RU2184011C2 - Способ получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением - Google Patents
Способ получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением Download PDFInfo
- Publication number
- RU2184011C2 RU2184011C2 RU2000109481A RU2000109481A RU2184011C2 RU 2184011 C2 RU2184011 C2 RU 2184011C2 RU 2000109481 A RU2000109481 A RU 2000109481A RU 2000109481 A RU2000109481 A RU 2000109481A RU 2184011 C2 RU2184011 C2 RU 2184011C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- blank
- hours
- powder
- room temperature
- Prior art date
Links
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 abstract 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000365 skull melting Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению полуфабрикатов из титановых сплавов, легированных элементами, образующими интерметаллические соединения с титаном, например, кремнием, углеродом, бором, редкоземельными элементами. Способ включает изготовление порошка из расплава охлаждением, получение заготовки методом горячего изостатического прессования, горячую деформацию, термообработку, при этом перед горячим изостатическим прессованием проводят дегазацию порошка, включающую выдержку порошка в вакууме при остаточном давлении не выше 1 Па в течение 1-2 ч при комнатной температуре, последующий нагрев до температуры 150-180o С и выдержку в течение 0,5-2,5 ч при давлении не выше 1 Па, а горячую деформацию заготовки проводят при температуре ниже температуры полиморфного превращения на 10-70oС со скоростью деформирования 0,01-0,8 м/с в один и более переходов с суммарным уковом 3-30. Термообработку проводят в 3 ступени: на 1-й ступени температуру поднимают от комнатной до 870-920oС и выдерживают 2-5 ч; на 2-й ступени температуру понижают до 790-830oС и выдерживают 2-5 ч, затем охлаждают до комнатной; на 3-й ступени температуру поднимают от комнатной до 570-650oС и выдерживают 6-10 ч, затем охлаждают до комнатной. Изобретение позволяет повысить уровень механических свойств и характеристик работоспособности, а также снизить содержание кислорода в полуфабрикатах. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению полуфабрикатов из титановых сплавов, легированных элементами, образующими интерметаллические соединения с титаном, например, кремнием, углеродом, бором, редкоземельными элементами.
Известен способ получения полуфабрикатов, заключающийся в изготовлении слитка методом электродуговой или гарнисажной плавки с последующей горячей деформацией и термической обработкой конечного полуфабриката [1, 2].
Недостатком этого способа является нестабильность уровня механических свойств.
Наиболее близким по технической сущности является способ, который заключается в изготовлении порошка распылением расплава, горячем изостатическом прессовании полученного порошка в газостате по ступенчатому режиму с последующей горячей деформацией и термической обработкой полуфабрикатов [3].
Недостатками этого способа являются недостаточно высокий уровень механических свойств и характеристик работоспособности, а также повышенное содержание кислорода в полуфабрикатах.
Технической задачей изобретения является повышение уровня механических свойств, характеристик работоспособности, а также снижение содержания кислорода в полуфабрикатах.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен способ получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением, включающий изготовление порошка из расплава охлаждением, получение заготовки методом горячего изостатического прессования, горячую деформацию, термообработку, в котором перед горячим изостатическим прессованием проводят дегазацию порошка, включающую выдержку порошка в вакууме при остаточном давлении не выше 1 Па в течение 1-2 ч при комнатной температуре, последующий нагрев до температуры 150-180oС и выдержку в течение 0,5-2,5 ч при давлении не выше 1 Па, а горячую деформацию заготовки проводят при температуре ниже температуры полиморфного превращения на 10-70oС со скоростью деформирования 0,01-0,8 м/с в один и более переходов с суммарным уковом 3-30.
Термообработку проводят в 3 ступени:
на 1-й ступени температуру поднимают от комнатной до 870-920oС и выдерживают 2-5 ч;
на 2-й ступени температуру понижают до 790-830oС и выдерживают 2-5 ч, затем охлаждают до комнатной;
на 3-й ступени температуру поднимают от комнатной до 570-650oС и выдерживают 6-10 ч, затем охлаждают до комнатной.
на 1-й ступени температуру поднимают от комнатной до 870-920oС и выдерживают 2-5 ч;
на 2-й ступени температуру понижают до 790-830oС и выдерживают 2-5 ч, затем охлаждают до комнатной;
на 3-й ступени температуру поднимают от комнатной до 570-650oС и выдерживают 6-10 ч, затем охлаждают до комнатной.
Процесс позволяет ограничить содержание кислорода в полуфабрикатах на уровне ≤0,12 мас.%, а также регламентировать кинетику выделения и роста частиц интерметаллидов, т. е. не происходит огрубления выделений упрочняющих фаз.
Предлагаемый способ включает следующие операции:
- получение порошка охлаждением из расплава со скоростью охлаждения 103-5х104 oС/с;
- дегазация порошка;
- компактирование методом горячего изостатического прессования (ГИП) в газостате;
- горячая деформация;
- термическая обработка.
- получение порошка охлаждением из расплава со скоростью охлаждения 103-5х104 oС/с;
- дегазация порошка;
- компактирование методом горячего изостатического прессования (ГИП) в газостате;
- горячая деформация;
- термическая обработка.
Примеры осуществления.
Образцы из сплава ВТ22, дополнительно легированного углеродом, бором, кремнием и неодимом, т.е. сплава с интерметаллидным упрочнением (температура полиморфного превращения сплава, Тпп=930oС) в виде прутков, например ⌀25 мм, исследовались на уровень механических свойств, характеристик работоспособности и содержания кислорода в получаемых полуфабрикатах.
Пример 1.
Дегазация порошка: выдержка при комнатной температуре в течение 1ч при давлении 0,5 Па, нагрев до 150oС, выдержка 0,5 ч при давлении 0,5 Па.
Нагрев под деформацию при температуре 920oС (Тпп-10oС), деформирование со скоростью 0,01 м/с с суммарным уковом 3.
Термическая обработка: нагрев до температуры 920oС, выдержка 2 ч, охлаждение до температуры 830oС, выдержка 2 ч, охлаждение до комнатной. Нагрев до температуры 650oС, выдержка 6 ч, охлаждение до комнатной.
Пример 2.
Дегазация порошка: выдержка при комнатной температуре в течение 1,5 ч при давлении 0,8 Па, нагрев до 160oС, выдержка 1,5 ч при давлении 0,8 Па.
Нагрев под деформацию при температуре 890oС (Тпп-40oС), деформирование со скоростью 0,4 м/с с суммарным уковом 16.
Термическая обработка: нагрев до температуры 890oС, выдержка 3 ч, охлаждение до температуры 810oС, выдержка 3 ч, охлаждение до комнатной. Нагрев до температуры 600oС, выдержка 8 ч, охлаждение до комнатной.
Пример 3.
Дегазация порошка: выдержка при комнатной температуре в течение 2 ч при давлении 1 Па, нагрев до 180oС, выдержка 2,5 ч при давлении 1 Па.
Нагрев под деформацию при температуре 860oC (Тпп-70oС), деформирование со скоростью 0,8 м/с с суммарным уковом 30.
Термическая обработка: нагрев до температуры 870oС, выдержка 5 ч, охлаждение до температуры 790oС, выдержка 5 ч, охлаждение до комнатной. Нагрев до температуры 570oС, выдержка 10 ч, охлаждение до комнатной.
Пример 4.
Прототип.
Подтверждение уровня механических свойств, характеристик работоспособности и содержания кислорода в получаемых полуфабрикатах приведено в таблице.
Результаты, приведенные в таблице, свидетельствуют, что предложенный способ получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением обеспечивает повышение
- пластичности при комнатной температуре на 25-36%;
- циклической прочности (МЦУ) на 7-22%;
- модуля нормальной упругости при повышенной температуре (450oС) на 4,5-20%;
- кратковременной прочности при 450oС на 4,5-7%.
- пластичности при комнатной температуре на 25-36%;
- циклической прочности (МЦУ) на 7-22%;
- модуля нормальной упругости при повышенной температуре (450oС) на 4,5-20%;
- кратковременной прочности при 450oС на 4,5-7%.
Применение предложенного способа получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением позволит повысить эксплуатационную надежность и ресурс изделий на 10-15%, а также снизить их вес на 15-25%.
Источники информации
1. Плавка и литье титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1978, с.265-318.
1. Плавка и литье титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1978, с.265-318.
2. Полуфабрикаты из титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1979, с.289-314, 348-383.
3. Моисеев В. Н. , Сысоева Н.В., Полякова И.Г. Влияние дополнительного легирования углеродом и бором на структуру и механические свойства сплава ВТ22. - М.: МиТОМ, 3, 1998, с.18-22.
Claims (2)
1. Способ получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением, включающий изготовление порошка из расплава охлаждением, получение заготовки методом горячего изостатического прессования, горячую деформацию, термообработку, отличающийся тем, что перед горячим изостатическим прессованием проводят дегазацию порошка, включающую выдержку порошка в вакууме при остаточном давлении не выше 1 Па в течение 1-2 ч при комнатной температуре, последующий нагрев до температуры 150-180oС и выдержку в течение 0,5-2,5 ч при давлении не выше 1 Па, а горячую деформацию заготовки проводят при температуре ниже температуры полиморфного превращения на 10-70oС со скоростью деформирования 0,01-0,8 м/с в один и более переходов с суммарным уковом 3-30.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термообработку проводят в 3 ступени, при этом на 1-й ступени температуру поднимают от комнатной до 870-920oС и выдерживают 2-5 ч; на 2-й ступени температуру понижают до 790-830oС и выдерживают 2-5 ч, затем охлаждают до комнатной; на 3-й ступени температуру поднимают от комнатной до 570-650oС и выдерживают 6-10 ч, затем охлаждают до комнатной.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000109481A RU2184011C2 (ru) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Способ получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000109481A RU2184011C2 (ru) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Способ получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000109481A RU2000109481A (ru) | 2001-12-27 |
| RU2184011C2 true RU2184011C2 (ru) | 2002-06-27 |
Family
ID=20233375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000109481A RU2184011C2 (ru) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Способ получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2184011C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2246379C1 (ru) * | 2004-02-25 | 2005-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ получения композиционного материала |
| RU2670824C2 (ru) * | 2013-10-22 | 2018-10-25 | Зе Боинг Компани | Способы изготовления деталей из порошка по меньшей мере одного элементарного металла |
| RU2684033C1 (ru) * | 2015-03-24 | 2019-04-03 | Куинтус Текнолоджиз Аб | Способ и устройство для обработки металлических изделий |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3729971A (en) * | 1971-03-24 | 1973-05-01 | Aluminum Co Of America | Method of hot compacting titanium powder |
| US3821841A (en) * | 1972-08-18 | 1974-07-02 | Brush Wellman | Method for fabricating a beryllium fiber reinforced composite having a titanium matrix |
| EP0279941A2 (de) * | 1987-02-25 | 1988-08-31 | Vereinigte Aluminium-Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur pulvermetallurgischen Herstellung von blasenfreiem, wasserstoff- und oxidarmen Aluminiumhalbzeug |
| RU2119846C1 (ru) * | 1993-01-25 | 1998-10-10 | Абб Рисерч Лтд. | Способ получения материала на основе легированного интерметаллического соединения |
-
2000
- 2000-04-19 RU RU2000109481A patent/RU2184011C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3729971A (en) * | 1971-03-24 | 1973-05-01 | Aluminum Co Of America | Method of hot compacting titanium powder |
| US3821841A (en) * | 1972-08-18 | 1974-07-02 | Brush Wellman | Method for fabricating a beryllium fiber reinforced composite having a titanium matrix |
| EP0279941A2 (de) * | 1987-02-25 | 1988-08-31 | Vereinigte Aluminium-Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur pulvermetallurgischen Herstellung von blasenfreiem, wasserstoff- und oxidarmen Aluminiumhalbzeug |
| RU2119846C1 (ru) * | 1993-01-25 | 1998-10-10 | Абб Рисерч Лтд. | Способ получения материала на основе легированного интерметаллического соединения |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МОИСЕЕВ В.Н. и др. Влияние дополнительного легирования углеродом и бором на структуру и механические свойства сплава ВТ22. - М.: МиТОМ, № 3, 1998, с.18-22. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2246379C1 (ru) * | 2004-02-25 | 2005-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ получения композиционного материала |
| RU2670824C2 (ru) * | 2013-10-22 | 2018-10-25 | Зе Боинг Компани | Способы изготовления деталей из порошка по меньшей мере одного элементарного металла |
| RU2670824C9 (ru) * | 2013-10-22 | 2018-11-29 | Зе Боинг Компани | Способы изготовления деталей из порошка по меньшей мере одного элементарного металла |
| RU2684033C1 (ru) * | 2015-03-24 | 2019-04-03 | Куинтус Текнолоджиз Аб | Способ и устройство для обработки металлических изделий |
| US11155912B2 (en) | 2015-03-24 | 2021-10-26 | Quintus Technologies Ab | Method and arrangement for processing articles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113122763A (zh) | 一种高强韧性高熵合金制备方法 | |
| WO2005075692A1 (en) | Aluminum alloy for producing high performance shaped castings | |
| CN113430434B (zh) | 用于宽温区服役的高阻尼锰铜合金及其制备方法 | |
| CN114196859A (zh) | 一种室温轧制制备含纳米晶高锂镁锂合金的方法 | |
| JP2003510463A (ja) | 使用すべきアルミニュウム合金からなる構造鋳造部品の熱処理方法 | |
| JP2001288517A (ja) | Ｃｕ基合金、およびこれを用いた高強度高熱伝導性の鋳造物および鍛造物の製造方法 | |
| RU2184011C2 (ru) | Способ получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением | |
| CN113621854B (zh) | 一种低密度高模量的高强铝合金及其制备方法 | |
| CN107974632B (zh) | 一种奥氏体热作模具钢及其制备方法 | |
| JP7233658B2 (ja) | 熱間鍛造用のチタンアルミナイド合金材及びチタンアルミナイド合金材の鍛造方法 | |
| CN114086086B (zh) | 纳米相碳氮复合颗粒增强型因瓦合金线材及其制备方法 | |
| CN113502423B (zh) | 一种高塑性、高强度铸造铍铝合金及其制备方法 | |
| CN114921678B (zh) | 一种超高强度黄金材料、制成方法及设备 | |
| CN116904816A (zh) | 一种高热稳定性铝锂合金及其制备方法 | |
| JP7610244B2 (ja) | 低熱膨張合金 | |
| JP3798676B2 (ja) | 輸送機器用アルミニウム合金の半溶融成型ビレットの製造方法 | |
| JP2024047300A (ja) | 低熱膨張合金の製造方法および熱間鍛造部品 | |
| CN112795824A (zh) | 一种镁铝合金材料及其制备工艺 | |
| JP4175823B2 (ja) | 金型用特殊鋼の製造方法 | |
| CN118910483B (zh) | Ti增强镁基复合材料及其制备方法和应用 | |
| JPH05339688A (ja) | 金属鋳造用鋳型材の製造方法 | |
| CN118547225B (zh) | 一种高强塑积、耐烧蚀的Fe-Mn-Al-C系轻质钢及其制备方法 | |
| CN119061301A (zh) | 一种用于塑性成形的低成本高强韧铝合金铸坯及其制备方法 | |
| RU2000109481A (ru) | Способ получения полуфабрикатов из титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением | |
| JP3802796B2 (ja) | 輸送機器用アルミニウム合金の半溶融成型ビレットの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130420 |