СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА Советский патент 1995 года по МПК C22F1/18 

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.

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.

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.

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.

Цель изобретения повышение степени восстановления формы.

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.

Другое отличие состоит в том, что нагрев проводят при температуре на 30-180^оС ниже температуры полиморфного превращения.

Положительный эффект способа обусловлен следующим.

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.

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.

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.

В таблице приведены сравнительные данные образцов сплавов, обработанных известным способом, предложенным, а также по режимам, выходящим за пределы предложенных интервалов варьирования признаков.

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.

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.

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, включающий нагрев в (α+β) область, выдержку и последующую закалку, отличающийся тем, что, с целью повышения степени восстановления формы, предварительно проводят отжиг при температуре на 20-50^oС выше температуры полиморфного превращения в течение 0,5-3,0 ч после чего охлаждают со скоростью 0,01-1,0^oС до температуры нагрева в (α+β) области, а выдержку проводят в течение 0,5-3,0 ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев проводят при температуре на 30-180^oС ниже температуры полиморфного превращения.