Способ термической обработки сварных соединений из титановых сплавов

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при термообработке сварных соединений титановых сплавов. Способ заключается в нагреве со скоростью 1,5 - 10°С/с до температуры на 10 - 30°С ниже температуры мартенситного превращения (t_п.п) охлаждения со скоростью 0,2 - 1°С/с до температуры на 270 - 320°С ниже t_п.п, причем цикл повторяют 8 - 14 раз. Предложенный способ обеспечивает повышение на 25 - 30% прочностных характеристик и характеристик трещиностойкости на 40 - 60%.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к термической обработке титановых сплавов. Известен способ (аналог), состоящий из 1-10 циклов нагрева до температуры β -области с выдержкой, достаточной для прохождения рекристаллизации, и охлаждением после каждого нагрева до температуры в интервале 0-500^оС. Этот способ приводит к получению низких механических свойств сварных соединений: прочности в надрезе в виде трещины ( σ_нетто^тр), вязкости разрушения образцов с трещиной при статическом изгибе (а_т.с.), условного коэффициента вязкости разрушения (К_с.у.), сосредоточенной пластичности в месте разрушения (I_соср) (см.таблицу). Наиболее близким по технической сущности (прототип) к предлагаемому является способ термоциклирования, сопровождающийся нагревом до температуры на 40-100^оС выше полиморфного превращения со скоростью 0,05-0,9^оС/с, охлаждением до температуры на 100-400^оС ниже температуры полиморфного превращения, выдержкой при этой температуре 35-60 мин и последующим после термоциклирования отжигом. Этот способ приводит также к низким механическим свойствам сварных соединений: σ_нетто^тр, а_т.с., К_с.у., l_соср, (см.таблицу). Целью изобретения является повышение механических свойств сварных соединений. Поставленная цель достигается тем, что термическую обработку проводят путем нагрева со скоростью 1,5-10^оС/с до температуры на 10-30^оС ниже температуры полиморфного превращения, последующего охлаждения со скоростью 0,2-1^оС/с до температуры на 270-320^оС ниже температуры полиморфного превращения, причем цикл повторяют 8-14 раз. Способ опробован на сварных соединениях сплава ВТ23 (t_n = 920^оС). Соединение осуществляли автоматической аргонодуговой сваркой. Циклический нагрев проводили индукционным методом с автоматическим регулированием температурно-временных параметров. Проводили термообработку по режимам, находящимся в рамках заявленного способа (примеры 1-3), и по режимам, выходящим за эти рамки (примеры 4 и 5). Для получения сравнительных данных проводили обработку по известным режимам аналога (6) и прототипа (7), взятого за базовый (см.таблицу). Предложенный способ по сравнению с известным обеспечивает повышение прочностных характеристик на 25-30% , характеристик трещиностойкости на 40-60% , что позволяет повысить надежность в работе сварных конструкций авиационной техники и снизить их массу.

Формула изобретения

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ, включающий термоциклическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств сварных соединений, термоциклическую обработку проводят путем нагрева со скоростью 1,5 - 10^oС/с до температуры на 10 - 30^oС ниже температуры полиморфного превращения, последующего охлаждения со скоростью 0,2 - 1^oС/с до температуры на 270 - 320^oС ниже температуры полиморфного превращения, причем цикл повторяют 8 - 14 раз.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2