Способ термической обработки титановых псевдо- @ и ( @ + @ ) -сплавов
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Соцмвпмстическмх
Респубямк
С 22 F 1/18 евеудерстеипаН квинтет се0р во ш1ем неебретенкй и открытий ОпУблнковано 30. 06.82. Бюллетень М 24 (53) УДК 621 ° 785.3 (088.8) Дата опубликования описания 30,06,82 (72) Авторы изобретения В.Н. Гриднев, О.M. Ивасишин, С. R. Ошкадеров, А. M. С В.В.Голубев и В.Н. Федирко Институт металлофизики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОМ ОБРАБОТКИ ТИТАНОВЫХ ПСЕВДО- д.- И (++ P ) СПЛАВОВ. Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при термической обработке изделий из псевдо с - и (сь + P )-сплавов на основе титана. Йзвестно, что сочетание механических характеристик титановых сплавов в значительной мере определяется типом структуры. В частности, дока1О зано, что сплавы с глобулярной структурой обладают хорошим сочетанием прочностных и пластических свойств, в то время .как пластинчатые структуры обеспечивают высокий уровень 15 вязкости разрушения, низкую скорость развития трещины и высокую сопротивляемость замедленному разрушению, Методами термической и термомеханической обработки в титановых сплавах можно сформировать ту или ий)ю структуру в зависимости от требуемого е сочетания механических характеристик и условий эксплуатации изделий. Известен способ термической обработки, включающий нагрев в ф -область с замедленным охлаждением с печью или на воздухе, который позволяет формировать пластинчатую Pпревращенную структуру (1 1. Недостатком этого способа является то, что после такой обработки cRllBBbl обладают пониженными значениями прочности и, особенно, пластичности. Известен способ термической обработки титановых сплавов, включающий отжиг в ф -области, который формирует в них крупнозернистую пластинчатую структуру, обладающую высоким уровнем вязкости разрушения по сравнению с глобулярной структурой, что объясняется резким изменением направления движения трещин на границах ф -верен и сь--колоний и их ветвлением с образованием вторичных трещин,2 1, 1 Существенным недостатком этого способа термообработки титановых сплавов является низкий уровень прочност3 93 ных и пластических свойств изделий, обработанных с его применением. Физическая природа этого явления кроется в сложной структуре границ между отдельными с -пластинами, включающих прослойки второй фазы и межфаэные прослойки со сложной кристаллографической структурой. Такое строение границ затрудняет передачу скольжения от одной с(. -пластины к другой и тем самым препятствует развитию пластической деформации в пределах всей с -колонии. Попытки улучшить прочностные и пластические характеристики отожженных в ф -области сплавов путем оптимизации параметров структуры (величины зерна, aL -колоний и толщины d. — ïëàñòèí, как правило, вызывает одновременное падение уровня вязкости разрушения. Низкий уровень прочностных и пластических свойств титановых сплавов после ф-отжига не позволяет широко применять его на практике. Цель изобретения - повышение уровня прочностных и пластических характеристик с - и (д,+ )-титановых сплавов. Поставленная:цель достигается тем, что в способе термической обработки титановых сплавов, включающем отжиг в ф -области, после отжига пр®водят дополнительный нагрев со скоростью 10-1000C/ñ до температур на, 20-50 С превышающих температуру начала лолиморфного превращения, с последующим охлаждением на воздухе. На начальных стадиях развития 4 +(b f5 превращения в условиях высоких скоростей нагрева происходят. благоприятные изменения в структуре границ мвжду отдельными пластинами с(.-фазы, что в свою очередь вызывает повышение как прочностных, так и пластических свойств при практически неизменном высоком уровне вязкости разрушения. Превышение температуры начала полиморфного превращения более, чем на 50ОC ìoæåò вызвать необратимые изменения в фазовом составе и структуре сплава и поэтому нецелесообразно. Пределы интервала скоростей нагре. ва вытекают из следующих экспериментально обнаруженных факторов.Ско рость нагрева ниже 10ОС/с не позволяет реализовать положительный эффект предлагаемого способа в полной мере, а скорость нагрева выше 100 С/с не имеет преимуществ по срав9589 ф нению с более низкими значениями в пределах заявляемого интервала. .Il р и м е р 1.Сплав ВТ 14 подвергают отжигу e P -области (10204С, 1 ч, охлаждение со скоростью 2 3ОС/мин). Иеханические свойства после такой обработки следующие: предел прочности6 750-760 ИПа; удлинение d"= 6-7",; вязкость разрушения К 29003100 ИПа хмм Ю После проведения дополнительного нагрева со скоростью 80оС/с до 800оС без выдержки с охлаждением 15 на воздухе механические свойства изменялись следующим образом: 6 = 850-860 ИПа;Ф= 10-11.".;; К = = 2900-3100 ИПа мм " . П р и м.е р 2. Сплав 8Т 6, подвергнутый отжигу в f6 --области(1050 С, 1 ч, охлаждение со скоростью 2 ЗоС/мин) имеет свойства: предел прочности 6g = 950-970 ИПа; удлинение Ф= 7-83; вязкость разруше25 ния К1 = 2650-2800 ИПа х мм i После проведения дополнительного нагрева со скоростью 50оС/с до 820ОС - с охлаждением на воздухе свойства изменялись следующим образом:bg = = 1080- I100 ИПа; с = 11- 123; К1 —— = 2600-2700 ИПа х мм " . Таким образом, по сравнению с- известным предлагаемый способ обеспечивает повышение предела прочности 35 сплавов почти на 154, удлинения— на 504 при практически неизменном значении вязкости разрушения. Это позволит значительно улучшить надеж40 ность и долговечность термообрабатываемых изделий из псевдо с — и (а + + Ъ)- сплавов на основе титана, а также снизить металлоемкость как отдельных деталей, так и изделий в целом. 45 формула изобретения Способ термической обработки титановых псевдо- с — и (cL+ tb) -сплавов,,включающий отжиг в ф -области, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и пластичности, после отжига проводят нагрев со скоростью 10-100О С/с до температуры на 20-50оС выше температуры начала полиморфного превращения с последующим охлаждением на воздухе. Составитель С. Николаева Редактор И.Ковальчук Техред И. Гайду Корректор А. Гриценко. Заказ 4604/42 Тираж 660 Подписное 8НИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5 ° М Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. МИТОМ, 1979, N 11, с.. 18-21. 939589 6 2. Борисова Е.А. и др. Иеталлография титановых сплавов, М., "Иетал- . лургия", 1980, с. 302.
