Способ обработки высоколегированных титановых сплавов

 

Изобретение относится к области металлургии ,в частности, к обработке титановых сплавов, и может быть использовано при получении фасонных отливок из литейных высоколегированных титановых сплавов. Цель - повышение прочностных и пластических свойств. Способ включает в себя расплавление сплава, модифицирование расплава карбидом бора в количестве 0,03-0,07 мас.% частицами размером 5-90 мкм, заливку расплава в формы, охлаждение и последующий отжиг при 940-960°С в течение Τ≥0,55+0,29D, где Τ - длительность выдержки, ч

D - - размер частиц карбида бора, мкм. Способ обеспечивает получение предела прочности ΤB =945-955 МПа, относительного удлинения B =11-13% и ударной вязкостью QH = 0,35-0,39 МДж/м<SP POS="POST">2</SP>. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 22 F 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4278060/31-02 (22) 15 ° 05.87 (46) 30.04.89, Бюл. Р 16 (71) Пермский политехнический институт (72) А.М.Неманов, С.В.Гайдуков, В.С.Томсинский и Ю.M.ÒàðàíæHí (53) 621.785.79(088.8) (56) Глазунов С.Г., Моисеев В.П.

Конструкционные титановые сплавы.

M. Металлургия, 1974, с. 235-236.

Бибиков Е.Л. и др . Титановые сплавы. Производство фасонных отливок из т титановых сплавов. М,: Металлургия, 1983, с. 35-38. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке!

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке титановых сплавов, и может быть использовано при получении фасонных отливок из литейных высоколегированных титановых сплавов.

Целью изобретения является повышение прочностных и пластических свойств.

Введение перед разливкой 0,030,07 мас.7 карбида бора с размером частиц 5-90 мкм и последующая выдержо ка отливок при 940-960 С в течение времени, определяемого по формуле ь„ -, 0 55 + 0,29 d (ч), где Й вЂ” размер частиц карбида бора, мкм, ÄÄSUÄÄ 1475972 А1.титановых плавов, и может быть использовано при получении фасонных отливок из литейных высоколегированных титановых сплавов. Цель — повышение прочностных и пластических свойств. Способ включает в себе расплавление сплава, модифицирование расплава карбидом бора в количестве

0,03-0,07 мас.7. частицами размерсм

5-90 мкм, заливку расплава в формы, охлаждение и последующий отжиг при

940-960 С в течение i 0,55+0,29 d, где 6 — длительность выдержки, ч;

d — размер частиц карбида бора, мкм.

Способ обеспечивает получение предела прочности = 945 †9 МПа, относительного удлинения = 11 †!37. и ударной вязкости „ = О, 350,39 МПж/м . 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

- обеспечивает растворение карбида бора в твердых растворах - и р-фаз.

Растворенные атомы бора тормозят движение дислокаций, что приводит к повьппению прочности металла °

В процессе термической обработки происходит приближение формы частиц й-фазы к равновесной за счет процесса сфероидизации, что обеспечивает повышение пластичности.

Отливки из сплава ВТ20Л размером

70 70 .70 и 2 -70.200 получали в вакуумно-дуговой плавильно-заливочной . установке НИАТ 833Д литьем в графитовые формы. За 60 с до разливки в расплавленньп металл вводили 0,01—

О, 1 мас.Х карбида бора с размером частиц от 5-110 мкм. По одной отливке

1475972

70 ° 70 70 и 2 70 200 отлили без модификатора для дальнейшей термической обработки по известному способу; Готовые отливки нагревали до 950 С, вьдерживали при этой температуре

2,5-33 ч и охлаждали до комнатной температуры. Определение минимальной длительности выдержки, необходимой для растворения частиц карбида бора 10 различного размера, проводили на образцах, вырезанных из отливок размером 2-70 -200. Отсчет времени вьдержки начинали после прогрева. деталей до 940-960 С. 15

Переменные параметры режима термической обработки, количество и размеры частиц карбида бора, а также результаты испытаний приведены в таблице. 20

При использовании частиц бора размером менее 5 мкм происходит снижение ударной вязкости и пластичности, Снижение свойств объясняется повьппенным содержанием растворенных в металле 25 газов, Эти газы были адсорбированы дисперсными частицами карбида бора и попали в металл при модифицировании.

Таким образом, применение частиц карбида бора, имеющих средний размер менее 5 мкм, недопустимо.

Продолжительность выдержки при

940-960 С определяется временем, необходимым для растворения частиц карбида бора: чем крупнее частицы, тем больше времени они растворяются до достижения наибольшего эффекта упрочннения. Минимальная длительность выдержки (i), после которой упрочнение заканчивается, может быть описана 40 линейным уравнением регрессии по указанной формуле.

Модифицированные отливки беэ термической обработки имеют недостаточную прочность. Модифицирование спла- 45 ва 0,03-0,07 мас.X карбида, нагрев и вьдержка готовых отливок при 940960 С в течение времени, расчитанного по указанной формуле, с последующим охлаждением до комнатной темпе-. ратуры приводит к повышению предела

1 прочности сплава с 850 МПа до 945955 МПа. Термическая обработка предложенным способом позволяет получить предел прочности, соответствующий

ОСТ 1 90060-79.

При концентрации карбида бора меньше 0,03 мас. модификатора оказывается слишком мало, чтобы вызвать упрочнение: прочность повышается мало. При концентрации карбида бора больше 0,07 мас., а также при размере частиц карбида бора больше

90 мкм ударная вязкость литого метал" ла оказывается ниже. Если выдержка пртт 940-960 С меньше расчетной, прочность повышается незначительно.

При снижении температуры вьдержки о ниже 940 С уменьшается скорость сфе роидизации пластин Ы-фазы, вследствие чего сплав имеет низкую пластичность.

При увеличении температуры вьдержки выше 960 С 3 -фаза полностью переходит в р-фазу, процесс сфероидизации прекращается и пластичность также оказывается низкой.

Применение предложенного способа позволяет повышать ттрочность и пластичность литого металла независимо от толщины поперечного сечения отливки., Повьппение прочности и пластичности увеличивает ресурс работы литого металла.

Формула из о бр ет ения

1. Способ обработки высоколегированных титановых сплавов, включающий

I расплавление сплава, модифицирование расплава карбидом бора, заливку расплава в формы, охлаждение и последующую термическую обработку, о тличающийся тем, что, с целью повышения прочностных и пластических свойств, модифицирование расплава карбидом бора проводят в количестве 0,03-0,07 мас. частицами размером 5-90 мкм, а термическую обработку осуществляют путем отжига с длительностью выдержки Г << 0,55 + 0,29 d, где 2 — длительность выдержки, ч;

d — размер частиц карбида бора, мкм.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем что нагрев и вьщержУ о ку при отжиге проводят при 940-960 С.

1475972!!

«Оr и лоОв 1

Ю с ) с ) с сФ1 с 1 ср) !

I лОООООО 1 с"3 а

A

Ф U n

Х О Е

Р М

Ра1

1с 1

«ООаа г Ол

Ю / МЪ и

О О ChО ChО

1 Ю

Ф

0

Х

Д а

Ц Х I

Х 5 I

Е» Х 1

О 1

cd Э I

9 I

Э Х I I й1с 1

5m! э

0 1 Х

I )0

Щ С4 а х

Э а

И сб cd

Е Р Ф

Э )л Э

i» Р

& Х 0 3

О СН)Х« и М

О а ! З О" О" Оао" Оао"

1 О

3

1 3 Э и ф O

d) а 1

Ж И I

P3 t О с0

Э Х

Х 8

lO О

О Ю

О Ф

0 Р

Д lO

О 0

ЗХ

О

Э

Х

Х

Х

)«

Р I

0!

CC I

О I

Kl

Х

Р. 1 !

I dl Х

Х О Э

Q Х g +4

С &

I» йй а )VХ

И C (d

«Ь сч сч сч см с 1 с ) е а» а е» ч»

О Л а а

Ф сч N < < л а r» а

W 00 CO «О «С а а а а а с ) с ъ с ъ с ) с ъ л е е е а» с ) I

ООООООО

ФМЪЛМ1 ФФФ l

Ch «h «)1 «)Ъ «Ь «)1 Ch

) ас юЮМЮО 1 0 l