RU1154967C

RU1154967C - Method of heat treatment of martensite titanium alloy semifinished products

Info

Publication number: RU1154967C
Authority: RU
Inventors: А.А. Ильин; В.В. Алексеев; М.Ю. Коллеров; О.П. Назимов; В.И. Скворцов; С.В. Скворцова; А.С. Никитич; Н.Н. Гозенко
Original assignee: Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority date: 1983-11-23
Filing date: 1983-11-23
Publication date: 1995-05-20

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам термической обработки полуфабрикатов из титановых сплавов мартенситного класса, и может быть использовано в машиностроении и авиационной технике. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to methods of heat treatment of semi-finished products from titanium alloys of the martensitic class, and can be used in mechanical engineering and aircraft.

Известен способ термической обработки полуфабрикатов из титановых сплавов, заключающийся в закалке их из ( α+β )-области и последующем старении. Однако после такой обработки, обеспечивающей оптимальное сочетание механических свойств, сплавы мартенситного класса не обладают термомеханической памятью. A known method of heat treatment of semi-finished products from titanium alloys, which consists in hardening them from the (α + β) region and subsequent aging. However, after such processing, which provides the optimal combination of mechanical properties, martensitic alloys do not have thermomechanical memory.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ термической обработки титанового сплава мартенситного класса ВТ16, включающий нагрев до 770^о С, выдержку и последующую закалку с этой температуры.The closest in technical essence and the achieved results is a method of heat treatment of a titanium alloy of martensitic class VT16, including heating to 770 ^about C, exposure and subsequent quenching from this temperature.

Однако после такой обработки степень восстановления формы остается на низком уровне. Это обусловлено тем, что выделяющаяся первичная α -фаза, распределенная равномерно по телу β -зерна, препятствует росту мартенситных пластин при β->>α превращении, тем самым снижая обратимую часть накапливаемой деформации. However, after such processing, the degree of shape recovery remains low. This is due to the fact that the primary α-phase released uniformly distributed over the body of the β-grain prevents the growth of martensitic plates during β - >> α transformation, thereby reducing the reversible part of the accumulated deformation.

Цель изобретения повышение степени восстановления формы. The purpose of the invention is to increase the degree of shape recovery.

Цель достигается тем, что в способе термической обработки полуфабрикатов из титановых сплавов мартенситного класса, включающем нагрев в ( α+β )-область, выдержку и последующую закалку, предварительно проводят отжиг при температуре на 20-50^о С выше температуры полиморфного превращения в течение 0,5-3 ч, после чего охлаждают со скоростью 0,01-1,0% до температуры нагрева в ( α+β)-области, а выдержку проводят в течение 0,5-3,0 ч.The object is achieved in that in the method the heat treatment of titanium alloys, martensite type, comprising heating a (α + β) -region, exposure and subsequent quenching, preliminary annealing is carried out at a temperature of 20-50 ° C above ^the polymorphous transformation temperature for 0 5-3 hours, after which it is cooled at a rate of 0.01-1.0% to the heating temperature in the (α + β) region, and the exposure is carried out for 0.5-3.0 hours.

Другое отличие состоит в том, что нагрев проводят при температуре на 30-180^оС ниже температуры полиморфного превращения.Another difference is that the heating is conducted at a temperature 30-180 ^{° C} lower than the polymorphic transformation temperature.

Положительный эффект способа обусловлен следующим. The positive effect of the method is due to the following.

Предварительный отжиг в β -области позволяет провести рекристаллизацию β -фазы и вырастить β -зерно необходимых размеров, а последующее медленное охлаждение через границу β + α/β областей и выдержка при температуре ( α+β ) области позволяют добиться выделения α -фазы в основном по границе исходного β -зерна в виде сплошной "оторочки". При этом плотность выделений α фазы по телу β зерна существенно уменьшается, что способствует непрерывному росту мартенситных пластин в β -фазе при приложении внешних напряжений без нарушения когерентности их решеток и, в конечном итоге, обеспечивает повышение характеристик термомеханической памяти. Preliminary annealing in the β-region allows recrystallization of the β-phase and the growth of β-grains of the required size, and subsequent slow cooling across the boundary of the β + α / β regions and holding at the temperature of the (α + β) region allow the α-phase to be isolated mainly along the boundary of the initial β-grain in the form of a continuous "rim". In this case, the density of precipitates of the α phase in the body of the β grain substantially decreases, which contributes to the continuous growth of martensitic plates in the β phase upon application of external stresses without violating the coherence of their lattices and, ultimately, provides an increase in the characteristics of the thermomechanical memory.

По предложенному способу обрабатывают горячекатаные прутки __→ 16 мм из сплавов ВТ23 и ВТ6, температура полиморфного превращения (Тпп) которых составляет 910 и 1030^о С соответственно.According to the proposed method is treated with hot rods __ → 16mm alloy VT23 and VT6 polymorphic transformation temperature (Tpt) which is ^about 910 and 1030 C, respectively.

Степень восстановления формы (СВФ) деформированных образцов (ε 3%) определяют при нагреве от комнатной температуры (температура деформации) до 250^оС, СВФ рассчитывают по формуле
СВФ

100% где Δ l_в удлинение образца после деформации растяжением;
Δ l_д укорочение образца за счет восстановления формы.The degree of shape recovery (SVF) of deformed samples (ε 3%) is determined by heating from room temperature (deformation temperature) to 250 ^о С, SVF is calculated by the formula
SVF

100% where Δ l _{in the} elongation of the sample after tensile deformation;
Δ l _d shortening of the sample due to the restoration of shape.

В таблице приведены сравнительные данные образцов сплавов, обработанных известным способом, предложенным, а также по режимам, выходящим за пределы предложенных интервалов варьирования признаков. The table shows comparative data of samples of alloys processed by a known method proposed, as well as by modes that go beyond the proposed ranges of variation of signs.

Как видно из таблицы, обработка по предложенному способу сплавов типа ВТ23 обеспечивает повышение СВФ в 1,5-2,5 раза по сравнению с известным, а для сплавов типа ВТ6 позволяет придать свойства термомеханической памяти, которые вообще отсутствуют после обработки известным способом. As can be seen from the table, the processing according to the proposed method for VT23 type alloys provides an increase in SVF by 1.5-2.5 times compared to the known one, and for VT6 type alloys it allows to impart thermomechanical memory properties that are generally absent after processing in a known manner.

Полуфабрикаты, обработанные по предложенному способу, могут быть использованы в отдельных конструкциях взамен элементов из никелида титана, что обеспечит выигрыш в весе, а также удешевит конструкцию. Semi-finished products processed by the proposed method can be used in separate designs instead of titanium nickelide elements, which will provide a gain in weight, as well as reduce the cost of the design.

Claims

1. METHOD FOR THERMAL TREATMENT OF SEMI-FINISHED PRODUCTS FROM MARTENSITE CLASS TITANIUM ALLOYS, including heating in the (α + β) region, aging and subsequent hardening, characterized in that, in order to increase the degree of shape recovery, annealing is carried out at a temperature of 20-50 ^o С above the polymorphic transformation temperature for 0.5-3.0 hours and then cooled at a speed of 0.01-1.0 ^o C to the heating temperature in the (α + β) region, and exposure is carried out for 0.5-3, 0 h

2. The method according to claim 1, characterized in that the heating is carried out at a temperature of 30-180 ^o C below the temperature of the polymorphic transformation.