RU2635650C1 - Способ термомеханической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, легированных редкими и редкоземельными металлами - Google Patents
Способ термомеханической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, легированных редкими и редкоземельными металлами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2635650C1 RU2635650C1 RU2016142319A RU2016142319A RU2635650C1 RU 2635650 C1 RU2635650 C1 RU 2635650C1 RU 2016142319 A RU2016142319 A RU 2016142319A RU 2016142319 A RU2016142319 A RU 2016142319A RU 2635650 C1 RU2635650 C1 RU 2635650C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- temperature
- heating
- total degree
- stage
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title description 6
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 75
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 16
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 12
- 229910001040 Beta-titanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 102220253765 rs141230910 Human genes 0.000 description 2
- 229910020991 Sn-Zr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009085 Sn—Zr Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000013000 roll bending Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
- B21B3/003—Rolling non-ferrous metals immediately subsequent to continuous casting, i.e. in-line rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к термомеханической обработке высоколегированных псевдо-β титановых сплавов и изделий из них, и может быть использовано в авиационной технике. Способ изготовления листовых полуфабрикатов из псевдо-β титановых сплавов включает изготовление листового полуфабриката и его термомеханическую обработку путем многократных нагревов и деформаций. Термомеханическую обработку листовых полуфабрикатов проводят в семь стадий. Первая стадия включает всестороннюю ковку на сляб за не менее чем два подхода с суммарной степенью деформации на каждом не менее 40±10%, снижением температуры ковки и промежуточных подогревов в интервале температур от Тпп+180 до Тпп+490°С. Вторая стадия включает нагрев сляба до температуры (Тпп+250÷Тпп+420)°С, деформацию путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации не менее 80±10% и промежуточными подогревами. Третья стадия включает нагрев до температуры (Тпп+30÷Тпп+70)°С, деформацию промежуточного горячекатаного подката путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации не менее 40±10% и промежуточными подогревами. Четвертая стадия включает дальнейшую деформацию подката в один или более этапов путем нагрева до температуры (Тпп+90÷Тпп+130)°С и горячей прокатки с суммарной степенью деформации от 40 до 70±10% и промежуточными подогревами. Пятая стадия включает термическую обработку листовых полуфабрикатов при температуре (Тпп+10÷Tпп+50)°С в течение 0,3-1,5 часа в камерной печи сопротивления и последующую закалку в воду или на воздухе с получением β-структуры. Шестая стадия включает холодную прокатку листов с суммарной степенью деформации от 20 до 60±10%. Седьмая стадия включает прогладку при температуре (Тпп-20÷Тпп-90)°С с последующей обработкой поверхности. Увеличивается степень проработки структуры путем повышения предельных степеней деформации при горячей и холодной обработке давлением, повышается технологическая пластичность при сохранении прочности и пластичности после упрочняющей термической обработки, а также снижается в закаленном состоянии минимальный относительный радиус гибки. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к термомеханической обработке высоколегированных псевдо-β титановых сплавов и изделий из них, и может быть использовано в авиационной технике.
Из уровня техники известен способ термомеханической обработки, раскрытый в патенте RU 2487962 (опубл. 23.09.2011, C22F 1/18, В21В 3/00), включающий:
- нагрев исходной заготовки до температуры (Тпп+120 ÷ Тпп+200)°С, деформацию с суммарной степенью 40÷80%;
- нагрев до температуры (Тпп+60 ÷ Тпп+80)°С, прокатку с суммарной степенью деформации 50÷80%;
- нагрев до температуры (Тпп-20 ÷ Тпп-40)°С, прокатку с суммарной степенью деформации 40÷70%;
- сборку листовых заготовок в пакет, нагрев до температуры (Тпп-20 ÷ Тпп-120)°С, прокатку с суммарной степенью деформации 50÷85%. Недостатком способа являются повышенная трудоемкость и сложность изготовления тонких листов за счет необходимости применения «пакетной прокатки», низкий уровень технологической пластичности (штампуемости), обусловленный недостаточной степенью проработки структуры.
Известен способ термомеханической обработки, раскрытый в патенте RU 2549804 (опубл. 26.09.2013, В21В 3/00, С22С 14/00), включающий деформацию слитка в сляб, прокатку сляба на подкат. Многостадийная прокатка заготовок осуществляется путем: нагрева в β-области, по крайней мере на 50°С выше Тпп и последующей прокатки, затем в (α+β)-области после нагрева до температуры не выше Тпп-20°С, затем в β-области по крайней мере на 50°С выше Тпп, затем в (α+β)-области после нагрева до температуры не выше Тпп-20°С со степенью деформации до 50%.
Недостатком данного способа является низкий уровень технологической пластичности (штампуемости) полученных листовых полуфабрикатов, обусловленный недостаточной степенью деформационной обработки изделия в области низких температур и вхолодную.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ изготовления деформированных изделий из псевдо-β титановых сплавов, включающий: нагрев исходного слитка до температуры (Тпп+150 ÷ Тпп+380)°С, деформацию с суммарной степенью 40÷70%; нагрев до температуры (Тпп+60 ÷ Тпп+220)°С, деформацию с суммарной степенью 30÷60%; нагрев до температуры (Тпп-20 ÷ Тпп-60)°С, деформацию с суммарной степенью 30÷60%; рекристаллизационную обработку путем нагрева заготовки до температуры (Тпп+70 ÷ Тпп+140)°С и последующей деформации с суммарной степенью 20÷60%; нагрев до температуры (Тпп-20 ÷ Тпп-60)°С, деформацию с суммарной степенью 30÷70%; рекристаллизационную обработку путем нагрева заготовки до температуры (Тпп+30 ÷ Тпп+110)°С и последующей деформации с суммарной степенью 15÷50%; нагрев до температуры (Тпп-20 ÷ Тпп-60)°С, деформацию с суммарной степенью 50÷90% (RU 2441097, 27.01.2012, C22F 1/18).
Недостатками данного способа являются низкий уровень технологической пластичности (штампуемости), обусловленный недостаточной степенью проработки структуры, и высокая трудо- и энергоемкость изготовления сложнопрофильных изделий.
Технической задачей заявленного изобретения является упрощение технологического процесса изготовления сложнопрофильных изделий (деталей) из листов высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, в том числе легированных редкими (РМ) и/или редкоземельными (РЗМ) металлами.
Техническим результатом предложенного изобретения является увеличение степени проработки структуры путем повышения предельных степеней деформации при горячей и холодной обработке давлением, повышение характеристик технологической пластичности (штампуемости) листовых полуфабрикатов при сохранении прочности и пластичности после упрочняющей термической обработки на высоком уровне и, как следствие, снижение в закаленном состоянии минимального относительного радиуса гибки при изгибе на угол 90° при температуре 20°С.
Для достижения заявленного технического результата предложен способ изготовления листовых полуфабрикатов из псевдо-β титановых сплавов, включающий изготовление листового полуфабриката и его термомеханическую обработку путем многократных нагревов и деформаций, заключающийся в том, что термомеханическую обработку листовых полуфабрикатов проводят в семь стадий. Первая стадия включает всестороннюю ковку на сляб за не менее чем два подхода с суммарной степенью деформации на каждом не менее 40±10%, снижением температуры ковки и промежуточных подогревов в интервале температур от Тпп+180 до Тпп+490°С. Вторая стадия включает нагрев сляба до температуры (Тпп+250÷Тпп+420)°С, деформацию путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации не менее 80±10% и промежуточными подогревами. Третья стадия включает нагрев до температуры (Тпп+30÷Тпп+70)°С, деформацию промежуточного горячекатаного подката путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации не менее 40±10% и промежуточными подогревами. Четвертая стадия включает дальнейшую деформацию подката в один или более этапов путем нагрева до температуры (Тпп+90÷Тпп+130)°С и горячей прокатки с суммарной степенью деформации от 40 до 70±10% и промежуточными подогревами. Пятая стадия включает термическую обработку листовых полуфабрикатов при температуре (Тпп+10÷Тпп+50)°С в течение 0,3-1,5 часа в камерной печи сопротивления и последующую закалку в воду или на воздухе с получением β-структуры, дальнейшую пескоструйную или гидроабразивную обработку и травление поверхности. Шестая стадия включает деформацию листовых полуфабрикатов, обработанных на β-структуры, путем холодной прокатки с суммарной степенью деформации от 20 до 60±10%. Седьмая стадия включает прогладку при температуре (Тпп-20÷Тпп-90)°С с последующей обработкой поверхности.
Последующая обработка поверхности с целью удаления газонасыщенных слоев может осуществляться путем пескоструйной обработки и/или гидроабразивной очистки и травления и финишной шлифовки до требуемой толщины и допусков по разнотолщинности.
Промежуточные подогревы осуществляются при необходимости для предотвращения возникновения на полуфабрикате трещин, расслоений и других дефектов поверхности. Целесообразность и частота проведения промежуточных подогревов зависит от конкретных производственных условий.
На пятой стадии последующая закалка в воду или на воздухе для фиксирования однофазной (преимущественно) β-структуры необходима, поскольку именно такая структура обладает высокой пластичностью, что позволяет проводить формоизменение листовых заготовок (например, путем прокатки вхолодную) с наибольшими разовыми и суммарными степенями деформации. Наличие в структуре сплава частиц α-фазы (образовавшихся при термической обработке в условиях, не соответствующих указанным в заявленном изобретении) существенно повышает усилия деформирования полуфабрикатов и снижает допустимые степени их деформации.
На шестой стадии включают деформацию листовых полуфабрикатов, обработанных на β-структуры (преимущественно), поскольку деформация путем холодной прокатки обеспечивает получение благоприятных параметров структуры и субструктуры, что позволяет повысить комплекс механических свойств конечного изделия после проведения упрочняющей термической обработки. Также холодная прокатка способствует снижению размеров зерен сплава в закаленном состоянии.
На седьмой стадии прогладку при температуре (Тпп-20 ÷ Тпп-90)°С и последующую обработку (путем пескоструйной обработки и/или гидроабразивной очистки, шлифования и травления) осуществляют при необходимости в зависимости от конкретных требований к качеству поверхности и планшетности листов. В частности, для обеспечения улучшенной планшетности крупногабаритных листов (например, t×800×2000 мм) после холодной прокатки требуется прогладка, обработка поверхности путем пескоструйной обработки и последующего травления. Для обеспечения уменьшенного разброса по фактической толщине листов и их разнотолщинности необходимо дополнительное шлифование.
Для снижения числа технологических операций и снижения риска наводороживания листовых полуфабрикатов в процессе травления подготовка структурно-фазового состава может осуществляться путем обработки в вакуумной или аргоно-вакуумной печи, охлаждение садки в которой осуществляют посредством естественного охлаждения с печью или принудительного охлаждения в среде инертного газа, при условии, что скорость охлаждения садки Vохл до 550°С составляет не менее 8°С/мин, с 550 до 300°С - не менее 4°С/мин, при этом удаление газонасыщенных слоев путем пескоструйной обработки или травления поверхности проводят до термической обработки.
В качестве инертного газа может применяться аргон, а перед термической обработкой холоднокатаных листовых полуфабрикатов проведение операций пескоструйной обработки и травления не требуется.
Изготовление листовых полуфабрикатов по предлагаемой технологии предпочтительно осуществлять из высокопрочного псевдо-β титанового сплава, содержащего РМ и/или РЗМ, марки ВТ47 или его модификаций (содержащего, мас. %: алюминий от 1,5 до 3,7; молибден от 1,0 до 3,1; ванадий от 8,0 до 12,0; хром от 2,5 до 5,0; железо от 0,1 до 1,8; цирконий от 0,4 до 2,0; олово от 0,4 до 2,2 и один или несколько из следующих элементов: рутений, иттрий, гадолиний в количестве от 0,01 до 0,16, например, по патенту RU 2569285, 20.11.2015, С22С 14/00.
Изготовление сложнопрофильных изделий (деталей) из листов псевдо-β титановых сплавов может быть осуществлено посредством холодной обработки давлением: листовой штамповки, пневмоформовки, выдавливания, гидростатического прессования, газостатического прессования, рельефной формовки, профилирования на роликовой листогибочной машине, глубокой вытяжки, прошивки, ротационного выдавливания, гибки с растяжением, гибки под прессом и холодной высадки.
В процессе деформации после первых трех нагревов при температуре выше полиморфного превращения (β-область) при чередовании осадки и вытяжки происходит создание более изотропной структуры по сравнению с исходной структурой слитка, дробление исходных кристаллов и их сфероидизация в процессе протекания динамической рекристаллизации, усреднение химического состава, уменьшение внутридентритных градиентов содержания легирующих элементов и устранение рыхлот литейного происхождения. При последующих нагревах и деформациях осуществляется подготовка умеренно мелкозернистой микроструктуры, лишенной дефектов деформационного происхождения (полосчатости, закатов, заковов, внутренних и внешних трещин). Применение операций гомогенизации структуры путем рекристаллизации в β-области в совокупности с закалкой в широком интервале скоростей охлаждения позволяет получить гомогенное однородное структурно-фазовое состояние. Подобное структурно-фазовое состояние, полученное в тонколистовых полуфабрикатах, обеспечивает высокие характеристики их технологической пластичности (штампуемости) в закаленном состоянии и значения прочности в термически упрочненном состоянии. Наиболее сильное влияние на получение высокого комплекса технологических и механических характеристик оказывают подготовка структурно-фазового состояния и прокатка вхолодную, осуществляемые на пятой и шестой стадиях технологического процесса, суммарная степень деформации при которой может достигать 70%. Применение интенсивной деформации при холодной прокатке позволяет существенно повысить плотность дислокаций, вакансий и других дефектов кристаллической решетки, что позволяет при последующей термической обработке более эффективно измельчить структурно-фазовые составляющие и повысить уровень технологической пластичности в закаленном состоянии и механических свойств после старения.
Листовые полуфабрикаты, изготовленные согласно приведенному выше технологическому процессу, хорошо обрабатываются давлением при комнатной температуре путем листовой штамповки, гибки, вытяжки, выдавливания и др. По уровню технологической пластичности в закаленном состоянии (в том числе и в вакуумных печах) листы из псевдо-β титанового сплава, содержащего РМ и/или РЗМ, практически не уступают характеристикам высокотехнологичных сплавов ВТ1-0 и ОТ4-1. Это позволяет изготавливать из них методами холодной обработки давлением (без нагрева детали и оснастки и осуществления промежуточных отжигов) различные сложнопрофильные изделия (детали), сопоставимые по сложности с изделиями из сплавов ВТ1-0 и ОТ4-1, изготовленных в аналогичных условиях.
Примеры осуществления
Были изготовлены листы из сплава, содержащего, мас. %: 1,5÷3,7 алюминия, 1,0÷3,1 молибдена, 8,0÷12,0 ванадия, 2,5÷5,0 хрома, 0,1÷1,8 железа, 0,4÷2,0 циркония, 0,4÷2,2 олова, один или несколько следующих элементов: 0,01÷0,16 рутения, 0,01÷0,16 иттрия, 0,01÷0,16 гадолиния, и сплава-прототипа предлагаемым способом термомеханической обработки и способом прототипом. Затем листы подвергались термической обработке (закалке на β-фазу или упрочняющей термической обработке) и проводились исследования их механических свойств и технологичности.
Пример 1.
1 стадия. Всесторонняя ковка за 2 подхода с суммарной степенью деформации на каждом 80%, при установочных температурах Тпп+490 и Тпп+380°С. Охлаждение заготовок на воздухе;
2 стадия. Нагрев сляба до температуры (Тпп+250)°С, деформация путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации 70% (осуществлено 4 промежуточных подогрева при температуре (Тпп+320)°С);
3 стадия. Нагрев горячекатаного подката до температуры (Тпп+30)°С, деформация путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации 60% (осуществлено 3 промежуточных подогрева при температуре (Тпп+30)°С);
4 стадия. Нагрев горячекатаного подката до температуры (Тпп+130)°С, деформация путем горячей прокатки за 2 этапа с суммарной степенью деформации 50% (осуществлен 1 промежуточный подогрев при температуре (Тпп+130)°С);
5 стадия. Подготовка структурно-фазового состояния и поверхности промежуточных листовых полуфабрикатов путем термической обработки при температуре (Тпп+50)°С в течение 0,3 часа в камерной печи сопротивления, последующая закалка в воду и удаление газонасыщенных слоев путем пескоструйной обработки и травления поверхности;
6 стадия. Деформация листовых полуфабрикатов путем холодной прокатки с суммарной степенью деформации 10%;
7 стадия. Прогладка при температуре (Тпп-20)°С и удаление газонасыщенных слоев путем гидроабразивной обработки поверхности, шлифования и травления.
Пример 2.
1 стадия. Всесторонняя ковка за 4 подхода с суммарной степенью деформации на каждом от 30 до 70%, при установочных температурах Тпп+470, Тпп+350, Тпп+250 и Тпп+180°С. Охлаждение заготовок на воздухе;
2 стадия. Нагрев сляба до температуры (Тпп+350)°С, деформация путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации 85% (осуществлено 4 промежуточных подогрева при температуре (Тпп+350)°С);
3 стадия. Нагрев горячекатаного подката до температуры (Тпп+70)°С, деформация путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации 30% (осуществлен 1 промежуточный подогрев при температуре (Тпп+70)°С);
4 стадия. Нагрев горячекатаного подката до температуры (Тпп+90)°С, деформация путем горячей прокатки за 1 этап с суммарной степенью деформации 30% (без промежуточных подогревов);
5 стадия. Подготовка структурно-фазового состояния и поверхности промежуточных листовых полуфабрикатов путем удаления газонасыщенных слоев пескоструйной обработкой и травлением поверхности. Последующее проведение термической обработки при температуре (Тпп+10)°С в течение 1,5 часа в вакуумной печи сопротивления, охлаждение заготовок с печью;
6 стадия. Деформация листовых полуфабрикатов путем холодной прокатки с суммарной степенью деформации 70%;
7 стадия. Прогладка при температуре (Тпп-90)°С и удаление газонасыщенных слоев путем пескоструйной обработки поверхности, шлифования и травления.
Пример 3.
1 стадия. Всесторонняя ковка за 3 подхода с суммарной степенью деформации на каждом от 40 до 70%, при установочных температурах Тпп+470, Тпп+340 и Тпп+220°С. Охлаждение заготовок на воздухе;
2 стадия. Нагрев сляба до температуры (Тпп+420)°С, деформация путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации 80% (осуществлено 3 промежуточных подогрева при температуре (Тпп+420)°С);
3 стадия. Нагрев горячекатаного подката до температуры (Тпп+45)°С, деформация путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации 50% (осуществлено 2 промежуточных подогрева при температуре (Тпп+45)°С);
4 стадия. Нагрев горячекатаного подката до температуры (Тпп+115)°С, деформация путем горячей прокатки за 1 этап с суммарной степенью деформации 61% (осуществлен 1 промежуточный подогрев при температуре (Тпп+115)°С);
5 стадия. Подготовка структурно-фазового состояния и поверхности промежуточных листовых полуфабрикатов путем удаления газонасыщенных слоев пескоструйной обработкой и травлением поверхности. Последующее проведение термической обработки при температуре (Тпп+20)°С в течение 1,0 часа в вакуумной печи сопротивления, охлаждение заготовок в среде аргона;
6 стадия. Деформация листовых полуфабрикатов путем холодной прокатки с суммарной степенью деформации 30%;
7 стадия. Подготовка структурно-фазового состояния и окончательная деформация путем прокатки вхолодную с суммарной степенью деформации 25%.
В таблице 1 приведен химический состав изготовленных листов.
Далее определяли следующие характеристики полученных полуфабрикатов:
- предел прочности и относительное удлинение образцов при температуре 20°С определяли путем проведения испытаний на растяжение по ГОСТ 1497;
- минимальный относительный радиус гибки при изгибе на угол 90° при температуре 20°С определяли в соответствии с ГОСТ 14019-2003.
В таблице 2 приведены результаты определения механических свойств и технологичности (минимального относительного радиуса гибки).
Предлагаемый способ термомеханической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, в частности системы легирования Ti-Al-Mo-V-Cr-Fe-Sn-Zr, легированных РМ и/или РЗМ, позволяет увеличить степень проработки структуры путем повышения предельных степеней деформации при горячей и холодной обработке давлением, регламентировано снизить размер и обеспечить однородность структурно-фазовых составляющих в полуфабрикате, за счет чего повысить характеристики технологической пластичности (штампуемости) при сохранении на высоком уровне прочностных свойств.
Как видно из таблицы 2, в полуфабрикатах, изготовленных по предлагаемому способу, минимальный относительный радиус гибки при изгибе на угол 90° при температуре 20°С в закаленном (отожженном) состоянии повысился на 13-19%, предел прочности при 20°С в термически упрочненном (состаренном) состоянии и характеристики относительного удлинения сохранились такими же высокими.
Claims (3)
1. Способ изготовления листовых полуфабрикатов из псевдо-β титановых сплавов, включающий изготовление листового полуфабриката и его термомеханическую обработку путем многократных нагревов и деформаций, отличающийся тем, что термомеханическую обработку листовых полуфабрикатов проводят в семь стадий, при этом первая стадия включает всестороннюю ковку на сляб за не менее чем два подхода с суммарной степенью деформации на каждом не менее 40±10%, снижением температуры ковки и промежуточных подогревов в интервале температур от Тпп+180 до Тпп+490°С, вторая стадия включает нагрев сляба до температуры (Тпп+250÷Тпп+420)°С, деформацию путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации не менее 80±10% и промежуточными подогревами, третья стадия включает нагрев до температуры (Тпп+30÷Тпп+70)°С, деформацию промежуточного горячекатаного подката путем горячей прокатки с суммарной степенью деформации не менее 40±10% и промежуточными подогревами, четвертая стадия включает дальнейшую деформацию подката в один или более этапов путем нагрева до температуры (Тпп+90÷Тпп+130)°С и горячей прокатки с суммарной степенью деформации от 40 до 70±10% и промежуточными подогревами, пятая стадия включает термическую обработку листовых полуфабрикатов при температуре (Тпп+10÷Tпп+50)°С в течение 0,3-1,5 часа в камерной печи сопротивления и последующую закалку в воду или на воздухе с получением β-структуры, шестая стадия включает холодную прокатку листов с суммарной степенью деформации от 20 до 60±10%, а седьмая стадия включает прогладку при температуре (Тпп-20÷Тпп-90)°С с последующей обработкой поверхности.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед проведением термической обработки на пятой стадии осуществляют пескоструйную или гидроабразивную обработку и травление поверхности листов.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изготавливают изделия из псевдо-β титанового сплава, содержащего, мас. %: алюминий 1,5÷3,7, молибден 1,0÷3,1, ванадий 8,0÷12,0, хром 2,5÷5,0, железо 0,1÷4,8, цирконий 0,4÷2,0, олово 0,4÷2,2, один или более из элементов, включающих рутений, иттрий и гадолиний, 0,01÷0,16.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142319A RU2635650C1 (ru) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Способ термомеханической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, легированных редкими и редкоземельными металлами |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142319A RU2635650C1 (ru) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Способ термомеханической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, легированных редкими и редкоземельными металлами |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2635650C1 true RU2635650C1 (ru) | 2017-11-14 |
Family
ID=60328659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016142319A RU2635650C1 (ru) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Способ термомеханической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, легированных редкими и редкоземельными металлами |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2635650C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681236C1 (ru) * | 2018-01-23 | 2019-03-05 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ термической обработки листового проката из псевдо-альфа титанового сплава марки вт18у |
| RU2808755C1 (ru) * | 2022-10-24 | 2023-12-04 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ПСЕВДО-β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105954A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-11 | Kobe Steel Ltd | Ｎｅａｒβ型チタン合金の熱間加工方法 |
| RU2178014C1 (ru) * | 2000-05-06 | 2002-01-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | СПОСОБ ПРОКАТКИ ПРУТКОВ ИЗ ПСЕВДО-β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ |
| US20070193018A1 (en) * | 2006-02-23 | 2007-08-23 | Ati Properties, Inc. | Methods of beta processing titanium alloys |
| RU2441097C1 (ru) * | 2010-09-27 | 2012-01-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления деформированных изделий из псевдо-бета-титановых сплавов |
| RU2595196C1 (ru) * | 2015-06-16 | 2016-08-20 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ получения листов из псевдо-альфа титановых сплавов |
-
2016
- 2016-10-27 RU RU2016142319A patent/RU2635650C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105954A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-11 | Kobe Steel Ltd | Ｎｅａｒβ型チタン合金の熱間加工方法 |
| RU2178014C1 (ru) * | 2000-05-06 | 2002-01-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | СПОСОБ ПРОКАТКИ ПРУТКОВ ИЗ ПСЕВДО-β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ |
| US20070193018A1 (en) * | 2006-02-23 | 2007-08-23 | Ati Properties, Inc. | Methods of beta processing titanium alloys |
| RU2441097C1 (ru) * | 2010-09-27 | 2012-01-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления деформированных изделий из псевдо-бета-титановых сплавов |
| RU2595196C1 (ru) * | 2015-06-16 | 2016-08-20 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ получения листов из псевдо-альфа титановых сплавов |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681236C1 (ru) * | 2018-01-23 | 2019-03-05 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ термической обработки листового проката из псевдо-альфа титанового сплава марки вт18у |
| RU2808755C1 (ru) * | 2022-10-24 | 2023-12-04 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ПСЕВДО-β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2725391C2 (ru) | Обработка альфа-бета-титановых сплавов | |
| KR101758956B1 (ko) | 알파/베타 티타늄 합금의 가공 | |
| RU2703756C2 (ru) | Титановый сплав | |
| JP6792617B2 (ja) | マグネシウム合金板材の圧延および製造方法 | |
| WO2012032610A1 (ja) | チタン材 | |
| CN111868287A (zh) | Ni基超耐热合金的制造方法以及Ni基超耐热合金 | |
| CN101845574B (zh) | 成形性优异的铝合金板 | |
| JP5605232B2 (ja) | α＋β型チタン合金の熱間圧延方法 | |
| CN112337972A (zh) | 二次变形制备高性能镁合金的方法 | |
| CN111876700B (zh) | 一种粉末冶金铝合金冷轧板材的热处理工艺 | |
| RU2635650C1 (ru) | Способ термомеханической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, легированных редкими и редкоземельными металлами | |
| RU2643119C2 (ru) | Способ деформационно-термической обработки высокомарганцевой стали | |
| JPH03193850A (ja) | 微細針状組織をなすチタンおよびチタン合金の製造方法 | |
| RU2381296C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V | |
| Qing et al. | Grain refining and property improvement of AZ31 Mg alloy by hot rolling | |
| CN114318161B (zh) | 一种低温高应变速率超塑性中锰钢及其制备方法 | |
| RU2484176C2 (ru) | Способ изготовления тонких листов из псевдо-бета-титановых сплавов | |
| RU2583567C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБО ТОНКИХ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6,5Al-2,5Sn-4Zr-1Nb-0,7Mo-0,15Si | |
| RU2569605C1 (ru) | Способ получения тонких листов из титанового сплава ti-6,5al-2,5sn-4zr-1nb-0,7mo-0,15si | |
| RU2691471C1 (ru) | Способ изготовления листового проката из титанового сплава марки вт8 | |
| JP6881666B2 (ja) | フェライト系ステンレス鋼板の製造方法 | |
| JP5382518B2 (ja) | チタン材 | |
| RU2318913C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | |
| JP2004513235A (ja) | 低い変形度で冷間加工される冷間圧延ストリップの製造方法 | |
| JP2016023315A (ja) | チタン板およびその製造方法 |