СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПРУТКОВ ИЗ α+β ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ Российский патент 1998 года по МПК B21B1/00 B21B3/00 

Описание патента на изобретение RU2108876C1

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при получении сортового проката из сплавов на основе титана методом горячей прокатки.

Известен способ горячей прокатки прутков из титановых сплавов, включающий нагрев заготовки до температуры выше температуры полиморфного превращения, предварительную прокатку за один проход в β - области, прерывание процесса, подогрев раската при температурах (α+β)-области с последующей деформацией на окончательный размер [1].

Недостатками известного способа являются наличие множества поверхностных разрывов на прутках и внутренних микротрещин, а также значительная разнозернистость структуры прутков за счет деформационного разогрева металла.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ горячей прокатки прутков из (α+β)- титановых сплавов, включающий нагрев заготовки при температурах выше температуры полиморфного превращения, предварительную прокатку в β - области со степенью деформации 50 - 90%, прерывание процесса, подогрев раската в интервале температур на 20 - 50oC ниже температуры полиморфного превращения в (α+β)- области и последующую прокатку на окончательный размер с суммарными обжатиями на 60 - 85% [2] .

Недостатками наиболее близкого аналога является наличие разнозернистости микроструктуры полученных прутков и существенный разброс механических свойств по сечению прутка, т.к. в данном способе возможен деформационный разогрев металла из-за отсутствия регламентированных разовых вытяжек за проход и довольно широкий диапазон температур нагрева заготовки перед прокаткой.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение прутков широкого диапазона диаметров с регламентированной макро- и микроструктурой, обеспечивающей стабильный уровень механический свойств.

Поставленная задача достигается тем, что в способе горячей прокатки прутков из (α+β)-титановых сплавов, включающем нагрев заготовки и последующую деформацию с суммарными обжатиями на 60 - 85%, деформацию заготовки осуществляют с разовыми вытяжками за проход в интервале 1,08 - 1,5, а заготовку при этом нагревают только до температур (α+β)-области.

Отличительными признаками данного способа является то, что при деформировании заготовки строго регламентируют разовые вытяжки за проход в интервале 1,08 - 1,5 при определенной скорости вращения валков, и также то, что заготовку перед прокаткой нагревают только до температур двухфазной (α+β)-области, в то время как в прототипе нагрев заготовки производят и в β-область, что в дальнейшем отрицательно сказывается на структуре получаемых прутков.

В предлагаемом способе прокатки прутков используют заготовку с регламентированной структурой, полученной в процессе передела слитка в заготовку по специальной технологии, являющейся "ноу-хау" данного изобретения.

Прокатка прутков в указанном интервале вытяжек и при температурах (α+β)-области исключает явление деформационного разогрева металла; металл прорабатывается равномерно по всему сечению, обеспечивая получение регламентированной структуры и высокого уровня механических свойств прутков, соответствующих критериям мировых стандартов.

Превышение разовых вытяжек свыше 1,5 приводит к деформационному разогреву металла, что вызывает структурную неоднородность металла и нестабильность механических свойств по сечению прутка.

Прокатка с разовыми вытяжками менее 1,08 нерациональна: структура заготовки по сечению прорабатывается неравномерно, металл быстро захолаживается и, как следствие, появляются поверхностные дефекты (рванины, закаты); производительность процесса прокатки снижается.

Сравнительный анализ предлагаемого способа прокатки прутков с известными решениями показывает соответствие критерию охраноспособности изобретения "новизна".

Заявляемая совокупность существенных признаков, рассматриваемая относительно существующего уровня техники, показывает соответствие критерию охраноспособности изобретения "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ был опробован в условиях сортопрокатного производства предприятия-заявителя при изготовлении опытных партий прутков диаметром 12 мм из титанового сплава Вт3-1 и диаметром 75 мм из сплава 6Al4V.

Пример 1. Заготовку сплава Вт3-1 диаметром 20 мм нагревали в электрической печи сопротивления до температуры 955oC (на 40oC ниже температуры полного полиморфного превращения), прокатку проводили на стане РСП-10 по следующему маршруту: ⊘ 20 _→ ⊘ 10 _→ ⊘ 14 _→ ⊘ 12 с вытяжками за проход соответственно 1,38 _→ 1,47 _→ 1,36 . Перед каждым проходом раскат подогревали до требуемой температуры. Прокатка проходила устойчиво, без деформационных разогревов, без макро- и микродефектов. Полученные прутки характеризовались ультрамелкой микроструктурой, высокой точностью геометрических размеров и отсутствием поверхностных дефектов.

Структура полученных прутков показана на фиг.1, где: А - изготовленных по заявленному способу; Б - изготовленных по аналогу.

Пример 2. Заготовку сплава 6Al4V диаметром 130 мм нагревали в электрической печи до температуры 955oC (на 40oC ниже температуры полиморфного превращения), прокатывали на стане СРВП-130 по маршруту: мм с вытяжками за проход соответственно . Прокатку проводили с одного нагрева. Процесс прокатки проходил устойчиво. Полученные прутки характеризовались высоким качеством структуры, геометрических параметров и поверхности и полностью соответствовали требованиям международных стандартов.

Структура полученных прутков показана на фиг. 2, где: А - изготовленных по заявленному способу; Б - изготовленных по аналогу.

Вышеописанное подтверждает соответствие заявляемого технического решения критерию охраноспособности изобретения "промышленная применимость".

Использование предлагаемого способа горячей прокатки прутков из α+β -титановых сплавов обеспечивает получение прутков широкого диапазона диаметров (от 8 до 100 мм) из двухфазных титановых сплавов с регламентированными макро- и микроструктурами и механическими свойствами за счет нагрева и деформации заготовки только при температурах α+β-области, при разовых вытяжках при прокатке в интервале 1,08 - 1,5 за один проход.

Прутки, изготовленные данным способом, соответствуют требованиям международных стандартов и предназначаются для изготовления изделий аэрокосмического назначения.

Похожие патенты RU2108876C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОЙ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕСШОВНЫХ ТРУБ ИЗ ПСЕВДО α И (α+β) ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 1998
  • Смирнов В.Г.
  • Рыбаков Е.В.
  • Смирнов Г.В.
RU2127160C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 1999
  • Тетюхин В.В.
  • Левин И.В.
  • Козлов А.Н.
  • Суслова М.А.
  • Толмачева О.Н.
  • Лисенков Н.П.
RU2169791C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЗАГОТОВКИ ИЗ α- И (α+β)-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 2002
  • Тетюхин В.В.
  • Левин И.В.
  • Смирнов В.Г.
  • Чалков Н.А.
RU2217260C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРУТКОВ И ПОЛОС ИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ТИТАНА 2000
  • Тетюхин В.В.
  • Левин И.В.
  • Душин В.С.
  • Курочкина Л.Г.
  • Коробщиков В.Г.
  • Трубочкин А.В.
  • Зайцев А.С.
RU2175994C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СОРТОВОГО ПРОКАТА 1999
  • Тетюхин В.В.
  • Дубинский Ф.С.
  • Душин В.С.
  • Коробщиков В.Г.
  • Левин И.В.
  • Курочкина Л.Г.
  • Зайцев А.С.
RU2165808C1
СПОСОБ ПРОКАТКИ ПРУТКОВ ИЗ ПСЕВДО-β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 2000
  • Тетюхин В.В.
  • Левин И.В.
  • Душин В.С.
  • Коробщиков В.Г.
  • Курочкина Л.Г.
  • Петрень М.Г.
RU2178014C1
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ СЛИТКОВ 1998
  • Тетюхин В.В.
  • Полянский С.Н.
  • Альтман П.С.
  • Шалаев М.Н.
RU2145981C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРТОВОГО ПРОКАТА ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 1999
  • Тетюхин В.В.
  • Левин И.В.
  • Душин В.С.
  • Курочкина Л.Г.
  • Коробщиков В.Г.
  • Трубочкин А.В.
  • Зайцев А.С.
RU2175581C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКИХ ЛИСТОВ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 2003
  • Тетюхин В.В.
  • Левин И.В.
  • Козлов А.Н.
  • Зайцев А.В.
  • Берестов А.В.
RU2250806C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ КОЛЕЦ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 2003
  • Тетюхин В.В.
  • Левин И.В.
  • Луконин Г.Ю.
  • Зверев В.М.
  • Коркунов А.В.
  • Семин С.В.
RU2236322C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 108 876 C1

Реферат патента 1998 года СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПРУТКОВ ИЗ α+β ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для изготовления высококачественных прутков широкого диапазона диаметров из двухфазных титановых сплавов, предназначенных для изготовления деталей аэрокосмического назначения. Для этого в способе горячей прокатки прутков деформацию заготовки осуществляют с разовыми вытяжками в интервале 1,08 - 1,5, а заготовку при этом нагревают только до температур ( α+β )-области. Способ позволяет получать прутки с регламентированной макро- и микроструктурой, обеспечивающей стабильный уровень механических свойств по сечению прутка. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 108 876 C1

Способ горячей прокатки прутков из (α+β) -титановых сплавов, включающий нагрев заготовки и последующую деформацию с суммарными обжатиями на 60 - 85%, отличающийся тем, что деформацию заготовки осуществляют с разовыми вытяжками в интервале 1,08 - 1,5, а заготовку при этом нагревают только до температур (α+β) -области.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1998 года RU2108876C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
SU, авторское свидетельство, 713625, кл
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
SU, авторское свидетельство, 383481, кл
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1

RU 2 108 876 C1

Авторы

Левин И.В.

Душин В.С.

Курочкина Л.Г.

Рукавишников В.В.

Петрень М.Г.

Коробщиков В.Г.

Даты

1998-04-20Публикация

1997-01-29Подача