Способ термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из псевдоальфа титановых сплавов

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ПСЕВДО-АПЬФА-ТИТАНОВЫХ СПЛАЮВ преимущественно системы титан - алюминий - железо - хром кремний , включающий нагрев до температуры ниже температуры полиморфного превращения, вьщержку в течение 2 ч и охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повыпения механических свойств, нагрев ведут до температуры на 60-80°С ниже температуры начала полиморфного превращения. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„115?124

4.(я) С 22 F 1/18

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;,! .

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3616513/22-02 (22) 05.07,83 (46) .23 ° 05,85. Бюл, NI 19 (72) П.Б.Будберг, В.В.Молоканов, Н.И.Виноградов, А.И.Батурин, И.Н.Каганович, Г.К.Катая, А.Л.Белинский и С.М.Кутепов (71) .Институт металлургии им, А.А,Байкова (53) 621.785-97(088.8) (56) 1. Ерманок М.Е., Соболев Ю.П,, Гельман А.А. Прессование титановых сплавов. М, "Металлургия", 1979 ° с. 202.

2. Колачев Б.А., Габидуллин P.Ì,>

Пигузов 10.М. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов, М., "Металлургия", 1980, с.197. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ПСЕВДО-АЛЬФА-ТИТАНОВЫХ

СПЛАВОВ преимущественно системы титан — алюминий — железо — хром— кремний, включающий нагрев до температуры ниже температуры полиморфного превращения, выдержку в течение 2 ч и охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повьипения механических свойств, нагрев ведут до температуры на 60-80 С ниже температуры . начала полиморфного превращения.

1,Ц 571

Изобретение относится к металлургии и металловедению титановых сплавов, а именно к термической обработке полуфабрикатов, изготовленных из псевдо-альфа-титановых 5 сплавов типа AT-3 и AT-6, р аз раб отанных на основе пятикомпонентной системы титан — алюминий — железо— хром — кремний..

Известен способ термической обработки псевдо-альфа-титановых сплавов, в котором сплав отжигают при температуре: 690-850 С, т.е. на 130-190ОС ниже температуры начала полиморфного превращения (11.

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает высоких механических свойств сплавов системы титан — алюминийжелезо — хром — кремний. 20

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ термической обработки псевдо-альфатитановых сплавов, в котором отжиг проводят при температуре на 20-30 С ниже температуры нолиморфного превращения в течение 2-4 ч. Способ способствует формированию структуры, =.,состоящей из 10-15 Е глобулярной . -фазы в пластинчатой переохлаждаемой матрице. Такая структура обеспечивает сочетание достаточно высокой вязкости разрушения и других пластических характеристик $2).

Недостаток известного способа заключается в том, что он обеспечивает оптимальное сочетание прочностных и пластических характеристик только для двухфазных сплавов с аль- 40 фа- и бета-структурой, в которых, как правило, бета-фаза содержится в достаточно высоком количестве. В случае псевдо-альфа-титановых сплавов, в структуре которых количество 45 бета-фазы незначительно (< 3-5 об.Ж), известный способ не может быть использован, Это объясняется тем, что температура полиморфного превращения в псевдо-альфа-титановых спла- 50 вах значительно выше, чем в двухфазных сплавах. Поэтому температура очага сплавов с псевдо-альфа-структурой должна превышать 900 С, что приводит к значительному росту зер- 55 на, поверхностному окислению сплава и насущению его кислородом, Темпе.ратура начала полиморфного превраще24 ния.у сплава AT-3 составляет

980 + 10 С, а у сплава ЛТ-6 970- 10" С.

Поэтому оптимальные температуры отжига составляют 900 10 и 940<10 С соответственно для сплавов AT-3 и AT-6.

Указанные температуры отжига слишком высоки для псевдо-альфа-сплавов AT-3 и AT-6. Эти температуры не обеспечивают оптимального сочетания прочности и пластичности сплавов.. Причем,.наблюдается огрубление альфа-структуры и относительное возрастание количества бетафазы s сплаве. При охлаждении эти

I участки претерпевают P o(-превращение. Указанные обстоятельства, а также интенсивное окисление и частичное газонасыщение металла приводят к снижению уровня его свойств.

Цель изобретения — повышение механических свойств..

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из псевдо-альфа-титановых,сплавов преимущественно системы ти ган — алюминий — железо — хромкремний, включающему нагрев до температуры ниже температуры полиморфного превращения, выдержку в течение

2 ч и охлаждение на воздухе, нагрев ведут до температуры на 60-80 С ниже температуры начала полиморфного превращения.

Таким образом, температура отжига, рекомендуемая для сплава AT-3, составляет 850 10 С, а для сплава

AT-6. 900+10 С. Указанные температуры обеспечивают формирование достаточно равноосной альфа-структуры сплавов с небольшими выделениями превращений бета-фазы в виде пластин.

Такая структура обеспечивает преимущественно вязкий излом у исследованных сплавов.

Пример. Полуфабрикаты .из псевдо-альфа-титановых сплавов

AT-б.и AT-3 отжигают при температуре на 60-80 С ниже температуры полиморфиого превращения.

Режимы отжига и полученные свойства s сравнении со свойствами полуфабрикатов, термообработанных известным способом, представлены в таблице, Анализ таблицы показывает, что наиболее оптимальным режимом терми115? 124

Режим термической обработки 6z, кгс/MMi

Ударная Вязкость развязкость рушения кгсм/см К кг/мм

Сплав

Р, %

Предлагаемый: нагрев до 850 С, выдержка в течение 2 ч, охлаждение на воздухе 67,5- 1 16-0,5 10,5- 1 36У"10

AT-3

O ф Известный: нагрев до 900 С, выдержка в течение 2 ч, охлаждение на воздухе

6,5+0,5 340 12

65+ 1 о

Предлагаемый: нагрев до 900 С, выдержка в течение 2 ч, охлаждение на воздухе

AT-6

7+О, 5 405 5

96+4 15 2

Известный: нагрев до 950 С, выдержка в течение 2 ч, охлаждение на воздухе

5+1 365 <5

87i2 8 1

Составитель А.Зенцов

Редактор В.Петраш Техред Т.Фанта Корректор М.Самборская

Заказ 3288/26 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 леской обработки полуфабрикатов из сплавов AT-3 и AT-6 является отжиг при 850310 и 900 -10 С соответственно, продолжительностью 2 ч с охлаждением на воздухе.

Применение предлагаемого способа термической обработки позволяет повысить прочностные и пластические свойства изделий, улучшить их ударную вязкость и вязкость разрушения.

Технико-экономическая эффективность преплагаемого способа заключается в наиболее полной реализации высокого уровня механических свойств сплавов AT-3 и AT-6, в частности пластичности и вязкости разрушения, что предопределяет высокую технологическую пластичность указанных, сплавов, облегчает условия ме10 ханической обработки и обеспечивает надежность при эксплуатации изделий, изготовленных из этих сплавов .