50 С ниже температуры полного полиморфного превращения. На первой стадии проводят осадку со степенью 40 — 60%, на второй — протяжку в направлении, перпендикулярном первой деформации с поворотом вокруг оси, до получения отношения высоты к диаметру, равного 2 — 2,5, на третьей стадии — осадку в торец со степенью

40 — 80% после чего производят термообработку, Способ позволяет получить стабильные свойства. 1 табл, мацию ведут осадкой в торец со степенью

40 — 80% после чего проводят охлаждение и термообработку путем отжига в а+P области с последующим старением.

В качестве двухфазных титановых сплавов могут быть использованы сплавы марок

ВТ6, ВТ8. ВТ9, ВТ22, Пример, Исходным материалом служил прессованый пруток ф 190 мм из двухфазного титанового сплава ВТ9.

Штамповый блок устанавливали на прессе ПА 2642 усилием 1600 тс, нагревали с помощью индуктора до температуры деформации 950 С (Тп.п.п.— 45 С).

Заготовку высотой 295 мм укладывали в электрическую печь KS — 1300 на образующую и нагревали до 950 С.

Контроль и запись температуры во все время работы печи и штампового блока производились на КСП-4, После прогрева заготовку переносили в штамповый блок и устанавливали на торец, 1759948! пг Способ

Параметоы технологического процесса

Неханическне свойства при Т 20аС

Термообра- Структура ботка

1 некро" микробалл тип

950 С - 1-2 1 2 мическая дееорнация я II стадия III стадия

1 Опыт- ВТ9 пруток Тв.вв,45 мый il 190 нм, 950 С

995а С

Осадка в торец

Я 552

Протяика по Осадка обоаз. с кан- в торец товкани f,=708

f 352 за переход нуе - 2,3

На воздухе

2 ч +

530 С 6 4

2 Ппыт- Теем20 ный 975еС

Осадка в торец

Е402

Пратчмка по обоаз. с кантоаками

8202 за переход

Ь/а! 2

Осадка в торец

E.= 40

На возд.

1-2

1-2

Протямка по обоаз. с кянтовками а 404 за пеоеход

47а! 2.5

3 Опыт- ВТ9 пруток Тазы 50, ный В!90 мм, 945аС

995 С

Осадка в торец

Е» 602

950 С

2 v+

530 С .6 ч осадка в торец

6 ° 802

На возд.

1-2 I-2

4 Неве" ВТ9 пруток Та.в.а!50, стный 860 нн, 840 С

990 С

Протямка по образ, с кантовкани

Е 10-306за пеоеход

Протямка по образ. с кантовками

Е=10-308 за пайехйй

На возд.

1-3

1-2

1050-1250

О, 098

ВТ9 пруток Та.пв!50

860мм, 850аС

1000аС

На возд.

1-2 затем деформировали на 55%. Полученную шайбу укладывали на образующую и проводили протяжку в четыре перехода на 35% за переход, поворачивая заготовку соответственно на углы 90, 45, 450. При этом отношение высоты заготовки к диаметру составило

2,3, Затем заготовку устанавливали на торец и, удерживая ее в устойчивом положении до соприкосновения с бойками, деформировали на 70%, после чего охлаждали полученную шайбу на воздухе до комнатной температуры.

После охлаждения шайбу укладывали в печь KS — 1300, нагретую до 950 С, нагревали и выдерживали в течение 2 ч, охлаждали шайбу на воздухе. затем укладывали в печь с температурой 530 С, нагревали, выдерживали 6 ч и охлаждали на воздухе до комнатной температуры, Образцы для испытания на растяжение, ударную вязкость вырезались из центральной и периферийной зон шайбы в тангенциальном, радиальном и осевом направлениях. Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 1497 — 84, ГОСТ 9651 — 84, ГОСТ 9454-84.

Макроструктура изучалась визуально в двух взаимно перпендикулярных поперечных сечениях, микроструктура — на ударных образцах в различных направлениях íà оптическом микроскопе и Неофот-2".

Аналогично примеру осуществляли способ изготовления дисков, изменяя параметры технологических режимов обработки.

Данные приведены в таблице.

5 Из приведенных примеров следует, что предложенный способ позволяет получить стабильные изотропные свойства в двухфазных титановых сплавах.

Формула изобретения

Способ обработки двухфазных титановых сплавов, включающий нагрев, деформацию в a+P -области в изотермических

15 условиях со скоростью(5 10з) — 10 с и охлаждение. отличающийся тем, что, с целью получения стабильных изотропных свойств, деформацию в а+,В-области проводят в три стадии при температуре на 2020 50 С ниже температуры полиморфного превращения, причем на первой стадии— осадкой в торец со степенью 40 — 60%, на второй стадии — протяжкой в направлении, перпендикулярном первой деформации с

25 поворотами вокруг оси, со степенью разовой деформации 20 — 40% до получения отношения высоты к диаметру 2 — 2,5 и на третьей стадии — осадкой в торец со степенью 40 — 80%, а после охлаждения прово30 дят термообработку путем отжига в а+/3 области и последующего старения.!

6g

M1l;

lilt 119 !

0,067 !

095-1101

1098

0,019

1,01

1095"1IОО

1097

0,061

1091-1095

1092

0,029

1071-1096

1086

0,032

1,01 !

092-1101

1096

0,082 l070-1110

1083

0,030

1053-1107

1067

0,036

1i01

1073-1200

1092

0,007

1072-1193

1093

0,103

1,0

920-1070

0,126

1759948

Продопжение таблицы

Неханическне,свойства при Тк,„, 500 С

6,, лда. 1, л.-., 5; 4 при Т., «20 С о леото и направление вырезки образцов

IN Леханические свойства б., КПа

2 Кс",, (ЛОм/нэ

19,6-25,2

22,5

0,14

20,0-25,3

22,6

0,11

0,995

747-781

762

0,055

762-7ЭО

0,С24

0,97

765-842

801

0,032

7R7-836

808

0,031

О,Э9

57.4-57,7

57,6

0,003

50,6-57,!

54,2

0,073

1,06

20,2-24,3

22,3

0,11О

19,0-24,3

21,3

0,140

1,05 . 777-782

0,035

740-780

756

0,055

1,03

53.0-59,0

55,7

0,067

52,4-58,8

55,7

0,056

1,00

787-920

903

0,020

746-798

773

0,047

1,04

57,2

0,008

55,2-59.3

57,4

0,031

1,0

5! 0-56,2

53,0

0,031

57,3-63,0

60,1

0,032

0,88

-Зь,1

71- 36

799

О,CQR

795-850

823

0,049

0,Э7

792-821

802

0,013

776-883

0,086

О,Э9

> г х

25,2

0,082

18.2-23,7

20,0

0,031

1,26

21,0-22,6

21,2

0,009

25,3-30,7

26,1

0,095

0,81

762

0,011

762-823

802

0,031

0,95

772-801

789

0,035

752-846

803

0,067

0.99

0,3-0,6

0,45

0,82

30-42

37

0,77!

1-!8

14

0,22

Осевое

Сред.знак.

К-т вариации

Составитель Г. Колчина

Редактор М, Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор А. Козориз

Заказ 3159 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

958-970

962

0,007

954-960

956

0,004

1,01

957-962

0,011

944-954

949

0,032

9!8-360

934

0,020

1,02

960-966

962

0,020

982

0,009

949-1031

991

0,082

0,99

970-1041

982

0,012

945-1052

1013

0,072

0.97

14, 0-16,0

14,7

0.100

15,2-16,0

15,7

0,083

0,94

14,9-16,1

15,2

0,096

14,8-16,0

15,6

0,13

12.0-14,0

13,0

0,100

1,20

15,0-15,6

15,3

0,081 с

15,1

0,091

15,0-17,1

16,0

0,009

0,94

13,0-16,9

14,3

0,101

10,3-14,0

12,2

0,121

1,17

9 16

14

0,131

37.4-39,8

38,8

0,15

40,2-41,2

40,9

0,047

0,95

40,3-42,1

41,2

0,110

39,4-41,9

40,6

О,C4

36.2-41,7

39,0

0,070

1,04 ч1,6-43,0

42,2

0.096

35,8

0,102

36,2-39,7

38,3

0,093

0,93

31,2-35,1

32,2

0.082

28,3-39,2

35,!

0,120

0,9!

24-33

0,62

0,42-0,45

0,43

0,15

0,39-0,41

0,40

0,10

1,05

0,40-0,45

0,42

О,!21

0,4О-О,44

0,42

0,047

0,45-0,52

0,48

0,0З7

0,89

0,39-0,45

0,42

О 130

0,42

0,120

0,42-0,45

0,43

0,008

0,98

0,32-0,41

0,37

0,С!2

О 34-0,47

0,40

0,09!

0 525

0,4-0,6

0,5

0,71

Центр.тангенц.

Сред.энач.

К-т варнац.

Центр радиальное

Сред.знак.

К-т вариац.

К"т аннэотр.

Центр осевое

Сред.знач.

К-т вариац.

Периферии тангенц.

Сред.энач.

К-т вариац.

11ермферии радиальное

Сред.знач.

К-т варнац.

К-т анизотр. дернфернп осевое

Сред.энач.

К-т еариац. четр та ген

Сред.энач.

К-т вариац.

Центр радиальное

Сред.знач.

К-т вариач.

К-т аниэатз.

Центр тангенц.

Сред.знач.

К т вариации

Центр радиальное

Сред.энач, К-т вариации

К-т аниэотр.

Осевое

Сред.знак.

К-т вариации