SU1135798A1 - Способ обработки заготовок из титановых сплавов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ, преимущественно крупногабаритных, включающий первую деформацию при температуре / области , охлаждение, вторую деформацию при температуре(()-области, нагрев, третью деформацию при температуре, превышак цей температуру второй деформации , и окончательное охлаждение, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  пластичности, предела выносливости, а также получени  мелкодисперсной равноостной структуры , первую деформацию провод т со степенью 40-60%, вторую деформацию ведут в направлении, перпендикул рном направлению первой деформации (Л со степенью 30-40% при температуре,, соответствующей содержанию об-фазы в количестве 601-75%, третью дефор мацию ведут в (oi+ /)-области со степенью 30-40% в интервале от температуры, соответствующей содержанию о(-фазы в количестве 15-55%, а. окончательное охлаждение провод т со скоростью САЭ 0,01-0,05 град/с. :л со эо

Description

Iи изобретение относитс  к металлургни , в частности к обработке титановьрс сплавов, преимущественно двухфазных , и мйжет быть использовано при обработке крупногабаритньк заготовок , преимущественно слитков дл  подготовки структуры и последун дей деформации в состо нии сверхпластичности , Известен способ обработки, включающий нагрев и деформацию при температуре | -области , последующую закалку , нагрев и деформацию при температуре (о14р}-областн l J . Недостатком этого способа  вл етс  невозможность получени  крупногабаритных заготовок с однородной мелкозернистой структурой по всему сечению вследствие низкой теплопроводности титановых сплавов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ обработки , включающий первую деформа1Ц1Ю при температуре -области, охлаж дение, вторую деформацию при температуре (ot 4 |i) -области, нагрев, третью деформацию при температуре ft-области 2.. Недостатком известного способа  вл етс  то, что обеспечива  получение однородной, мелкозернистой макроструктуры по всему сечению заготов ки, микроструктура  вл етс  пластинчатой , что понижает характеристики пластичности, предел выносливости, повышает чувствительность к надрезу а также делает невозможным последующее деформирование в состо нии сверх пластичности. Цель изобретени  - повышение плас тичности, предела выносливости, а также получение мелкодисперсной равноостной структуры. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающему первую деформацию при температуре и -области, охлаждение, вторую деформацию при температуре (о( + |3) -области , нагрев, третью деформацию при температуре, превышающей температуру второй деформации и окончательное охлаждение, первую деформацию прово ,д т со степенью деформации 40-60%, вторую деформацию ведут в направлении перпендикул рном направлению первой деформации со степенью 30-40% при температуре, соответствующей содер82 жаниюоС-фазы в количестве 60-75%, третью деформацию ведут в (о(- |)-области со степенью 30-40% в интервале от температуры, соответствующей содержаниюct-фазы в количестве 15-55%, а ;окончательное охлаждение провод т со скоростью 0,01-0,05 град/с. При обработке в / -области путем однонаправленного деформировани  й-зерна выт гиваютс  в направлении течени  металла. Дп  того, чтобы большинство зерен претерпели такую деформацию, ее степень должна составл ть 40-60%, что св зано с неравномерностью реальных процессов обработки металлов давлением. Дальнейшее повышение степени деформации не приводит к заметному повышению механических свойств и измельчению микроструктуры , а сопровождаетс  повышением усили  обработки и в р де случаев растрескиванием сплава. Втора  деформаци  в() -области в перпендикул рном направлении обеспечивает эффективный наклеп 04 -оторочки , выделившейс  по границам fl-зерен и поэтому имеющей также преимущественнзто ориентацию, кроме того, наклепу подвергаютс  и внутризеренные о(,-пластины, менее грубые, чем 7оторочка, При этом степень деформации должна составл ть 30-40%. Предел содержани  oi-фазы в 60-75% при этом обусловлен тем, что при более низком содержании наклеп внутризеренных Ci-ппастин оказываетс  недостаточным, что в конечном счете приводит к наличию пластинчатой об -фазы в структуре заготовки. Превьш1ение содержани  оЬ-фазы в сплаве более 75% приводит к снижению пластичности сплава. При нагреве до температур третьей деформации происходит растворение об-фазы, которое вследствие предварительного наклепа и полигонизации приводит к ее фрагментации. Температура третьей деформации соответствует содержанию «i-фазы в интервале, нижнее значение которого 15%, а верхнее значение находитс  на 20% ниже содержани  сС -фазы при второй деформации. Нижнее значение обусловлено тем, что при нагреве до более высоких температур последук цее охлаждение приводит к вьщелениюй -пластин по границам рекристаллизованной/3-фазы , что ухудшает пластические свойства и преп тствует протеканию сверхпластической деформации при последующей обработке . Верхнее значение содержани  Об-фазы обусловлено тем, что при нагреве от температур, второй дефо1Ьмации до температуры третьей деформации превращению должно подвергнутьс  не менее 20% об-фазы дл  обеспече ни  последующей ее фрагментации. Пр этом величина третьей деформации должна быть 30-40% дл  получени  06-фазы в виде частиц круглой формы. Повышение величины деформации при третьей и второй деформации более 40%, как и при первой деформации, не приводит к заметному повышению механических свойств сплава, а споf собствует повышению усили  деформировани  и приводит к растрескиванию -заготовки. Окончательное охлаждение провод  со скоростью 0,01-0,05 грёд/с, т tie, не превышающей критическую, ниже которой фазовое превращение проходи путем роста частиц об-фазы, при этом характер структуры не мен етс i она представл ет собой смесь частиц о1-и /3-фазы округлой формы, величино не более 5-7 мкм, что обеспечивает высокие значени  пластичности, предела выносливости и меньшую чувствительность к надрезу по сравнению пластинчатой структурой. При этом становитс  возможной последующа  обработка в сверхпластичном состо нии , дл  которой необходимо, чтобы зерна были округлой формы, величино не более 10 мкм.. При охлаждении со скоростью выше 0,05 град/с структура представл ет собой смесь- об-частиц округлой формы 7984 и частиц с/ --превращенной структурой (с пластинчатой oi-фазой ), что значительно ухудшает характеристики сверхпластической деформации. Охлаждение со скоростью менее 0,01 град/с приводит к огрублению частицей-фазы и росту их до 7-8 мкм, что ухудшает характеристики сверхпластичности. Пример. Литые образцы сплава ВТЗ-1 с температурой полимор фного превращени  980 С обрабатывают предлагаемым и известным способами. Режимы обработки и свойства полученных полуфабрикатов приведены в таблице, Как видно из данных, представленных в таблице, предлагаемый способ позвол ет повысить пластичность и предел выносливости титановых сплавов по сравнению со сплавами, обработанными известным способом. Кроме того, предлагаемый способ позвол ет получать без введени  дополнительного количества нагревов крупногабаритные заготовки с мелкозернистой макро-и микроструктурой, пригодные к дальнейшей обработке в состо нии сверхпластичности. При этом структура , полученна  таким способом, обеспечивает повьшение предела выносливости на 15-20%, удлинени  на 30-50%, поперечного сужени  на 30-50%. Коэффициент скоростной чувствительности повьш1аетс  от 0,25-0,35 до 0,750 ,8. Тезснико-экономическа  эффективность предлагаемого способа обусловлена тем, что он, по сравнению с известным способом, обеспечивает возможность при последующей штамповке снизить усилие деформации и приблизить размер поковки к размерам детали.

Claims (1)

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ, преимущественно крупногабаритных, включающий первую деформацию при температуре β -области, охлаждение, вторую деформацию при температуре(οί+^-области, нагрев, третью деформацию при температуре, превышающей температуру второй деформации, и окончательное охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности, предела выносливости, а также получения мелкодисперсной равноостной структуры, первую деформацию проводят со степенью 40-60%, вторую деформацию ведут в направлении, перпендикулярном направлению первой деформации со степенью 30-40% при температуре,, соответствующей содержанию οί,-фазы в количестве 6Q-75%, третью деформацию ведут в (οί+ р)-области со степенью 30-40% в интервале от температуры, соответствующей содержанию οί -фазы в количестве 15-55%, а. окончательное охлаждение проводят со скоростью 0,01-0,05 град/с.