ОБРАБОТКА АЛЬФА-БЕТА-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

1. Способ повышения предела прочности при растяжении холоднодеформируемого альфа-бета-титанового сплава, включающий в себя:
β
β
термическую обработку на твердый раствор холоднодеформируемого альфа-бета-титанового сплава путем нагревания альфа-бета-титанового сплава в температурном диапазоне от T - 106°C до T - 72,2°C в течение от 15 минут до 2 часов;
охлаждение альфа-бета-титанового сплава со скоростью охлаждения не менее 3000°С в минуту до температуры окружающей среды;
холодную обработку альфа-бета-титанового сплава для придания эффективной деформации в диапазоне от 5 процентов до 35 процентов; и
β
β
старение альфа-бета-титанового сплава путем нагревания альфа-бета-титанового сплава в температурном диапазоне от T - 669°C до T - 517°C в течение от 1 до 8 часов.
2. Способ по п.1, в котором альфа-бета-титановый сплав содержит, в массовых процентах от общей массы сплава:
от 2,9 до 5,0 алюминия;
от 2,0 до 3,0 ванадия;
от 0,4 до 2,0 железа;
от 0,2 до 0,3 кислорода;
от 0,005 до 0,3 углерода;
титан;
примеси; и
необязательно, один или более из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца, кобальта, бора и иттрия;
причем сумма массовых процентов любого из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца, кобальта, бора и иттрия, присутствующих в титановом сплаве, составляет менее 0,5 мас.%;
причем индивидуальные концентрации любого из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца и кобальта, присутствующих в сплаве, составляют каждая не более 0,1 мас.%;
причем индивидуальные концентрации любого из бора и иттрия, присутствующих в сплаве, составляют каждая менее 0,005 мас.%.
3. Способ по п.1, в котором альфа-бета-титановый сплав содержит в массовых процентах:
2,5 до 3,5 алюминия;
2,0 до 3,0 ванадия;
вплоть до 0,20 железа;
вплоть до 0,15 кислорода;
вплоть до 0,050 углерода;
вплоть до 0,030 азота;
вплоть до 0,015 водорода;
титан;
примеси; и
необязательно, один или более из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца, кобальта, бора и иттрия;
причем сумма массовых процентов любого из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца, кобальта, бора и иттрия, присутствующих в титановом сплаве, составляет менее 0,3 мас.%;
причем индивидуальные концентрации любого из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца и кобальта, присутствующих в сплаве, составляют каждая не более 0,1 мас.%;
причем индивидуальные концентрации любого из бора и иттрия, присутствующих в сплаве, составляют каждая менее 0,005 мас.%.
4. Способ по п.1, в котором альфа-бета-титановый сплав выбран из сплава Ti-4,5Al-3V-2Mo-2Fe, сплава Ti-5Al-4V-0,7Mo-0,5Fe и сплава Ti-3Al-5Mo-5V-3Cr-0,4Fe.
5. Способ по п.1, в котором охлаждение альфа-бета-титанового сплава включает в себя закалку альфа-бета-титанового сплава в воде.
6. Способ по п.1, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя обработку давлением альфа-бета-титанового сплава при температурах ниже 676,7°C.
7. Способ по п.1, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя обработку давлением альфа-бета-титанового сплава при температурах ниже 537,8°C.
8. Способ по п.1, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава включает себя по меньшей мере одно из следующих: прокатка, ковка, прессование, пилигримовая прокатка, качание, волочение, вращательное выдавливание, штамповка давлением сжатой жидкости, штамповка давлением сжатого газа, гидроформование, рельефная штамповка, формовка валками, штамповка, чистовая штамповка, штамповка на прессе, глубокое волочение, чеканка, обкатка, обжатие, ударное выдавливание, штамповка взрывом, штамповка резиной, обратное прессование, пробивка, обкатка, штамповка с вытяжкой, гибка под прессом, электромагнитная штамповка и холодная высадка альфа-бета-титанового сплава.
9. Способ по п.1, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя волочение альфа-бета-титанового сплава.
10. Способ по п.1, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя обжатие альфа-бета-титанового сплава.
11. Способ по п.1, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава придает альфа-бета-титановому сплаву эффективную деформацию в диапазоне от 10 процентов до 30 процентов.
12. Способ по п.1, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава придает альфа-бета-титановому сплаву эффективную деформацию в диапазоне от 13 процентов до 23 процентов.
β
β
13. Способ по п.1, в котором термическая обработка на твердый раствор альфа-бета-титанового сплава включает в себя нагрев альфа-бета-титанового сплава в температурном диапазоне от T - 97,2°C до T- 83,3°C в течение от 30 минут до 1 часа.
β
β
14. Способ по п.1, в котором старение альфа-бета-титанового сплава включает в себя нагрев альфа-бета-титанового сплава в температурном диапазоне от T - 622°C до T - 581°C в течение от 1 до 5 часов.
15. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя горячую обработку альфа-бета-титанового сплава перед термической обработкой на твердый раствор альфа-бета-титанового сплава.
β
β
16. Способ по п.15, в котором горячая обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя нагрев альфа-бета-титанового сплава в температурном диапазоне от T- 83,3°C до T - 28°C.
17. Способ по п.15, в котором горячая обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя по меньшей мере одно из следующих: прокатка, ковка, прессование, пилигримовая прокатка, качание, волочение, вращательное выдавливание, штамповка давлением сжатой жидкости, штамповка давлением сжатого газа, гидроформование, рельефная штамповка, формовка валками, штамповка, чистовая штамповка, штамповка на прессе, глубокое волочение, чеканка, обкатка, обжатие, ударное выдавливание, штамповка взрывом, штамповка резиной, обратное прессование, пробивка, обкатка, штамповка с вытяжкой, гибка под прессом, электромагнитная штамповка и холодная высадка альфа-бета-титанового сплава.
18. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя зачистку поверхности альфа-бета-титанового сплава в промежутке между охлаждением альфа-бета-титанового сплава и холодной обработкой альфа-бета-титанового сплава.
19. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя зачистку поверхности альфа-бета-титанового сплава в промежутке между этапом холодной обработки альфа-бета-титанового сплава и этапом старения альфа-бета-титанового сплава.
20. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя конечную обработку альфа-бета-титанового сплава после по меньшей мере одного из этапа холодной обработки альфа-бета-титанового сплава и этапа старения альфа-бета-титанового сплава.
21. Способ по п.20, в котором конечная обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя механическую обработку альфа-бета-титанового сплава.
22. Способ изготовления заготовки крепежных изделий из альфа-бета-титанового сплава, включающий в себя:
нагрев альфа-бета-титанового сплава в температурном диапазоне от 866°C до 899°C в течение от 15 минут до 2 часов;
закалку альфа-бета-титанового сплава в воде;
холодную обработку альфа-бета-титанового сплава с использованием по меньшей мере одного из холодного волочения и холодного обжатия альфа-бета-титанового сплава для придания альфа-бета-титановому сплаву эффективной деформации в диапазоне от 5 процентов до 35 процентов; и
старение альфа-бета-титанового сплава в температурном диапазоне от 302°C до 454°C в течение от 1 до 8 часов;
причем альфа-бета-титановый сплав содержит, в массовых процентах от общей массы сплава:
от 2,9 до 5,0 алюминия;
от 2,0 до 3,0 ванадия;
от 0,4 до 2,0 железа;
от 0,2 до 0,3 кислорода;
от 0,005 до 0,3 углерода;
титан;
примеси; и
необязательно, один или более из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца, кобальта, бора и иттрия;
причем сумма массовых процентов любого из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца, кобальта, бора и иттрия, присутствующих в титановом сплаве, составляет менее 0,5 мас.%;
причем индивидуальные концентрации любого из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца и кобальта, присутствующих в сплаве, составляют каждая не более 0,1 мас.%;
причем индивидуальные концентрации любого из бора и иттрия, присутствующих в сплаве, составляют каждая менее 0,005 мас.%.
23. Способ по п. 22, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя обработку давлением альфа-бета-титанового сплава при температурах ниже 676,7°С.
24. Способ по п.22, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя обработку давлением альфа-бета-титанового сплава при температурах ниже 537,8°С.
25. Способ по п.22, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя придание альфа-бета-титановому сплаву эффективной деформации в диапазоне от 10 процентов до 30 процентов.
26. Способ по п.22, в котором холодная обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя придание альфа-бета-титановому сплаву эффективной деформации в диапазоне от 13 процентов до 23 процентов.
27. Способ по п.22, в котором нагрев альфа-бета-титанового сплава включает в себя нагрев альфа-бета-титанового сплава в температурном диапазоне от 874°C до 888°C в течение от 30 минут до 1 часа.
28. Способ по п. 22, в котором старение альфа-бета-титанового сплава включает в себя нагрев альфа-бета-титанового сплава в температурном диапазоне от 349 до 391°С в течение от 1 до 5 часов.
29. Способ по п.22, дополнительно включающий в себя горячую обработку альфа-бета-титанового сплава перед нагревом альфа-бета-титанового сплава.
30. Способ по п.29, в котором горячая обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя обработку давлением альфа-бета-титанового сплава в температурном диапазоне от 888 до 943°С.
31. Способ по п.29, в котором горячая обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя прокатку альфа-бета-титанового сплава до диаметра в диапазоне от 0,635 см до 5,08 см.
32. Способ по п.29, дополнительно включающий в себя разрезание альфа-бета-титанового сплава на прямые отрезки после горячей обработки альфа-бета-титанового сплава.
33. Способ по п.22, дополнительно включающий в себя зачистку поверхности альфа-бета-титанового сплава в промежутке между закалкой альфа-бета-титанового сплава и холодной обработкой альфа-бета-титанового сплава.
34. Способ по п. 22, дополнительно включающий в себя зачистку поверхности альфа-бета-титанового сплава в промежутке между холодной обработкой альфа-бета-титанового сплава и старением альфа-бета-титанового сплава.
35. Способ по п.22, дополнительно включающий в себя конечную обработку альфа-бета-титанового сплава после по меньшей мере одного из холодной обработки альфа-бета-титанового сплава и старения альфа-бета-титанового сплава.
36. Способ по п.35, в котором конечная обработка альфа-бета-титанового сплава включает в себя механическую обработку альфа-бета-титанового сплава.
37. Изделие, выбранное из крепежного изделия из титанового сплава и заготовки крепежного изделия из титанового сплава, включающее в себя горячекатаный, обработанный на твердый раствор и подвергнутый холодной обработке альфа-бета-титановый сплав, содержащий, в массовых процентах от общей массы сплава:
от 2,9 до 5,0 алюминия;
от 2,0 до 3,0 ванадия;
от 0,4 до 2,0 железа;
от 0,2 до 0,3 кислорода;
от 0,005 до 0,3 углерода;
титан;
примеси; и
необязательно, один или более из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца, кобальта, бора и иттрия;
причем сумма массовых процентов любого из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца, кобальта, бора и иттрия, присутствующих в титановом сплаве, составляет менее 0,5 мас.%;
причем индивидуальные концентрации любого из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца и кобальта, присутствующих в сплаве, составляют каждая не более 0,1 мас.%;
причем индивидуальные концентрации любого из бора и иттрия, присутствующих в сплаве, составляют каждая менее 0,005 мас.%.
38. Изделие по п.37, в котором альфа-бета-титановый сплав представляет собой горячекатаный, обработанный на твердый раствор, подвергнутый холодной обработке и старению альфа-бета-титановый сплав.
39. Изделие по п. 37, которое представляет собой крепежное изделие из титанового сплава, выбранное из болта, гайки, шпильки, винта, шайбы, стопорной шайбы и заклепки.
40. Изделие по п. 38, которое представляет собой крепежное изделие из титанового сплава, выбранное из болта, гайки, шпильки, винта, шайбы, стопорной шайбы и заклепки.
41. Изделие по п. 37, которое представляет собой прямой отрезок заготовки крепежного изделия.
42. Изделие по п. 38, которое представляет собой прямой отрезок заготовки крепежного изделия.