Способ термической обработки l-тиановых сплавов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 979523

{6I } Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 02.06.81 (21) 3296738/22-02 с присоединением заявки М— (28) Приоритет (5t)M. К.п.

С 22 F 1/18

3осударстванный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53} УДК 621.735. .014 (088.81

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень И45

Дата опубликования описания 07.12.82 (72) Авторы изобретения

С. Л, Натапов, А. И. Попов и A. И. Хорев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ a — ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ!

1

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов на основе а-фазы, которая проводится с целью повышения уровня механических свойств и уменьшения нх дисперсии.

Известен способ термической обработки сплава а + P =структурой, заключающийся в нагреве со скоростью 60-80 С/мин до температуры t 150 — 100 С (t„ t p полиморфного превращения), выдержке при темто пературе 15 — 30 мин и последующем охлаждении на воздухе со скоростью 70 — 80 С/мин до 20"С (1).

Этот способ, включающий нагрев и охлаждение с высокими скоростями приводит к значительному короблению конструкций, создает высокие термические напряжения в результате неоднородного прогрева по сечению, что усиливается охлаждением с высокой температуры.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ термической обработки сплава на основе и-фазы 0Т4, заключающийся в нагреве со скоростью 60—

80 С/мин до температуры (t 260) — 280 С), выдержке при температуре 15 30 мин и охлаждении со скоростью 70 — 80 С/мин до

20 С (2) .

Однако известный способ не обеспечивает необходимого уровня прочности н пластичности сплава.

Цель изобретения — повышение прочности и пластичности сплава.

Поставленная цель достигается тем, что заготовку нагревают со скоростью 4 — 10 С/мин до температуры на 350 — 440 С ниже температуры полиморфного превращения со скоростью 4 — 10 С/мин выдерживают при этой температуре 35 — 100 мин, охлаждают со скоростью 2 — 6 С/мин до температуры на 63О700 С ниже температуры превращения, а затем охлаждают со скоростью 30 — 50 С/мин до температуры 10 — 40 С.

Отличительными признаками способа является то, что нагрев осуществляют с умеренными скоростями до сравнительно низких

979523

В таблице приведены технологические режимы осуществления описываемого способа и получешп|е при этом механические свойства.

Для получения сравнительных данных параллельно проводятся обработка однотипных деталей, изготовленных по известным способам, указанным в аналоге и прототипе.

Использование описываемого способа термообработки титановых сплавов обеспечивает по сравнению с известным способом получение более высокого уровня прочности сплав ов на основе а-фазы при большей пластичности. Это позволяет значительно повысить качество полуфабрикатов и изделий иэ титановых спла g вов.

Режим термообработки

Нагрев ео cKopocTbla 40 Ct tattt вв теавтературы

t 350 Ñ, выдержка 35 мин, охлаждение со скоростью 2 С/мин до t„630 С, далее охлаждение со скоростью 30 С/мин до 10 С

Нагрев со скоростью 10 С/мин до t 440 Ñ, выдержка 100 мин, охлаждение со скоростью

6 С/мин до tä 700 С, далее охлаждение со скоростью 50 C/Mèí до температуры 40 C

Нагрев со скоростью 7 С/мин до t„400 Ñ, охлаждение со скоростью 4 С/мин до тп 670 С, далее охлаждение со скоростью 42 С/мин до 20 С

Аналог

45

50

Нагрев со скоростью 60 — 70 С/мин до t 100—

150 С, выдержка 15 — 30 мин, охлаждение со скоростью 70 — 80 С до 20 С

Прототип

61-66

9 — 11

20 — 35

Нагрев со скоростью 60 — 80 С/мин до t„260—

280 С, выдержка 15 — 30 мин, охлаждение со скоростью 70 — 80 С/мин.

62 — 67

10-11

25-35

ВНИИПИ Заказ 9285/10 Тираж 660 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 температур, а охлаждение ведут с регламен. тированной скоростью для каждого диапазона температур, При таком виде термообработки примеси перемещаются на небольшие расстояния и закрепляются по разветвленной сетке субграниц

Они не успевают переместиться к большеугловым границам. Сплав HB основе а-фазы с такой структурой обладает более высокой прочностью при большей пластичности, Способ термической обработки опробован нри промышленном производстве монолитных и сварочных конструкций из титанового сплава иа основе а-фазы ОТ4..

Формула изобретения

Способ термической обработки е-титановых сплавов, включающий нагрев, выдержку и охлаждение, отличающийся тем„ что, с целью повышения прочности и пластичности, нагрев проводят до температуры на

350 — 440 С ниже температуры полиморфного превращения со скоростью 4 — 10 С/мин, вьщер. .жку осуществляют в течение 35 — 100 мин, охлаждение ведут сначала до температуры, на 630-700 С ниже полиморфного превращения со скоростью 2-6 С/мин, а затем до

10 — 40 С со скоростью 30 — 50 С/мин, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Деформируемые титановые сплавы, Тердо} мическая обработка полуфабрикатов и деталей, Инструкция ВИАМ У 625 — 76, с. 4 — 6.

2. Хорев А. И. Современные методы повы. шения конструкционной прочности титановых сплавов. М., 1979, с. 256.