RU2639744C1 - Способ термомеханической обработки листов из двухфазных титановых сплавов для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения в плоскости листа - Google Patents
Способ термомеханической обработки листов из двухфазных титановых сплавов для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения в плоскости листа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2639744C1 RU2639744C1 RU2016144521A RU2016144521A RU2639744C1 RU 2639744 C1 RU2639744 C1 RU 2639744C1 RU 2016144521 A RU2016144521 A RU 2016144521A RU 2016144521 A RU2016144521 A RU 2016144521A RU 2639744 C1 RU2639744 C1 RU 2639744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sheet
- temperature
- carried out
- rolling
- plane
- Prior art date
Links
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims abstract description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 3
- 208000012274 Laryngotracheoesophageal cleft Diseases 0.000 description 2
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
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)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно термомеханической обработке листовых полуфабрикатов из двухфазного титанового сплава для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения ТКЛР в плоскости листа, то есть для реализации двухмерного инвар-эффекта в двухфазных титановых сплавах. Способ термомеханической обработки листовых полуфабрикатов из двухфазного титанового сплава с молибденовым эквивалентом от 3,3 до 22% включает горячую прокатку листовых полуфабрикатов и холодную продольно-поперечную прокатку. Горячую прокатку осуществляют при температуре от 500°С до Т- 20°С с суммарным обжатием не менее 10%, далее проводят закалку с температуры в интервале от 600°С до Т, а последующую холодную продольно-поперечную прокатку листового полуфабриката осуществляют при температуре не выше 300°С с суммарным обжатием от 1 до 30%, где Т- температура полного полиморфного превращения используемой плавки сплава. Получают значение ТКЛР не более 5⋅10Кв плоскости листа в интервале температур от -140 до +80°С при прочности более 900 МПа и пластичности более 5%. 3 табл., 1 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к области машиностроения, а именно описывает термомеханической обработки листовых полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения в плоскости листа, то есть для реализации двумерного инвар-эффекта в двухфазных титановых сплавах.
В инварном сплаве 36Н (Fe-36%Ni) [1] инвар-эффект связан с ферромагнетностью этого материала, и поэтому такой материал не требует какой-либо специальной термомеханической обработки для реализации инвар-эффекта. Недостатками данного материала является недостаточная прочность при высокой плотности, а также недостаточно низкие значения термического коэффициента линейного расширения (ТКЛР), а также ограниченная коррозионная стойкость.
Также известен неферромагнитный сплав 93ЦТ (Zr-(6-8%)Ti), характеризующийся достаточно высокой пластичностью и коррозионной стойкостью [2]. К недостаткам этого материала можно отнести также сравнительно высокие значения ТКЛР, а также ограниченный температурный интервал проявления инвар-эффекта (-100…150°С) при повышенной плотности.
Недостатком другого существующего сплава Cr-(3-7%)Fe-(0.2-1.5%)Mn-(0.001-1.0%)La является крайне узкий интервал пониженных значений ТКЛР (0…40°С) при катастрофически низкой пластичности при комнатных температурах и высокой плотности [2]. Кроме того, сплав является нетехнологичным.
Известен способ реализации инвар-эффекта в титановых сплавах, легированных 2…20% (масс.) ванадия, а также опционально ниобием и танталом [2, 3], используемый для получения состояния с низким термическим расширением в диапазоне температур от -150 до 200°С, включающий закалку сплава из однофазной β-области для получения структуры α''-мартенсита с последующей холодной прокаткой с обжатием 30…70% для получения преимущественной кристаллографической ориентировки (текстуры) мартенсита. Инвар-эффект в данном случае реализуется за счет анизотропии свойств кристаллической решетки мартенсита вдоль осей «а», «b» и «с».
Данный способ является близким к предлагаемому техническому решению. Недостатком данного подхода является необходимость использования специальных прецизионных сплавов, а также недостаточный уровень прочностных свойств в состоянии после обработки. Последнее отчасти связано с необходимостью закалки сплава из однофазной β-области, что приводит к сильному росту зерен с последующим падением прочностных и пластических свойств. Кроме того, способ требует проведения прокатки с сильными обжатиями в холодном состоянии, когда пластичность сплава является низкой.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в формировании состояния в листах из коррозионностойких неферромагнитных промышленных титановых двухфазных титановых сплавов с низким контролируемым значением ТКЛР (вплоть до отрицательного), которое характеризуется повышенной прочностью при удовлетворительной пластичности.
Техническим результатом изобретения является низкое значение ТКЛР (не более 5) в плоскости листа в интервале температур -140…+80°С при высоких значениях прочности (более 900МПа) и удовлетворительной пластичности (более 5%).
Указанный результат достигается за счет комплексной термомеханической обработки, которая включает получение листа методом прокатки при температуре в диапазоне 500°С…Тпп-20°С (Тпп - температура полного полиморфного превращения используемой плавки сплава) с суммарным обжатием не менее 10%, закалку листа с температур в интервале 600°С…Тпп с последующей продольно-поперечной прокаткой листа при температуре не выше 300°С и с суммарным обжатием от 1 до 30%.
В качестве материалов, из которых производится лист, могут выступать двухфазные титановые сплавы, условный молибденовый эквивалент которых находится в интервале от 3,3 до 22%.
Пример.
Предлагаемое техническое решение подтверждено на примере термомеханической обработки промышленных сплавов ВТ23 и ВТ16, условный молибденовый эквивалент которых равен 7,9 и 8,6 соответственно.
В процессе обработки листовые полуфабрикаты из сплава ВТ23 исходной толщиной 6 мм подвергались горячей прокатке при температуре 840°С до толщины 4 мм и закаливались в воду от температуры 800°С. Затем листы при комнатной температуре подвергались первой холодной прокатке в направлении, перпендикулярном направлению горячей прокатки, на относительное обжатие 6%. Далее полученные листы при комнатной температуре прокатывались в направлении, перпендикулярном направлению первой холодной прокатки, на 3 и 6%.
Листовые полуфабрикаты из сплава ВТ16 исходной толщиной 6 мм подвергались горячей прокатке при температуре 840°С до толщины 4 мм и закаливались в воду от температуры 760°С. Затем листы при комнатной температуре подвергались первой холодной прокатке в направлении, перпендикулярном направлению горячей прокатки, на относительное обжатие 6%. Далее полученные листы при комнатной температуре прокатывались в направлении, перпендикулярном направлению первой холодной прокатки, на 6%.
Значения ТКЛР определялись с помощью высокоточного дифференциального дилатометра Linseis L75VD1600C на образцах, вырезанных в двух взаимно перпендикулярных направлениях: направлении последней холодной прокатки (НП) и поперечном направлении (ПН).
В табл. 1, 2 представлены зафиксированные в температурном интервале -140…80°С значения ТКЛР после первой и второй холодных прокаток соответственно. В табл.3 приведены механические свойства сплавов с суммарной степенью обжатия после двух холодных прокаток 12%.
Как видно из представленных данных, в результате предложенной термомеханической обработки в обоих сплавах было достигнуто значительное снижение ТКЛР (примерно в 2…3 раза) и его низкая анизотропия в плоскости листа при сохранении высокой прочности и удовлетворительной пластичности.
Источники информации
1. Прецизионные сплавы. Справочник. М.,1984, с. 212…258.
2. Неферромагнитный инварный сплав и изделие, выполненное из него (их варианты): патент РФ 2095455, №96114190/02; заявл. 16.07.1996; опубл. 10.11.1997.
3. Хромова Л.П. Повышение качества изделий точного машиностроения на основе разработки инварного титанового сплава: автореф. дис. канд. техн. наук. - Москва, 2005. - 28 с.
Claims (1)
-
Способ термомеханической обработки листовых полуфабрикатов из двухфазного титанового сплава с молибденовым эквивалентом от 3,3 до 22%, включающий горячую прокатку листовых полуфабрикатов и холодную продольно-поперечную прокатку, отличающийся тем, что горячую прокатку осуществляют при температуре от 500°С до Тпп - 20°С с суммарным обжатием не менее 10%, далее проводят закалку с температуры в интервале от 600°С до Тпп, а последующую холодную продольно-поперечную прокатку листового полуфабриката осуществляют при температуре не выше 300°С с суммарным обжатием от 1 до 30%, где Тпп - температура полного полиморфного превращения используемой плавки сплава.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144521A RU2639744C1 (ru) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Способ термомеханической обработки листов из двухфазных титановых сплавов для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения в плоскости листа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144521A RU2639744C1 (ru) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Способ термомеханической обработки листов из двухфазных титановых сплавов для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения в плоскости листа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2639744C1 true RU2639744C1 (ru) | 2017-12-22 |
Family
ID=63857378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016144521A RU2639744C1 (ru) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Способ термомеханической обработки листов из двухфазных титановых сплавов для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения в плоскости листа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2639744C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2320771C1 (ru) * | 2006-07-06 | 2008-03-27 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Способ изготовления листового полуфабриката из титанового сплава |
| RU2492275C1 (ru) * | 2012-01-11 | 2013-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления плит из двухфазных титановых сплавов |
| US20140116581A1 (en) * | 2011-04-29 | 2014-05-01 | Aktiebolaget Skf | Heat-Treatment of an Alloy for a Bearing Component |
| RU2549804C1 (ru) * | 2013-09-26 | 2015-04-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления броневых листов из (альфа+бета)-титанового сплава и изделия из него |
| RU2555267C2 (ru) * | 2013-06-25 | 2015-07-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления тонких листов из двухфазного титанового сплава и изделие из этих листов |
| US20160326620A1 (en) * | 2014-04-10 | 2016-11-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Alpha + beta titanium alloy cold-rolled and annealed sheet having high strength and high young's modulus and method for producing the same |
-
2016
- 2016-11-14 RU RU2016144521A patent/RU2639744C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2320771C1 (ru) * | 2006-07-06 | 2008-03-27 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Способ изготовления листового полуфабриката из титанового сплава |
| US20140116581A1 (en) * | 2011-04-29 | 2014-05-01 | Aktiebolaget Skf | Heat-Treatment of an Alloy for a Bearing Component |
| RU2492275C1 (ru) * | 2012-01-11 | 2013-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления плит из двухфазных титановых сплавов |
| RU2555267C2 (ru) * | 2013-06-25 | 2015-07-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления тонких листов из двухфазного титанового сплава и изделие из этих листов |
| RU2549804C1 (ru) * | 2013-09-26 | 2015-04-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления броневых листов из (альфа+бета)-титанового сплава и изделия из него |
| US20160326620A1 (en) * | 2014-04-10 | 2016-11-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Alpha + beta titanium alloy cold-rolled and annealed sheet having high strength and high young's modulus and method for producing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sutou et al. | Characteristics of Cu–Al–Mn-based shape memory alloys and their applications | |
| Lee et al. | Phase transformation behavior under uniaxial deformation of an Fe–Mn–Si–Cr–Ni–VC shape memory alloy | |
| TWI628009B (zh) | 諧波齒輪裝置的可撓性外齒齒輪及製造方法 | |
| TW200815613A (en) | Duplex stainless steel | |
| WO2016010599A2 (en) | Surface hardenable stainless steels | |
| CN104032188B (zh) | 一种具有宽温域超弹性的钛锆铌钽形状记忆合金及其制备方法 | |
| JP6229181B1 (ja) | 準安定オーステナイト系ステンレス鋼帯または鋼板並びにその製造方法 | |
| CN106119719A (zh) | 超低钴的铁-钴磁性合金 | |
| Dashti et al. | Microstructure, texture, electrical and mechanical properties of AA-6063 processed by multi directional forging | |
| Li et al. | Effect of cryogenic treatment on microstructure and wear resistance of carburized 20CrNi2MoV steel | |
| KR101831548B1 (ko) | 고강도ㆍ고영률을 갖는 α+β형 티타늄 합금 냉연 어닐링판 및 그 제조 방법 | |
| Ijaz et al. | Design of a novel superelastic Ti-23Hf-3Mo-4Sn biomedical alloy combining low modulus, high strength and large recovery strain | |
| Jung et al. | HIP joining of tungsten armor to ferritic-martensitic steel with a zirconium interlayer | |
| JP6798907B2 (ja) | 低磁性オーステナイト系ステンレス鋼および冷延鋼板 | |
| Kuranova et al. | Influence of heat treatment and deformation on the structure, phase transformation, and mechanical behavior of bulk TiNi-based alloys | |
| WO2014157146A1 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼板およびそれを用いた高強度鋼材の製造方法 | |
| RU2639744C1 (ru) | Способ термомеханической обработки листов из двухфазных титановых сплавов для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения в плоскости листа | |
| Mishra et al. | Microstructural Characterization and Mechanical Properties of L-PBF Processed 316 L at Cryogenic Temperature | |
| RU2524888C1 (ru) | СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МОНОКРИСТАЛЛОВ ФЕРРОМАГНИТНОГО СПЛАВА Fe-Ni-Co-Al-Ti С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ И СВЕРХЭЛАСТИЧНОСТЬЮ, ОРИЕНТИРОВАННЫХ ВДОЛЬ [001] НАПРАВЛЕНИЯ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ РАСТЯЖЕНИЕМ | |
| RU2625376C1 (ru) | Способ термомеханической обработки прутков из двухфазных титановых сплавов для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения в направлении оси прутка | |
| Lee et al. | Microstructure and mechanical properties in B-doped Fe-31.9 Ni-9.6 Co-4.7 Ti alloys | |
| Bolzoni et al. | Effect of α+ β solution treatment and aging on the performance of powder forged Ti-5Al-2.5 Fe | |
| Belyakov et al. | Microstructural evolution and strengthening of stainless steels during cold rolling | |
| CA3062762A1 (en) | Titanium alloy-based sheet material for low- temperature superplastic deformation | |
| JP6351149B2 (ja) | チタン合金および同合金の熱処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181115 |