Способ термической обработки изделий из α+β титановых сплавов

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке двухфазных титановых сплавов. Способ обработки изделия из титанового сплава ВТ16, включающий нагрев подвергнутого пластической деформации и отжигу изделия, выдержку и охлаждение. Осуществляют нагрев до температуры 150-160°С, выдерживают в течение 10-15 мин, а охлаждение ведут до температуры -10°С при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ. Полученные изделия характеризуются высокими значениями предела прочности, предела упругости при удовлетворительной пластичности. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Заявляемое изобретение относится к металлургии, а также к материаловедению в машиностроении и может быть использовано в производстве для изготовления проволоки из титановых сплавов, а также к термической обработке α+β титановых сплавов в виде заготовок.

Сопротивление малым пластическим деформациям определяет весь комплекс свойств пружинных сталей и сплавов. Для достижения высокого сопротивления малым пластическим деформациям необходимо обеспечить равномерное распределение дислокаций при их высокой плотности и полном эффективном закреплении с тем, чтобы затормозить развитие начальных стадий пластической деформации.

Известен способ упрочнения сплавов за счет пластической деформации с промежуточными отжигами и последующим отжигом после последнего этапа деформации (ТУ 1-809-273-81), принятый за ближайший аналог. При этом достигается следующий уровень прочности и пластичности проволоки δ=12%.

В процессе стандартной обработки изменяется субструктура матрицы и дисперсность α+β фаз. Рост сопротивления малым пластическим деформациям у этих сплавов связан с изменением субструктуры матрицы и с блокирующим действием частиц α+β фаз.

Недостатком этого способа является то, что уровень значений условных пределов текучести и упругости сплава не удовлетворяет требованиям к эксплуатационным свойствам целого ряда упругих элементов.

Задачей заявляемого технического решения является разработка способа термической обработки изделий из α+- β титановых сплавов (на примере титанового сплава ВТ16) с целью увеличения значений условных пределов упругости, текучести и при сохранении достаточной пластичности.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе обработки проволоки из титанового сплава ВТ16 после стандартной технологии (пластической деформации и отжига - СТО) изделие подвергают нагреву и выдержке при температуре 150-160°С, а последующее охлаждение до температуры -10°С проводят при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дб.

Достигаемым техническим результатом заявляемого способа является: перераспределение дислокаций, образование на них сегрегации в субструктуре сплава, появившейся как после пластической деформации и отжига, так и при предлагаемой обработке, при этом обеспечивается равномерное распределение дисперсных α и β фаз, уменьшение внутреннего напряжения, что приводит к возрастанию предела упругости и пластичности.

Способ осуществляется следующим образом: исходную заготовку(изделие) из α+β титановых сплавов (СТО) предварительно нагревают до температуры 150-160°С, выдерживают 10-15 мин, а при охлаждении на нее воздействуют поток газа с температурой ниже 0°С и акустические поля.

В качестве примера для оценки заявляемого способа обработки проволоки из титанового сплава ВТ16 была использована проволока диаметром 1,6 мм, полученная с применением стандартной технологии(СТО), образцы из которой размером 200 мм испытывались на статическое растяжение на машине модели AGX-100kN, SHIMADZU. Образцы из проволоки подвергались обработке путем нагрева до температуры 150-160°С, выдержке 10-15 мин, а последующее охлаждение части образцов осуществлялось до температуры (-10°С) и проводилось при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дб (аэротермоакустическая обработка - АТАО 1), другая часть образцов после нагрева охлаждалась на спокойном воздухе. Результаты механических испытаний приведены в таблице. Часть образцов после АТАО1 повторно подвергалась обработке по указанной схеме (АТАО 2). Результаты испытаний образцов после АТАО2 приведены в таблице.

Охлаждение заготовки может быть проведено с использованием газоструйного генератора звука (ГГЗ). При проведении заявляемой обработки благодаря одновременному воздействию на изделие из сплава ВТ16, предварительно нагретое до температуры 150°С, потока газа с температурой ниже 0°С и акустического поля достигается технический результат, а именно: измельчаются α+β фазы формируется внутризеренная структура с выстраиванием дислокаций в виде упорядоченных образований, что и обеспечивает возможность повышения уровня условных пределов упругости, текучести и прочности по сравнению со свойствами, полученными в исходном состоянии, при этом заявляемая обработка обеспечивает достаточную пластичность. Как видно из результатов, приведенных в таблице, при уровне звукового давления 130-150 дб и рекомендуемых температурах нагрева 150-160°С с последующим охлаждением до температур -10°С предлагаемая аэротермоакустическая обработка позволяет получить повышение механических свойств титанового сплава ВТ16 по сравнению с обработкой по режиму аналога, чем достигается решение задачи, поставленной перед изобретением.

1. Способ обработки изделия из титанового сплава ВТ16, включающий нагрев подвергнутого пластической деформации и отжигу изделия, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что осуществляют нагрев до температуры 150-160°С, выдерживают в течение 10-15 мин, а охлаждение ведут до температуры -10°С при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку проводят повторно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к локальному упрочнению листовых заготовок из титанового сплава с использованием лазерного луча. По одному варианту переплавляют лазерным лучом 2 локальный участок листа 1 из титанового сплава по прямой или криволинейной траектории вдоль и/или поперек на полную или не полную толщину.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к устройствам из материала с обратимой памятью формы, и может быть использовано в микромеханике, медицине, радиотехнике и т.д.

Изобретение относится к металлургии, в частности к упрочняющей термической обработке дисперсионно-упрочняемых бронз. Способ термической обработки изделий из бронзы БрНХК 2,5-0,7-0,6, подвергнутой термодеформационной обработке, включает аэротермоакустическую обработку, которая заключается в нагреве заготовки изделия перед старением до температуры 150-170°С, выдержке 10 мин и охлаждении в резонаторе газоструйного генератора звука при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ в течение 10-12 мин.

Изобретение относится к способам упрочнения и модификации поверхности, а именно лазерного упрочнения, и может быть использовано для повышения стойкости деталей из титановых сплавов.

Изобретение относится к электропластической формообразующей обработке титан-никелевых сплавов для повышения их деформационной способности и эффекта памяти формы и может быть использовано в металлургии и машиностроении.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам обработки алюминиево-кремниевых сплавов (силуминов). Способ модифицирования силумина включает облучение интенсивным импульсным электронным пучком силумина марки АК12 с энергией электронов 18 кэВ, частотой следования импульсов ƒ=0,3 Гц, длительностью импульса пучка электронов τ=50-150 мкс, плотностью энергии пучка электронов ES=10-25 Дж/см2 и количеством импульсов воздействия n=1-5, при этом облучение проводят на лицевой поверхности образца, расположенной над надрезом, имитирующим трещину, в среде аргона при остаточном давлении 0,02 Па.

Изобретение относится к области пластической обработки металлов, таких как алюминий и его сплавы, и может быть использовано в различных областях промышленности и науки для глубокого формования металлических материалов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам создания острой кубической текстуры в железоникелевых сплавах, и может быть использовано для создания магнитопроводов в электротехнических устройствах, а также в качестве лент-подложек при получении многослойных ленточных сверхпроводников второго поколения.

Изобретение относится к деформационнотермической обработке сплава TiNiTa с эффектом памяти формы и может быть использовано в медицине при изготовлении стентов. Способ получения наноструктурной проволоки из сплава титан-никель-тантал с эффектом памяти формы включает термомеханическую обработку заготовки, сочетающую интенсивную пластическую деформацию и дорекристаллизационный отжиг.
Изобретение относится к способу получения пористого металлического тела из алюминиевого сплава, включающему постепенную плавку части пластины из алюминиевого сплава под воздействием источника тепла с использованием водорода в качестве порообразующего газа и постепенное отверждение металла.
Изобретение относится к области промышленных технологий получения композиционных материалов, а именно к деформационно-термической обработке композиционных материалов на основе металлов и сплавов.

Изобретение относится к области деформационно-термической обработки сплавов титан-никель с эффектом памяти формы и может быть использовано в машиностроении, медицине и технике.

Изобретение относится к упрочнению поверхности изделия из твердого сплава. Способ включает гидрохимическую обработку изделия в вододисперсной среде при температуре не выше ее кипения с образованием на поверхности упрочняющей фазы и окончательный нагрев изделия при температуре 130-1050°С.

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению заготовки из наноструктурного сплава титан-никель с эффектом памяти формы, и может быть использовано в машиностроении, медицине и технике.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства товарных труб из титановых сплавов. Способ производства холоднокатаных товарных труб размером 273×10×8700-9500 мм из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М включает отливку слитков в вакуумно-дуговых печах, ковку слитков в поковки, обточку поковок в заготовки размером 500±5×1750±25 мм, сверление в заготовках центрального отверстия диаметром 90±5 мм, шоопирование Al2O3, нагрев в методических печах в муфелях до температуры 1140-1160°C, прошивку заготовок размером 500±5×90±5×1750±25 мм в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 300 мм с коэффициентом вытяжки μ от 1,39 до 1,46 в гильзы размером 515×вн.315×2400-2590 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане в калибре 351 мм с коэффициентом вытяжки μ=4,78, с подачами гильз в очаг деформации m=18-20 мм, в передельные трубы размером 338×28×10300-11200 мм, резку передельных труб на две трубы равной длины, расточку и обточку горячекатаных передельных труб в трубы-заготовки размером 325×15×5150-5600 мм, прокатку их на станах ХПТ по маршруту 325×15×5150-5600 - 273×10×8700-9500 мм с относительным обжатием по стенке δm=33,3% и коэффициентом вытяжки μm=1,77.

Настоящее изобретение относится к области металлургии, а именно термической обработке конструкционных демпфирующих сплавов системы Mn-Cu. Способ термической обработки листов из сплавов системы Mn-Cu для восстановления их демпфирующей способности включает нагрев при температуре 150-400°С, выдержку не менее 525 с на 1 мм толщины листа и охлаждение со скоростью не менее 2°С/с.

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Способ производства холоднокатаных товарных труб размером 219×9×11700-12800 мм из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М включает отливку слитков в вакуумно-дуговых печах, ковку слитков в поковки, обточку поковок в заготовки размером 500±5×1750±25 мм, сверление в заготовках центрального отверстия диаметром 90±5 мм, шоопирование Al2O3, нагрев в методических печах в муфелях до температуры 1140-1160°C, прошивку заготовок размером 500±5×90±5×1750±25 мм в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 300 мм с коэффициентом вытяжки μ от 1,39 до 1,46 в гильзы размером 515×вн.315×2400-2590 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане в калибре 351 мм с вытяжкой μ=4,78 и подачей в очаг деформации m=18-20 мм, в передельные трубы размером 338×28×10300-11200 мм, отрезку технологических отходов, правку передельных труб, резку передельной трубы на две трубы равной длины, расточку и обточку горячекатаных передельных труб в трубы-заготовки размером 325×15×5150-5600 мм, прокатку их на станах ХПТ по маршрутам 325×15×5150-5600 - 273×12×7300-7950 - 219×9×11700-12800 мм с относительными обжатиями по стенке δm=20,0%, δ1m=25,0% и коэффициентами вытяжки μm=1,49 и μ1m=1,66.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению полосы из магнитомягкого сплава. Способ изготовления полосы из магнитомягкого сплава толщиной менее 0,6 мм, пригодной для механической резки, включает холодную прокатку полосы, полученной горячей прокаткой полуфабриката, затем полосу подвергают непрерывному отжигу пропусканием через печь непрерывного действия при температуре в пределах от температуры перехода упорядочения/разупорядочения сплава до температуры начала ферритно-аустенитного превращения сплава, причем скорость движения полосы устанавливают таким образом, чтобы время выдержки полосы в печи непрерывного действия при температуре отжига составляло меньше 10 минут.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к обработке давлением и может быть использовано для получения из этих материалов заготовок, полуфабрикатов и изделий с регламентированной структурой, используемых в аэрокосмической и автомобильной технике.

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов. Способ термической обработки изделия из деформируемого сплава ВТ23 характеризуется тем, что изделие нагревают до 850°С, выдерживают 1 ч, охлаждают в воде и подвергают старению при температуре 550°С в течение 10 ч.

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке двухфазных титановых сплавов. Способ обработки изделия из титанового сплава ВТ16, включающий нагрев подвергнутого пластической деформации и отжигу изделия, выдержку и охлаждение. Осуществляют нагрев до температуры 150-160°С, выдерживают в течение 10-15 мин, а охлаждение ведут до температуры -10°С при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ. Полученные изделия характеризуются высокими значениями предела прочности, предела упругости при удовлетворительной пластичности. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Наверх