Способ получения изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

®С1 (.ДЩ д 1

13 ".""" .1В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3576642/25-27 (22) 12.04.83 (46) 23.04.86. Бюл. № 15 (71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (72) В. В. Бойцов, С. 3. Фиглин, В. К. Портной, О. М. Смирнов, И. И. Новиков, М. А. Цепин, В. И. Масленникова, А. Н. Ершов, Н. Н. Карпилянский и И. А. Акмулин (53) 621.73(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 485809, кл. В 21 J 5/00, 1972. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ преимущественно из титановых двухфазных (а+р) сплавов путем нагрева заготовки и ее деформирования с переменной скоростью в инструменте, нагретом до темÄÄSUÄÄ 1225662 А

5g 4 В 21 J 5 00, С 22 F 1 18 пературы, превышающей температуру заготовки, отличающийся тем, что, с целью снижения усилия деформирования и повышения качества изделий, нагрев заготовки осуществляют до температуры на 20 — 30 С ниже температуры рекристаллизации сплава, температуру нагрева инструмента устанавливают в интервале, нижний предел которого соответствует температуре равного соотношения фаз сплава, а верхний на 20 С ниже температуры полиморфного превращения сплава

А, при этом деформирование до степени деформации 30 — 50Я осуществляют со скоростью 100 — 10 с, деформирование до степени деформации 50 — 85% проводят за время, обеспечивающее выравнивание температур заготовки и инструмента, а заключитепьный этап деформирования осуществ- 2 ляют со скоростью 10 — 10 с

1225662

Составитель А. Быстров

Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Бобкова

Заказ 920/9

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения изделий преимущественно из титановых двухфазных (а+P) сплавов.

Цель изобретения — снижение усилия деформирования и повышение качества изделий.

Способ осуществляют следующим образом.

Заготовку из сплава в состоянии поставки, покрытую стеклосмазкой и нагретую до температуры на 20 — 30 С ниже температуры рекристаллизации сплава, укладывают в штамп, нагретый до температуры не ниже температуры оптимального проявления сверхпластичности, но не выше температуры на

20 С меньшей температуры полиморфного превращения сплава и деформируют с переменной скоростью. На начальном этапе до степени деформации 30 — 50о". формоизменение осуществляют со скоростью 10 — 10 с

0 2 — 1 что обеспечивает развитие в сплаве большого числа центров рекристаллизации и рост температуры за счет теплового эффекта деформации. При достижении заготовкой температуры рекристаллизации начинается процесс рекристаллизации структуры из большого числа центров рекристаллизации, при этом скорость рекристаллизации увеличивается с ростом температуры, поэтому вторую стадию процесса проводят с меньшей скоростью для обеспечения полной рекристаллизации структуры. Совмещение деформации до 50 — 85о с процессом рекристаллизации обеспечивает получение глобулярной ультрамелкозернистой структуры. Повышение температуры на этой стадии происходит в основном за счет нагрева заготовки от инструмента. Поэтому для упрощения управления процессом возможна выдержка заготовки после деформации ее на 50% для выравнивания температуры заготовки и инструмента и протекания процесса рекристаллизации. Время, обеспечивающее выравнивание температуры заготовки и инструмента, определяется исходя из теплофизических характеристик материала заготовки, ее размеров и формы на второй стадии процесса, перепадом температуры заготовки и инструмента расчетным путем по известным зависимостям.

На третьей стадии деформирование осуществляют в режиме сверхпластичности со скоростью оптимальной для проявления сверхпластичности 10 — 10 с, что позволяет значительно снизить усилие дефор5

З0

50 мирования, следовательно, повысить стойкость инструмента и получить точные поковки сложной формы с высоким уровнем механических свойств и однофазной изотропной структ ур ой.

Требуемое измельчение структуры сплава получают, если в процессе деформации рекристаллизация проходит из большого числа центров рекристаллизации, поэтому начальная температура заготовки должна быть не менее чем на 20 С ниже температуры рекристаллизации, а степень деформации не менее ЗОЯ. Начальная температура заготовки ниже температуры, на 30 С меньшей температуры рекристаллизации, нецелесообразна из-за необходимости деформировать заготовку с более высокими скоростями для обеспечения разогрева заготовки выше температуры рекристаллизации, что приводит к развитию трещины на поверхности заготовки. Этой же причиной обусловлена на первой стадии степень деформации не более

50 Обо.

На второй стадии суммарная степень деформации должна быть не меньше 50о для обеспечения мелкозернистой структуры, степень деформации более 85Я нецелесообразна, так как не приводит к дальнейшему измел ьчению структуры.

Пример. Проводят осадку в торец цилиндрических заготовок диаметром 60 мм и высотой 120 мм из сплава ВТЗ-1 в закрытом штампе. Штамп изготовляют из сплава

ЖС6-К. Температура полного полиморфного превращения сплава 980 С, температура начала рекристаллизации 880 С. Заготовку, покрытую стеклосмазкой, высушивают и нагревают в печи до 850 С, после чего укладывают в штамп, нагретый до 950 С. Осадку заготовки проводят до высоты 60 мм (степень деформации 50о) со скоростью

100 мм/с. Экспериментальные данные показывают, что в процессе такого деформирования заготовка разогревается до 900+-10 С.

Далее заготовку деформируют со скоростью

1 мм/с до высоты 20 мм (степень деформации

83ооо), В конце этого этапа температура заготовки и и штамп а составляет 950+-1О С.

Окончательный этап деформирования до толщины 5 мм, включая заполнение углов штампа, ведут со скоростью 0,05 мм/с, что составляет 2,5 10 — 10 с, т. е. соответствует оптимальной скорости проявления эффекта сверхпластичности. Исследования микроструктуры после деформирования показывают, что размер составляющих фаз составляет 7 — 8 мкм.