×
20.03.2019
219.016.e4dd

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
02219280
Дата охранного документа
20.12.2003
Аннотация: Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к термомеханической обработке титановых сплавов, и может быть использовано в авиационной технике. Предложен способ, включающий многократный нагрев титановых сплавов до температуры выше и ниже температуры полиморфного превращения и деформацию в процессе охлаждения до температуры ниже температуры полиморфного превращения, выдержку и охлаждение, в котором термомеханическую обработку проводят в шесть стадий, при этом на первых пяти стадиях осуществляют: нагрев до температуры (Т+120÷Т+270)С, деформацию со степенью 50-70% и температурой конца деформации (Т-40÷Т-100С); нагрев до температуры (Т+60÷Т+160)С, деформацию со степенью 40-60% и температурой конца деформации (Т-100÷Т-180)С; нагрев до температуры (Т-20÷Т-40)С, деформацию со степенью 10-30% и температурой конца деформации (Т-140÷Т-160)С; нагрев до температуры (Т+20÷Т+50)С, деформацию со степенью 40-60% и температурой конца деформации (Т-110÷Т-130)С; нагрев до температуры (Т+20÷Т+50)С, деформацию со степенью 30-70% и температурой конца деформации (Т-110÷Т-130)С; затем на шестой стадии проводят нагрев до (Т-400÷Т-500)С с выдержкой в течение 5-20 ч, где Т - температура полиморфного превращения. Техническим результатом изобретения является повышение значений механических свойств титановых сплавов и изделий из них, предела прочности, предела текучести на 15-25%, характеристик трещиностойкости на 25-30%, снижение массы изделия на 15-25%, повышение полезной нагрузки летательных аппаратов и эксплуатационной надежности. 1 табл.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к термомеханической обработке титановых сплавов, и может быть использовано в авиационной технике.

Известен способ термомеханической обработки, применяемый при изготовлении полуфабрикатов и деталей из титановых сплавов (температура полиморфного превращения Тпп=920oС), включающий:
нагрев до температуры (1050-1200)oС (Тпп+120÷Тпп+270)oС;
деформацию в процессе охлаждения до 850oС (Тпп-80)oС;
нагрев до (880-1050)oС (Тпп-50÷Тпп+120)oС,
охлаждение в процессе деформации до температуры 750oС (Тпп-180)oС [1].

Недостатком способа-аналога является низкий уровень механических свойств сплавов, термообработанных данным способом.

Наиболее близким по назначению и технической сущности (прототипом) является способ термомеханической обработки титановых сплавов, используемый при изготовлении полуфабрикатов и деталей, включающий нагрев в β-область выше температуры полиморфного превращения, деформацию в процессе охлаждения до температуры на 30-70oС ниже температуры полиморфного превращения, охлаждение, повторный нагрев в двухфазной области, повторную деформацию в этой области в процессе охлаждения, повторное охлаждение, окончательный нагрев в двухфазную область, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что с целью повышения механических свойств деформацию проводят в β- и (α+β)-областях с одинаковой степенью 40-60%, повторный нагрев осуществляют до температуры на 20-40oС ниже температуры полиморфного превращения, повторную деформацию проводят со степенью 25-35% при охлаждении до температуры на 100-130oC ниже температуры полиморфного превращения, повторное охлаждение после деформации осуществляют до температуры на 180-280oС ниже температуры полиморфного превращения, после чего дополнительно повторяют последний цикл нагрева и деформации в процессе охлаждения в тех же условиях, а охлаждение после деформации в этом цикле проводят до комнатной температуры, окончательный нагрев осуществляют до температуры на 100-300oС ниже температуры полиморфного превращения [2].

Технической задачей изобретения является повышение уровня механических свойств полуфабрикатов из титановых сплавов: предела прочности σв, предела текучести σ0,2, трещиностойкости K1c.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен способ термомеханической обработки титановых сплавов и изделий из них, включающий многократные нагрев изделий из титановых сплавов до температуры выше и ниже температуры полиморфного превращения и деформацию в процессе охлаждения до температуры ниже температуры полиморфного превращения, выдержку и охлаждение. Термомеханическую обработку проводят в шесть стадий, при этом на первых пяти стадиях осуществляют:
- нагрев до температуры (Тпп+120÷Тпп+270)oС, деформацию со степенью 50-70% при охлаждении до (Тпп-40÷Тпп-100)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+60÷Тпп+160)oС, деформацию со степенью 40-60% при охлаждении до (Тпп-100÷Тпп-180)oС;
- нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)oС, деформацию со степенью 10-30% при охлаждении до (Тпп-140÷Тпп-160)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)oС, деформацию со степенью 40-60% при охлаждении до (Тпп-110÷Тпп-130)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)oС, деформацию со степенью 30-70% при охлаждении до (Тпп-110÷Тпп-130)oС;
затем на шестой стадии проводят нагрев до температуры (Тпп-400÷Тпп-500)oС с выдержкой в течение 5-20 ч, где Тпп - температура полиморфного превращения.

Авторами установлено, что способ, включающий две стадии деформации при температуре выше температуры полиморфного превращения, третью стадию при температуре ниже температуры полиморфного превращения, четвертую и пятую стадии при температуре выше температуры полиморфного превращения, а также регламентация степени деформации в процессе охлаждения до установленных температур, обеспечивают создание однородной нерекристаллизованной β-структуры. Последующее старение на шестой стадии обеспечивает однородный дисперсный распад метастабильных фаз, эффективное структурное упрочнение и получение высоких механических свойств.

Пример осуществления
Были изготовлены поковки из титанового сплава, например ВТ 23 и ВТ 22, по трем способам термомеханической обработки, входящим в заявленный способ, и исследованы механические свойства этих поковок (таблица):
1 пример:
- нагрев до температуры (Тпп+120)oС, деформация со степенью 50% и температурой конца деформации (Тпп-40)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+60)oС, деформация со степенью 40% и температурой конца деформации (Тпп-100)oС;
- нагрев до температуры (Тпп-20)oС, деформация со степенью 10% и температурой конца деформации (Тпп-140)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+20)oС, деформация со степенью 40% и температурой конца деформации (Тпп-110)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+20)oС, деформация со степенью 30% и температурой конца деформации (Тпп-110)oС;
- нагрев до температуры (Тпп-400)oС, выдержка 5 ч.

2 пример:
- нагрев до температуры (Тпп+270)oС, деформация со степенью 70% и температурой конца деформации (Тпп-100)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+160)oС, деформация со степенью 60% и температурой конца деформации (Тпп-180)oС;
- нагрев до температуры (Тпп-40)oС, деформация со степенью 30% и температурой конца деформации до (Тпп-160)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+50)oС, деформация со степенью 60% и температурой конца деформации (Тпп-130)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+50)oС, деформация со степенью 70% и температурой конца деформации (Тпп-130)oС;
- нагрев до температуры (Тпп-500)oС, выдержка 20 ч.

3 пример:
- нагрев до температуры (Тпп+200)oС, деформация со степенью 60% и температурой конца деформации (Тпп-60)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+100)oС, деформация со степенью 50% и температурой конца деформации (Тпп-130)oС;
- нагрев до температуры (Тпп-30)oС, деформация со степенью 15% и температурой конца деформации (Тпп-150)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+40)oС, деформация со степенью 50% и температурой конца деформации (Тпп-120)oС;
- нагрев до температуры (Тпп+30)oС, деформация со степенью 50% и температурой конца деформации (Тпп-120)oС;
- нагрев до температуры (Тпп-450)oС, выдержка 10 ч.

Предлагаемый способ термомеханической обработки титановых сплавов позволит повысить однородность структуры и значения механических свойств изделия, полученного этим способом: предела прочности (σв) и предела текучести (σ0,2) на 15-25% и характеристик трещиностойкости (K1c) на 25-30%.

Применение предложенного способа термомеханической обработки позволит снизить массу изделий на 15-25%, повысить полезную нагрузку летательных аппаратов и повысить эксплуатационную надежность за счет высоких значений характеристики K1c.

Литература.

1. Александров В.К., Аношкин Н.Ф., Белозеров А.П. Полуфабрикаты из титановых сплавов. М., ОНТИ ВИЛС, 1996 г., с. 371.

2. Авторское свидетельство СССР 1740487 А1, 1992 г.

Способтермомеханическойобработкититановыхсплавовиизделийизних,включающиймногократныенагревизделийизтитановыхсплавовдотемпературывышеилинижетемпературыполиморфногопревращенияидеформациювпроцессеохлаждениядотемпературынижетемпературыполиморфногопревращения,выдержкуиохлаждение,отличающийсятем,чтотермомеханическуюобработкупроводятвшестьстадий,приэтомнапервыхстадияхосуществляют:нагревдотемпературы(Т+120-Т+270)°С,деформациюсостепенью50-70%приохлаждениидо(Т-40-Т-100)°С;нагревдотемпературы(Т+60-Т+160)°С,деформациюсостепенью40-60%приохлаждениидо(Т-100-Т-180)°С;нагревдотемпературы(Т-20-Т-40)°С,деформациюсостепенью10-30%приохлаждениидо(Т-40-Т-160)°С;нагревдотемпературы(Т+20-Т+50)°С,деформациюсостепенью40-60%приохлаждениидо(Т-110-Т-130)°С;нагревдотемпературы(Т+20-5-Т+50)°С,деформациюсостепенью30-70%приохлаждениидо(Т-110-Т-130)°С;затемнашестойстадиипроводятнагревдо(Т-400-Т-500°C)свыдержкойвтечение5-20ч,гдеТ-температураполиморфногопревращения.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-28 of 28 items.
09.05.2019
№219.017.4baf

Клеевая композиция

Изобретение относится к области получения клеевых композиций для склеивания сырых (невулканизованных) резин с металлами в процессе вулканизации при изготовлении резинометаллических конструкций в авиационной, автомобильной технике и судостроении. Технической задачей предлагаемого изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02230765
Дата охранного документа: 20.06.2004
09.06.2019
№219.017.7897

Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к созданию сплавов на основе титана, предназначенных для использования в качестве конструкционного материала при производстве медицинских изделий и в конструкциях химического и нефтехимического машиностроения. Предложен сплав на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02222627
Дата охранного документа: 27.01.2004
09.06.2019
№219.017.789a

Жаропрочный сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к металлургии, в частности к жаропрочным деформируемым сплавам на основе алюминия, используемым в качестве конструкционного материала в греющихся частях летательных аппаратов, например в деталях двигателя или в элементах деталей обшивки сверхзвуковых самолетов. Предложен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02222628
Дата охранного документа: 27.01.2004
09.06.2019
№219.017.78e0

Состав сварочной проволоки

Изобретение может быть использовано в сварочном производстве, а именно для сварки высокопрочных сталей. Состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: углерод 0,3-0,35; кремний 0,3-0,6; марганец 1,5-2,0; хром 2,0-2,5; никель 1,0-2,0; вольфрам 1,0-1,5; молибден 0,4-0,5; ванадий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02217283
Дата охранного документа: 27.11.2003
10.07.2019
№219.017.aba2

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным жаропрочным сплавам на основе интерметаллида NiAl и изделиям, получаемым методом точного литья, таким как рабочие и сопловые лопатки, элементы камер сгорания, створки и другие детали ГТД, используемым в авиационной технике,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237093
Дата охранного документа: 27.09.2004
10.07.2019
№219.017.aba3

Полимерное связующее и полимерный композиционный материал на его основе

Изобретение относится к полимерным связующим и композиционным материалам на их основе, которые могут быть использованы в качестве конструкционных материалов в авиационной, космической, радиоэлектронной областях промышленности. Связующее включает эпоксидную ароматическую смолу (75-95 м.ч.), ПАВ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237688
Дата охранного документа: 10.10.2004
10.07.2019
№219.017.aba6

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к высокопрочным сплавам пониженной плотности на основе системы алюминий-медь-литий и может быть использовано в авиакосмической, судостроительной и автомобильной отраслях промышленности. Предложен сплав на основе алюминия и изделие из него, содержащие следующие компоненты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002237098
Дата охранного документа: 27.09.2004
10.07.2019
№219.017.aba8

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия, предназначенных для применения в сварных конструкциях. Такие сплавы могут быть использованы как конструкционные материалы для создания изделий авиакосмической и других отраслей промышленности. Особенно эффективно использование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237097
Дата охранного документа: 27.09.2004
Showing 21-30 of 61 items.
10.04.2019
№219.017.0b13

Устройство для получения отливок с направленной и монокристаллической структурой

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении отливок с направленной и монокристаллической структурой, в частности лопаток ГТД и ГТУ. Устройство содержит вакуумную камеру, внутри которой размещены индукционная печь, печь подогрева форм с наружной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02152844
Дата охранного документа: 20.07.2000
10.04.2019
№219.017.0b15

Высокопрочная конструкционная сталь

Изобретение относится к металлургии, в частности к созданию высокопрочных конструкционных сталей, которые могут быть использованы для изготовления крупногабаритных высоконагруженных деталей в различных областях машиностроения, например в авиа- и космической технике. Предложенная высокопрочная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02155820
Дата охранного документа: 10.09.2000
19.04.2019
№219.017.2d1f

Способ изготовления диска из высоколегированного жаропрочного никелевого сплава

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении дисков ГТД из высоколегированных жаропрочных никелевых сплавов. Предложен способ изготовления диска из высоколегированного жаропрочного никелевого сплава, включающий отжиг слитков, охлаждение на воздухе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256721
Дата охранного документа: 20.07.2005
19.04.2019
№219.017.2d22

Способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению изделий из жаропрочных никелевых сплавов, работающих при температурах выше 600°С, в частности дисков ГТД. Предложен способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава, включающий вакуумно-индукционную выплавку, получение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256722
Дата охранного документа: 20.07.2005
19.04.2019
№219.017.2d30

Устройство для получения отливок с направленной и монокристаллической структурой

Изобретение может быть использовано для получения отливок из жаропрочных сплавов, в частности турбинных лопаток газотурбинных двигателей и установок. Устройство содержит зону нагрева с нагревателем и зону охлаждения, разделенные теплоизолирующим экраном. В зоне нагрева расположен нагреватель с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002258578
Дата охранного документа: 20.08.2005
19.04.2019
№219.017.2d42

Эрозионно стойкий, атмосферостойкий, трудносгорающий многослойный материал

Изобретение относится к технологии полимеров и может использоваться для ремонта поврежденных участков лакокрасочного покрытия изделий авиационной промышленности, а также в судостроении, автомобильной промышленности и машиностроении. Материал включает полимерную пленку, на внутренней поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02235645
Дата охранного документа: 10.09.2004
19.04.2019
№219.017.2d51

Присадка для формовочных смесей

Изобретение относится к литейному производству, в частности к фасонному литью магниевых сплавов в песчаные формы. Присадка для формовочных смесей включает борную кислоту 14-20 мас.%, фтористый алюминий 8-18% и остальное - мочевину. Присадка может дополнительно содержать одно вещество из группы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02238168
Дата охранного документа: 20.10.2004
19.04.2019
№219.017.2d5d

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным интерметаллидным сплавам на основе NiAl и изделиям, получаемым методом точного литья по выплавляемым моделям. Сплав предназначен для литых деталей авиационных газотурбинных двигателей, длительно эксплуатируемых в окислительной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02230812
Дата охранного документа: 20.06.2004
19.04.2019
№219.017.2d5f

Способ упрочнения изделия из литейного сплава на никелевой основе

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения и может быть использовано в авиационном и энергетическом машиностроении при изготовлении литых лопаток газовых турбин из жаропрочных никелевых сплавов и других деталей горячего тракта газотурбинных двигателей. Предложен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02230822
Дата охранного документа: 20.06.2004
19.04.2019
№219.017.34d9

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным жаропрочным сплавам на основе интерметаллида NiAl и изделиям, получаемым методом точного литья, таким как, например, лопатки турбин ГТД различного назначения, для которых основными требованиями являются низкая плотность (≤8000...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02198233
Дата охранного документа: 10.02.2003
+ добавить свой РИД