Способ получения изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗС.ЯЩ у 1А1141п,13щс ц;,-,. ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ преимущественно из титановых двухфазных (а+р) сплавов путем нагрева заготовки и ее деформирования с переменнойскоростью в инструменте, нагретом до тем,801225662Щ 4 В 211500,С 22 Е 1 1 пературы, превышающеи температуру заготовки, отличающийся тем, что, с целью снижения усилия деформирования и повышения качества изделий, нагрев заготовки осуществляют до температуры на 20 - 30 С ниже температуры рекристаллизации сплава, температуру нагрева инструмента устанавливают в интервале, нижний предел которого соответствует температуре равного соотношения фаз сплава, а верхний на 20 С ниже температуры полиморфного превращения сплава А, при этом деформирование до степени деформации 30 - 50 Я осуществляют со скоростью 100 - 10 с, деформирование до степени деформации 50 - 85% проводят за время, обеспечивающее выравнивание температур заготовки и инструмента, а заключительный этап деформирования осуществ- Ж ляют со скоростью 10- 1 Ос1225662 Составитель А. Быстров Техред И. Верес Корректор В. Бутяга Тираж 655 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор Н. Бобкова Заказ920/9 Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения изделий преимущественно из титановыхх двухф азных (а+ р) сплавов.Цель изобретения - снижение усилия деформирования и повышение качества изделий.Способ осуществляют следующим образом.Заготовку из сплава в состоянии поставки, покрытую стеклосмазкой и нагретую до температуры на 20 - 30 С ниже температуры рекристаллизации сплава, укладывают в штамп, нагретый до температуры не ниже температуры оптимального проявления сверх- пластичности, но не выше температуры на 20 С меньшей температуры полиморфного преврашения сплава и деформируют с переменной скоростью. На начальном этапе до степени деформации 30 - 50 Я формоизменение осуществляют со скоростью 10 - 1 О сО 2 -что обеспечивает развитие в сплаве большого числа центров рекристаллизации и рост температуры за счет теплового эффекта деформации, При достижении заготовкой температуры рекристаллизации начинается процесс рекристаллизации структуры из большого числа центров рекристаллизации, при этом скорость рекристаллизации увеличивается с ростом температуры, поэтому вторую стадию процесса проводят с меньшей скоростью для обеспечения полной рекристаллизации структуры. Совмещение деформации до 50 - 85 о," с процессом рекристаллизации обеспечивает получение глобулярной ультрамелкозернистой структуры, Повышение температуры на этой стадии происходит в основном за счет нагрева заготовки от инструмента. Поэтому для упрощения управления процессом возможна выдержка заготовки после деформации ее на 50 о для выравнивания температуры заготовки и инструмента и протекания процесса рекристаллизации. Время, обеспечивающее выравнивание температуры заготовки и инструмента, определяется исходя из теплофизических характеристик материала заготовки, ее размеров и формы на второй стадии процесса, перепадом температуры заготовки и инструмента расчетным путем по известным зависимостям. На третьей стадии деформирование осуществляют в режиме сверхпластичности со скоростью оптимальной для проявления сверхпластичности 1 О- 10с , что позволяет значительно снизить усилие дефор 5 10 15 20 25 Зо 35 40 50 мирования, следовательно, повысить стойкость инструмента и получить точные поковки сложной формы с высоким уровнем механических свойств и однофазной изотропной структ ур ой.Требуемое измельчение структуры сплава получают, если в процессе деформации рекристаллизация проходит из большого числа центров рекристаллизации, поэтому начальная температура заготовки должна быть не менее чем на 20 С ниже температуры рекристаллизации, а степень деформации не менее ЗОЯ. Начальная температура заготовки ниже температуры, на 30 С меньшей температуры рекристаллизации, нецелесообразна из.за необходимости деформировать заготовку с более высокими скоростями для обеспечения разогрева заготовки выше температуры рекристаллизации, что приводит к развитию трещины на поверхности заготовки. Этой же причиной обусловлена на первой стадии степень деформации не более 50%.На второй стадии суммарная степень деформации должна быть не меньше 50 Я для обеспечения мелкозернистой структуры, степень деформации более 85 Я нецелесообразна, так как не приводит к дальнейшему измел ьчению структуры.Пример, Проводят осадку в торец цилиндрических заготовок диаметром 60 мм и высотой 120 мм из сплава ВТЗв закрытом штампе, Штамп изготовляют из сплава ЖС 6-К. Температура полного полиморфного превращения сплава 980 С, температура начала рекристаллизации 880 С. Заготовку, покрытую стеклосмазкой, высушивают и нагревают в печи до 850 С, после чего укладывают в штамп, нагретый до 950 С. Осадку заготовки проводят до высоты 60 мм (степень деформации 50 Я) со скоростью 100 мм/с. Экспериментальные данные показывают, что в процессе такого деформирования заготовка разогревается до 900+ 10 С. Далее заготовку деформируют со скоростью 1 мм/с до высоты 20 мм (степень деформации 83/), В конце этого этапа температура заготовки и штампа составляет 950+-1 ОС. Окончательный этап деформирования до толщины 5 мм, включая заполнение углов штампа, ведут со скоростью 0,05 мм/с, что составляет 2,5 10- 10с, т. е. соответствует оптимальной скорости проявления эффекта сверхпластичности, Исследования микроструктуры после деформирования показывают, что размер составляющих фаз составляет 7 - 8 мкм,