СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ ТИТАНА

1. Способ модифицирования размера зерна заготовки, содержащей сплав титана, включающий этапы, согласно которым:
выполняют бета-отжиг заготовки,
охлаждают бета-отожженную заготовку до температуры ниже температуры бета-перехода сплава титана и
выполняют всестороннюю ковку заготовки, причем всесторонняя ковка включает этапы, согласно которым:
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки, находящейся в диапазоне температур ковки заготовки, в направлении первой ортогональной оси заготовки со скоростью деформации, достаточной для адиабатического нагревания внутренней области заготовки,
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки, находящейся в диапазоне температур ковки заготовки, в направлении второй ортогональной оси заготовки со скоростью деформации, достаточной для адиабатического нагревания внутренней области заготовки,
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки, находящейся в диапазоне температур ковки заготовки, в направлении третьей ортогональной оси заготовки со скоростью деформации, достаточной для адиабатического нагревания внутренней области заготовки, и
повторяют по меньшей мере один из этапов прессовой ковки, пока в заготовке не будет достигнута полная деформация по меньшей мере 1,0.
2. Способ по п. 1, согласно которому по меньшей мере один из этапов прессовой ковки повторяют, пока в заготовке не будет достигнута полная деформация в диапазоне от по меньшей мере 1,0 до меньше, чем 3,5.
-1
-1
3. Способ по п. 1, согласно которому скорость деформации, используемая во время прессовой ковки, находится в диапазоне от 0,2 с до 0,8 с.
4. Способ по п. 1, согласно которому заготовка содержит одно из альфа + бета сплава титана и метастабильного бета сплава титана.
5. Способ по п. 1, согласно которому заготовка содержит альфа + бета сплав титана.
6. Способ по п. 4 или 5, согласно которому сплав титана содержит по меньшей мере одно из зернообразующих легирующих добавок и бета стабилизирующего содержания, действующего для уменьшения выделения альфа-фазы и кинетики роста.
7. Способ по п. 1, согласно которому заготовка содержит сплав титана, выбранный из сплава Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (UNS R56260), сплава Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0,08Si (UNS R54620), сплава Ti-4Al-2,5V (UNS R54250), сплава Ti-6Al-7Nb (UNS R56700) и сплава Ti-6Al-6V-2Sn (UNS R56620).
8. Способ по п. 1, согласно которому охлаждение бета-отожженной заготовки включает охлаждение заготовки до окружающей температуры.
9. Способ по п. 1, согласно которому охлаждение бета-отожженной заготовки включает охлаждение заготовки до температуры, равной температуре ковки заготовки или близкой к ней.
10. Способ по п. 1, согласно которому бета-отжиг заготовки включает нагревание заготовки при температуре бета-отжига в диапазоне температур от температуры бета-перехода сплава титана до температуры, которая на 300°F (111°C) выше температуры бета-перехода сплава титана.
11. Способ по п. 1, согласно которому бета-отжиг заготовки включает нагревание заготовки при температуре бета-отжига в течение периода времени в диапазоне от 5 мин до 24 ч.
12. Способ по п. 1, дополнительно включающий этап, согласно которому выполняют пластическое деформирование заготовки при температуре пластического деформирования в области бета-фазы сплава титана перед охлаждением бета-отожженной заготовки.
13. Способ по п. 12, согласно которому пластическое деформирование заготовки при температуре пластического деформирования в области бета-фазы сплава титана включает по меньшей мере одно из вытяжки, ковки осадкой и всесторонней ковки заготовки с высокой скоростью деформации.
14. Способ по п. 12, согласно которому температура пластического деформирования находится в диапазоне от температуры бета-перехода сплава титана до температуры, которая на 300°F (111°C) выше температуры бета-перехода сплава титана.
15. Способ по п. 12, согласно которому пластическое деформирование заготовки включает всестороннюю ковку с высокой скоростью деформации, причем охлаждение заготовки включает всестороннюю ковку заготовки с высокой скоростью деформации с одновременным охлаждением заготовки до температуры ковки заготовки в области альфа + бета фазы сплава титана.
16. Способ по п. 12, согласно которому пластическое деформирование заготовки включает ковку осадкой заготовки до деформации осадкой в области бета-фазы в диапазоне от 0,1 до 0,5.
17. Способ по п. 1, согласно которому температура ковки заготовки находится в диапазоне температур от температуры на 100°F (55,6°C) ниже температуры бета-перехода сплава титана до температуры на 700°F (388,9°C) ниже температуры бета-перехода сплава титана.
18. Способ по п. 1, дополнительно содержащий, промежуточные последовательные этапы прессовой ковки, согласно которым обеспечивают возможность охлаждения адиабатически нагретой внутренней области заготовки до температуры ковки заготовки или близкой к ней в диапазоне температур ковки заготовки и нагревают наружную поверхность заготовки до температуры ковки заготовки или близкой к ней в диапазоне температур ковки заготовки.
19. Способ по п. 18, согласно которому обеспечивают возможность охлаждения адиабатически нагретой внутренней области заготовки в течение времени охлаждения внутренней области в диапазоне от 5 до 120 с.
20. Способ по п. 18, согласно которому нагревание наружной поверхности заготовки включает нагревание с использованием по меньшей мере одного из нагревания пламенем, нагревания в камерной печи, индукционного нагревания и нагревания излучением.
21. Способ по п. 18, согласно которому штампы ковочной машины, используемой для ковки на прессе заготовки, нагреты до температуры в диапазоне от температуры ковки заготовки до температуры на 100°F (55,6°C) ниже температуры ковки заготовки.
22. Способ по п. 1, согласно которому после достижения полной деформации по меньшей мере 1,0 средний размер зерна альфа-частиц в заготовке находится в диапазоне 4 мкм или меньше.
23. Способ по п. 1, согласно которому повторение по меньшей мере одного из этапов прессовой ковки до достижения в заготовке полной деформации по меньшей мере 1,0 включает прессовую ковку заготовки при второй температуре ковки заготовки, причем вторая температура ковки заготовки находится в пределах области альфа-бета фазы сплава титана в заготовке, при этом вторая температура ковки заготовки ниже, чем температура ковки заготовки.
24. Способ модифицирования размера зерна заготовки, содержащей сплав титана, включающий этапы, согласно которым:
выполняют бета-отжиг заготовки,
охлаждают бета-отожженную заготовку до температуры ниже температуры бета-перехода сплава титана и
выполняют всестороннюю ковку заготовки, причем всесторонняя ковка включает этапы, согласно которым:
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки, находящейся в диапазоне температур ковки заготовки, в направлении первой ортогональной оси А заготовки для блокированной осадки до основной осаженной высоты со скоростью деформации, достаточной для адиабатического нагревания внутренней области заготовки,
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки в направлении второй ортогональной оси В заготовки для блокированной осадки до первой осаженной высоты,
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки в направлении третьей ортогональной оси С заготовки для блокированной осадки до второй осаженной высоты,
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки, находящейся в диапазоне температур ковки заготовки, в направлении второй ортогональной оси В заготовки для блокированной осадки до основной осаженной высоты со скоростью деформации, достаточной для адиабатического нагревания внутренней области заготовки,
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки в направлении третьей ортогональной оси С заготовки для блокированной осадки до первой осаженной высоты,
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки в направлении первой ортогональной оси А заготовки для блокированной осадки до второй осаженной высоты,
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки в направлении третьей ортогональной оси С заготовки до основной осаженной высоты со скоростью деформации, достаточной для адиабатического нагревания внутренней области заготовки,
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки в направлении первой ортогональной оси А заготовки для блокированной осадки до первой осаженной высоты,
выполняют прессовую ковку заготовки при температуре ковки заготовки в направлении второй ортогональной оси В заготовки для блокированной осадки до второй осаженной высоты и
повторяют по меньшей мере один из предшествующих этапов прессовой ковки, пока в заготовке не будет достигнута полная деформация по меньшей мере 1,0.
25. Способ по п. 24, согласно которому по меньшей мере один из этапов прессовой ковки повторяют, пока в заготовке не будет достигнута полная деформация от по меньшей мере 1,0 до меньше, чем 3,5.
-1
-1
26. Способ по п. 24, согласно которому скорость деформации, используемая во время прессовой ковки, находится в диапазоне от 0,2 с до 0,8 с.
27. Способ по п. 24, согласно которому заготовка содержит одно из альфа + бета сплава титана и метастабильного бета сплава титана.
28. Способ по п. 24, согласно которому заготовка содержит альфа + бета сплав титана.
29. Способ по п.п. 27 или 28, согласно которому сплав титана содержит по меньшей мере одно из зернообразующих легирующих добавок и бета стабилизирующего содержания, действующего для уменьшения выделения альфа-фазы и кинетики роста.
30. Способ по п. 24, согласно которому заготовка содержит сплав титана, выбранный из сплава Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (UNS R56260), сплава Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0,08Si (UNS R54620), сплава Ti-4Al-2,5V (UNS R54250), сплава Ti-6Al-7Nb (UNS R56700) и сплава Ti-6Al-6V-2Sn (UNS R56620).
31. Способ по п. 24, согласно которому охлаждение бета-отожженной заготовки включает охлаждение заготовки до окружающей температуры.
32. Способ по п. 24, согласно которому охлаждение бета-отожженной заготовки включает охлаждение заготовки до температуры, равной температуре ковки заготовки.
33. Способ по п. 24, согласно которому бета-отжиг заготовки включает нагревание заготовки при температуре бета-отжига в диапазоне температур от температуры бета-перехода сплава титана до температуры, которая на 300°F (111°C) выше температуры бета-перехода сплава титана.
34. Способ по п. 24, согласно которому бета-отжиг заготовки включает нагревание заготовки при температуре бета-отжига в течение периода времени в диапазоне от 5 минут до 24 часов.
35. Способ по п. 24, дополнительно включающий этап, согласно которому выполняют пластическое деформирование заготовки при температуре пластического деформирования в области бета-фазы сплава титана перед охлаждением бета-отожженной заготовки до температуры, которая ниже температуры бета-перехода сплава титана.
36. Способ по п. 35, согласно которому пластическое деформирование заготовки при температуре пластического деформирования в области бета-фазы сплава титана включает по меньшей мере одно из вытяжки, ковки осадкой и всесторонней ковки заготовки с высокой скоростью деформации.
37. Способ по п. 35, согласно которому температура пластического деформирования находится в диапазоне от температуры бета-перехода сплава титана до температуры, которая на 300°F (111°C) выше температуры бета-перехода сплава титана.
38. Способ по п. 35, согласно которому пластическое деформирование заготовки включает всестороннюю ковку с высокой скоростью деформации, причем охлаждение бета-отожженной заготовки включает всестороннюю ковку заготовки с высокой скоростью деформации с одновременным охлаждением заготовки до температуры ковки заготовки в области альфа + бета фазы сплава титана.
39. Способ по п. 35, согласно которому пластическое деформирование заготовки включает ковку осадкой заготовки до деформации осадкой в области бета-фазы в диапазоне от 0,1 до 0,5.
40. Способ по п. 24, согласно которому температура ковки заготовки находится в диапазоне температур от температуры на 100°F (55,6°C) ниже температуры бета-перехода сплава титана до температуры на 700°F (388,9°C) ниже температуры бета-перехода сплава титана.
41. Способ по п. 24, дополнительно содержащий, промежуточные последовательные этапы прессовой ковки, согласно которым обеспечивают возможность охлаждения адиабатически нагретой внутренней области заготовки до температуры ковки заготовки или близкой к ней в диапазоне температур ковки заготовки и нагревают наружную поверхность заготовки до температуры ковки заготовки или близкой к ней в диапазоне температур ковки заготовки.
42. Способ по п. 41, согласно которому обеспечивают возможность охлаждения адиабатически нагретой внутренней области заготовки в течение времени охлаждения внутренней области в диапазоне от 5 до 120 с.
43. Способ по п. 41, согласно которому нагревание наружной поверхности заготовки включает нагревание с использованием по меньшей мере одного из нагревания пламенем, нагревания в камерной печи, индукционного нагревания и нагревания излучением.
44. Способ по п. 41, согласно которому штампы ковочной машины, используемой для ковки на прессе заготовки, нагреты до температуры в диапазоне от температуры ковки заготовки до температуры на 100°F (55,6°C) ниже температуры ковки заготовки.
45. Способ по п. 24, согласно которому после достижения полной деформации по меньшей мере 1,0 средний размер зерна альфа-частиц в заготовке находится в диапазоне 4 мкм или меньше.
46. Способ по п. 24, согласно которому повторение по меньшей мере одного из этапов прессовой ковки до достижения в заготовке полной деформации по меньшей мере 1,0 включает прессовую ковку заготовки при второй температуре ковки заготовки, причем вторая температура ковки заготовки находится в пределах области альфа-бета фазы сплава титана в заготовке, при этом вторая температура ковки заготовки ниже, чем температура ковки заготовки.