Способ термической обработки титановых псевдо и ( + ) -сплавов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцмвпмстичвскмхреспубямк и 939589(61).Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 140181 (21) 3272780/22-02с присоелииением заявки яе(088.8) Дата опубликования описания 30,06,82(72) Авторы изобретения В.Н.Гриднев,О.М.Ивасишин,С.П.Ошкадеров,А.М.С В.В.Голубев и В.Н. Федирко Институт металлофизики АН Украинской ССР(7) Заявител 54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОМ ОБРАБОТКИ ТИТАНОВЬ ПСЕВДО- д.- И (+ Р ) СПЛАВОВ. 1относится к металбыть использованообработке изделий(с+ )-сплавов на Изобретение лургии и может при термическои из псевдо с- и основе титана,Йзвестно, что сочетание механических характеристик титановых спла. вов в значительной мере определяется типом структуры. В частности, доказано, что сплавы с глобулярной структурой обладают хорошим сочетанием прочностных и пластических свойств, в то время .как пластинчатые структуры обеспечивают высокий уровень 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 требуемогое сочетания механических характеристик и условий эксплуатации изделий. Известен способ термической обработки, включающий нагрев в ф -область с замедленным охлаждением спечью или на воздухе, который позволяет формировать пластинчатую ф -превращенную структуру 1 1.Недостатком этого способа являетсято, что после такой обработки сплавыобладают пониженными значениями прочоности и, особенно, пластичности.Известен способ термической обработки титановых сплавов, включающийотжиг в 1 в -области, который формируетв них крупнозернистую пластинчатуюструктуру, обладающую высоким уровнем вязкости разрушения по сравнениюс глобулярной структурой, что объясняется резким изменением направлениядвижения трещин на границах 1 в -зео рен и с(колоний и их ветвлением собразованием вторичных трещин ,2 1,Существенным недостатком этогоспособа термообработки титановых сплавов является низкий уровень прочностформула изобретения 3 93ных и пластических свойств изделий,обработанных с его применением. Физическая природа этого явления кроется в сложной структуре границ междуотдельными с -пластинами, включающихпрослойки второй фазы и межфаэныепрослойки со сложной кристаллографической структурой. Такое строениеграниц затрудняет передачу скольжения от одной а -пластины к другойи тем самым препятствует развитиюпластической деформации в пределахвсей а -колонии. Попытки улучшитьпрочностные и пластические характеристики отожженных в 14 -области сплавов путем оптимизации параметровструктуры величины зерна, аС-колоний и толщины д.-пластин , как правило, вызывает одновременное падение уровня вязкости разрушения. Низкий уровень прочностных и пластических свойств титановых сплавов послеф-отжига не позволяет широко применять его на практике.Цель изобретения .- повышение уровня прочностных и пластических характеристик а- и д,+)-титановых сплавов.Поставленная цель достигается тем,что в способе термической обработкититановых сплавов, включающем отжигв ф -области, после отжига прводятдополнительный нагрев со скоростью10-100 оС/с до температур на, 20-50 аСпревышающих температуру начала долиморфного превращения, с последующимохлаждением на воздухе,На начальных стадиях развитияд. +1 а превращения в условиях высоких скоростей нагрева происходят.благоприятные изменения в структуреграниц мекду отдельными пластинамиа.-фазы, что в свою очередь вызываетповышение как прочностных, так ипластических свойств при практическинеизменном высоком уровне вязкостиразрушения.Превышение температуры начала полиморфного превращения более, чем на50 аСможет вызвать необратимые изменения в фазовом составе и структуресплава и поэтому нецелесообразно.Пределы интервала скоростей нагрева вытекают из следующих экспериментально обнаруженных факторов.Скорость нагрева ниже 10 ОС/с не позволяет реализовать положительныйэффект предлагаемого способа в полной мере, а скорость нагрева выше100 аС/с не имеет преимуществ по срав. 9589 фнению с более низкими значениямив пределах заявляемого интервала..П р и м е р 1.Сплав ВТ 1 ч подвергают отжигу в /Ь -области 1020 аС,1 ч, охлаждение со скоростью 23 ОС/мин). Механические свойства после такой обработки следующие:предел прочности 6 750-760 МПа;удлинение а("= 6-7",;вязкость разрушения К 1 29003100 МПа хмм ЮПосле проведения дополнительногонагрева со скоростью 80 ОС/с до800 оС без выдержки с охлаждением 15 на воздухе механические свойстваизменялись следующим образом:6= 850-860 МПа; д = 1 0-11." К == 2900-3100 МПа мм"ф.П р и м.е р 2, Сплав ВТ 6, подвергнутый отжигу в 1 а -области(1050 аС,1 ч, охлаждение со скоростью 23 оС/мин) имеет свойства:предел прочности 6 = 950-970 ИПа;удлинение Ф= 7-83; вязкость разруше ния Кс= 2650-2800 МПа х мм ф. После проведения дополнительногонагрева со скоростью 50 оС/с до 820 аСс охлаждением на воздухе свойстваизменялись следующим образом:6 в =1080-1100 МПа;= 11-12; КАс --= 2600-2700 МПа х мм "ф .Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый способ обеспечивает повышение предела прочности 55сплавов почти на 153, удлинения -на 50 при практически неизменномзначении вязкости разрушения. Этопозволит значительно улучшить надежность и долговечность термообрабатываемых изделий из псевдо с - и (а ++ 1 Ъ)- сплавов на основе титана, а также снизить металлоемкость как отдельных деталей, так и изделий вцелом.45 Способ термической обработки ти 5 ф тановых псевдо- а - и д.+ 5) -сплавоввключающий отжиг в ф -области,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения прочности и пластичности, после отжига проводят на грев со скоростью 10-100 а С/с до температуры на 20-50 аС выше температурыначала полиморфного превращения споследующим охлаждением на воздухе.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. МИТОМ, 1979, й 11, с 18-21.Составитель С.НиколаеваРедактор И.Ковальчук Техред И. Гайду Корректор А.ГриценкоюЗаказ 4604/42 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д, 4/5 Ффилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,