RU2009755C1

RU2009755C1 - Method of getting stamped semi-finished products from titanic alloys

Info

Publication number: RU2009755C1
Authority: RU
Inventors: И.В. Левин; Л.А. Смолякова; И.Б. Родина; В.В. Тетюхин; А.С. Шибанов; Ю.И. Захаров; С.А. Глазунов; Л.М. Сухоросова
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Всероссийский институт легких сплавов"; Верхне-Салдинское металлургическое производственное объединение
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method provides for multiple deformation of stamped semi-finished products from titanic alloys under temperatures of β - range with preliminary heating and multiple deformation of the products under temperatures of ( (α+β) ) - range with preliminary heating. Temperature of preliminary heating before the first deformation under temperature of ( (α+β) ) - range is 55 - 150 C below temperature of full polymorphous transformation and maintenance under the temperature of the second heating, the temperature of which is 20 - 40 C below of the temperature of full polymorphous transformation, equals to 3 -8 hours. The first and the second deformations with the preliminary heating must be carried out 1 - 3 times in compliance with complicity of semi-finished product form. EFFECT: method is used for metal processing by pressure.

Description

Изобретение относится е обработке металлов давлением, в частности к обработке давлением титановых сплавов, которые используются в авиационной технике. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the pressure treatment of titanium alloys that are used in aircraft.

Известен способ получения штампованных полуфабрикатов из титановых сплавов, включающий многократное деформирование при температурах β -области с пpедварительными нагревами [1] . A known method of producing stamped semi-finished products from titanium alloys, including repeated deformation at temperatures of the β-region with preliminary heating [1].

Недостатком этого способа являются низкие пластические характеристики металла в объеме полуфабриката. The disadvantage of this method is the low plastic characteristics of the metal in the volume of the semi-finished product.

Известен также способ получения штампованных полуфабрикатов из титановых сплавов, включающий многократное деформирование при температурах β -области с предварительными нагревами и многократное деформирование при температурах (α+β)- области с предварительными нагревами до температуры на 20 . . . 40^оС ниже температуры полного полиморфного превращения (Т_п/п) [2] .There is also known a method for producing stamped semi-finished products from titanium alloys, which includes repeated deformation at temperatures of the β-region with preliminary heating and repeated deformation at temperatures of (α + β) - the region with preliminary heating to a temperature of 20. . . 40 ^about With below the temperature of the complete polymorphic transformation (T _p / p) [2].

Недостатком этого способа являются низкие пластические характеристики шлтампованного полуфабриката. The disadvantage of this method is the low plastic characteristics of the stamped semi-finished product.

Технический результат выражается в создании однородной мелкозернистой структуры. The technical result is expressed in the creation of a homogeneous fine-grained structure.

Это достигается тем, что в способе, включающем многократное применение при температурах β -области, с предварительными нагревами, и многократное деформирование при температурах (α+β) -области с предварительными нагревами, предварительный нагрев перед первым деформированием при температурах (α+β)-области проводят при температурах на 55 - 150^оС ниже температуры полного полиморфного превращения, а перед вторым деформированием осуществляют выдержку при температуре нагрева под это деформирование в течение 3 - 6 ч, причем первое и второе деформирование с предварительными нагревами проводят 1. . . 3 раза.This is achieved by the fact that in the method, including repeated use at temperatures of the β-region, with preheating, and multiple deformation at temperatures of the (α + β) -region with preheating, preheating before the first deformation at temperatures (α + β) - field is carried out at temperatures of 55 - 150 ^o C below the temperature of complete polymorphic transformation, but prior to the second deformation is carried out at temperature heating it under deformation for 3 - 6 hours, with first and second deformed ment with the preheating is carried out 1.. . 3 times.

Проведение нагрева и деформирования при относительно низкой температуре (α+β)-области с последующим нагревом и выдержкой при более высокой температуре (α+β)-области в предлагаемых условиях обеспечивают образование мелкозернистой рекристаллизованной структуры при втором нагреве за счет предшествующего "наклона", что в сочетании с последующим деформированием позволяет получить однородную мелкозернистую полигонизованную структуру в штампованном полуфабрикате. Carrying out heating and deformation at a relatively low temperature of the (α + β) region, followed by heating and holding at a higher temperature of the (α + β) region under the proposed conditions, ensure the formation of a fine-grained recrystallized structure during the second heating due to the previous “tilt”, which in combination with subsequent deformation allows to obtain a homogeneous fine-grained polygonized structure in a stamped semi-finished product.

Повторение такой обработки 1 - 3 раза позволяет получить требуемую для повышения пластических характеристик однородную мелкозернистую структуру в полуфабрикатах простой и сложной формы. Repeating this treatment 1 to 3 times allows you to get the required fine grain structure in semi-finished products of a simple and complex shape, which is required to increase the plastic characteristics.

При температуре предварительного нагрева перед первым деформированием ниже, чем (Т_п/п - 150^оС), происходит растрескивание заготовки из-за торможения релаксационных процессов, что приводит к неоднородности деформации, либо вообще не позволяет проводить деформирование, если разрушение значительное, и тем самым не позволяет обеспечить условия повышения пластических характеристик штампованного полуфабриката.At a temperature of preheating prior to the first deformation lower than (T _n / n - 150 ° ^C), cracking occurs workpiece due to inhibition of the relaxation processes, which leads to heterogeneity of deformation, if any, does not allow for deformation when the destruction of a significant, and the thus, it is not possible to provide conditions for increasing the plastic characteristics of a stamped semi-finished product.

При времени выдержки при втором нагреве менее 3-х часов рекристаллизация не пройдет полностью, что не обеспечит повышение пластических характеристик полуфабриката из-за неоднородности структуры. When the exposure time during the second heating is less than 3 hours, the recrystallization will not pass completely, which will not provide an increase in the plastic characteristics of the semi-finished product due to the heterogeneity of the structure.

При температуре предварительного нагрева, повышающей (Т_п/п - 55^оС) и при времени выдержки при нагреве перед вторым деформированием, превышающим 8 ч, промежуточная рекристаллизация будет развиваться не полностью и неоднородно из-за недостаточности "наклона", не обеспечивающего требуемого множественного и однородного зарождения центров рекристаллизации при последующем нагреве и из-за коагуляции α -фазы при длительной выдержке с образованием микроучастков свободного роста отдельных зерен, не сдерживамого α -фазой.When the preheating temperature improver (T _n / n - 55 ° ^C) and holding time under heating before the second deformation in excess of 8 hours, the intermediate recrystallization will not develop completely and inhomogeneously because of insufficient "inclination" does not provide the desired multiple and uniform nucleation of recrystallization centers upon subsequent heating and due to coagulation of the α-phase during prolonged exposure with the formation of micro-regions of free growth of individual grains, not controlled by the α-phase.

Второе деформирование после образования мелкозернистой рекристаллизированной структуры при предварительном нагреве с выдержкой, обеспечивает хорошее оформление штамповки. The second deformation after the formation of a fine-grained recrystallized structure upon preliminary heating with exposure provides a good stamping design.

Повторение предлагаемой обработки 1 - 3 раза позволяет при всех формах штамповки обеспечить требуемую проработку структуры во всех зонах и обеспечить повышение пластических характеристик штампованного полуфабриката, что особенно важно при изготовлении изделий сложной формы. Repeating the proposed processing 1 to 3 times allows for all forms of stamping to provide the required study of the structure in all zones and to increase the plastic characteristics of the stamped semi-finished product, which is especially important in the manufacture of products of complex shape.

П р и м е р. Штампованные полуфабрикаты было получено из заготовок, нарезанных из прутков диаметром 100 мм из титановых сплавов ВТЗ-1 и ВТ 22 в количестве 30 штук. Из них 15 штук было обработаны по предлагаемому способу с варьированием температуры нагрева перед первым деформированием и времени выдержки при нагреве перед вторым деформированием в пределах предлагаемых значений. Горячая обработка при температурах (α+β) -области в соответствии с предлагаемым способом была проведена 1 - 3 раза. PRI me R. Stamped semi-finished products were obtained from billets cut from bars of 100 mm in diameter from VTZ-1 and VT 22 titanium alloys in an amount of 30 pieces. Of these, 15 pieces were processed by the proposed method with varying the heating temperature before the first deformation and the exposure time during heating before the second deformation within the proposed values. Hot processing at temperatures of the (α + β) region in accordance with the proposed method was carried out 1-3 times.

Девять заготовок были обработаны по вариантам с пониженными и повышенными значениями перепада температур и времени выдержки по сравнению с предлагаемыми. Кроме того, шесть заготовок были обработаны по известному способу. Nine blanks were machined according to the options with lower and higher values of the temperature difference and exposure time compared to the proposed ones. In addition, six blanks were processed by a known method.

Режимы получения штампованных полуфабрикатов приведены в таблице. Деформирование во всех случаях проводили со скоростью деформации 5 ^.10^о - 5 ^.10^-1с^-1.Modes of obtaining stamped semi-finished products are shown in the table. Deformation in all cases was carried out with a strain rate of 5 ^. 10 ^about - 5 ^. 10 ^-1 s ^-1 .

Степень деформации при более низкой температуре составляли 30 - 45% , а при более высокой - 30 - 30% . Термообработку проводили по стандартному режиму. Из полученных штампованных полуфабрикатов были изготовлены образцы для испытаний по растяжке и проведены испытания с определением предела прочности σ_в, относительного удлинения δ, относительного сужения Ψ. Была исследована структура вырезанных образцов с определением степени рекристаллизации при втором нагреве (1) и размеров зерен (Д).The degree of deformation at a lower temperature was 30 - 45%, and at a higher - 30 - 30%. Heat treatment was carried out according to the standard mode. From the obtained stamped semi-finished products, samples for tensile testing were made and tests were carried out with the determination of the tensile strength σ _in , elongation δ, relative narrowing Ψ. The structure of the cut samples was investigated with a determination of the degree of recrystallization during the second heating (1) and grain sizes (D).

Все результаты исследований приведены в таблице. All research results are shown in the table.

На основании данных, приведенных в таблице, можно сделать следующие выводы: за счет более мелкозернистой структуры повышаются пластические характеристики: относительное удлинение - на 60 - 100% и относительно сужение - на 60 - 80% при неизменном уровне прочности. (56) Титановые сплавы. Полуфабрикаты из титановых сплавов, т. 4. ред. Аношкин Н. Ф. и М. З. Ерманок, М. : Металлургия, 1979 г. , с. 315. . . 318. Based on the data given in the table, the following conclusions can be drawn: due to the finer-grained structure, the plastic characteristics increase: relative elongation - by 60 - 100% and relatively narrowing - by 60 - 80% with an unchanged strength level. (56) Titanium alloys. Semi-finished products from titanium alloys, t. 4. ed. Anoshkin N.F. and M.Z. Yermanok, M.: Metallurgy, 1979, p. 315.. . 318.

2. Сборник Титановые сплавы, Полуфабрикаты из титановых сплавов, т. 4, ред. Аношкин Н. Ф. и Ерманок М. З. М. : Металлургия, 1979, с. 290, 302, 308. . . 312. 2. The collection of titanium alloys, semi-finished products from titanium alloys, t. 4, ed. Anoshkin N.F. and Yermanok M.Z.M.: Metallurgy, 1979, p. 290, 302, 308.. . 312.

Claims

METHOD FOR PRODUCING STAMPED SEMI-FINISHED PRODUCTS FROM TITANIUM ALLOYS, including multiple defrosting at temperatures of the β-region with preliminary heatings and multiple deforming at temperatures of (α + β, non-hot) -regions are carried out at a temperature of 55 - 150 ^o C lower than the temperature of the full polymorphic transformation, and before the second defor- mation, they are kept at a temperature of 3–8 h during heating, moreover, the second deforming with preliminary heating is carried out 1 to 3 times.