СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ ТИТАНА

1. Способ обработки заготовки, содержащей сплав титана, включающий:
бета-отжиг заготовки;
охлаждение бета-отожженной заготовки до температуры ниже температуры бета-перехода сплава титана; и
ковку заготовки вдоль множества осей, включающую:
ковку заготовки на прессе в диапазоне температур ковки вдоль первой оси заготовки со скоростью деформации, которая адиабатически нагревает внутреннюю область заготовки,
ковку заготовки на прессе в диапазоне температур ковки вдоль второй оси заготовки со скоростью деформации, которая адиабатически нагревает внутреннюю область заготовки,
ковку заготовки на прессе в диапазоне температур ковки вдоль третьей оси заготовки со скоростью деформации, которая адиабатически нагревает внутреннюю область заготовки,
при этом первая ось, вторая ось и третья ось не являются одними и теми же или параллельными, и
повторение по меньшей мере одной из ковок на прессе,
при этом ковка заготовки вдоль множества осей приводит к суммарной истинной деформации в заготовке по меньшей мере 1,0.
2. Способ по п. 1, в котором ковка заготовки вдоль множества осей приводит к суммарной истинной деформации в заготовке в диапазоне от по меньшей мере 1,0 до меньше чем 3,5.
-1
-1
3. Способ по п. 1, в котором скорость деформации, используемая при ковке заготовки вдоль множества осей, находится в диапазоне от 0,2 с до 0,8 с.
4. Способ по п. 1, в котором заготовка содержит один из альфа+бета-сплава титана и метастабильного бета-сплава титана.
5. Способ по п. 1, в котором заготовка содержит альфа+бета-сплав титана.
6. Способ по п. 4 или 5, в котором сплав титана содержит по меньшей мере одно из закрепляющих зерно легирующих добавок и стабилизирующего бета-фазу содержимого, эффективных для уменьшения выделения и кинетики роста альфа-фазы.
7. Способ по п. 1, в котором 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-4A1-2,5V (UNS R54250), сплава Ti-6Al-7Nb (UNS R56700) и сплава Ti-6Al-6V-2Sn (UNS R56620).
8. Способ по п. 1, в котором охлаждение бета-отожженной заготовки включает охлаждение заготовки до окружающей температуры.
9. Способ по п. 1, в котором охлаждение бета-отожженной заготовки включает охлаждение заготовки до температуры, равной температуре ковки заготовки или близкой к ней.
10. Способ по п. 1, в котором бета-отжиг заготовки включает нагревание заготовки при температуре бета-отжига в диапазоне от температуры бета-перехода сплава титана до температуры на 300°F (167°С) выше температуры бета-перехода сплава титана.
11. Способ по п. 1, в котором бета-отжиг заготовки включает нагревание заготовки в течение времени в диапазоне от 5 минут до 24 часов.
12. Способ по п. 1, дополнительно включающий перед охлаждением бета-отожженной заготовки пластическое деформирование заготовки при температурах в пределах области бета-фазы сплава титана.
13. Способ по п. 12, в котором пластическое деформирование заготовки включает по меньшей мере одну из вытяжки, ковки осадкой и всесторонней ковки заготовки с высокой скоростью деформации.
14. Способ по п. 12, в котором пластическое деформирование заготовки включает деформирование заготовки при температурах в диапазоне от температуры бета-перехода сплава титана до температуры на 300°F (167°С) выше температуры бета-перехода сплава титана.
15. Способ по п. 12, в котором пластическое деформирование заготовки включает всестороннюю ковку заготовки с высокой скоростью деформации, и при этом охлаждение заготовки включает всестороннюю ковку заготовки с высокой скоростью деформации по мере того, как заготовка охлаждается до температуры в области альфа+бета-фаз сплава титана.
16. Способ по п. 12, в котором пластическое деформирование заготовки включает ковку
заготовки осадкой до деформации осадкой в области бета-фазы в диапазоне от 0,1 до 0,5.
17. Способ по п. 1, в котором ковки на прессе проводят в то время, как заготовка находится при температурах в диапазоне от на 100°F (55,6°С) ниже температуры бета-перехода сплава титана до на 700°F (388,9°С) ниже температуры бета-перехода сплава титана.
18. Способ по п. 1, дополнительно включающий, между последовательными ковками на прессе, обеспечение возможности адиабатически нагретой внутренней области заготовки охлаждаться до температуры, при которой проводят следующую ковку на прессе.
19. Способ по п. 18, в котором между последовательными ковками на прессе адиабатически нагретая внутренняя область заготовки охлаждается в течение времени в диапазоне от 5 секунд до 120 секунд перед проведением следующей ковки на прессе.
20. Способ по п. 18, в котором штампы ковочной машины, используемые для ковки заготовки на прессе, нагревают до температуры не менее чем на 100°F (55,6°С) ниже температуры заготовки, при которой осуществляют ковку заготовки на прессе.
21. Способ по п. 1, в котором после достижения суммарной истинной деформации по меньшей мере 1,0 заготовка имеет средний размер зерна альфа-частиц в диапазоне 4 мкм или менее.
22. Способ по п. 1, в котором сплав титана представляет собой сплав Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0,08Si (UNS R54620), а диапазон температур ковки составляет от 1120°F (604,4°C) до 1520°F (826,7°C).
23. Способ по п. 1, в котором сплав титана представляет собой сплав Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (UNS R56260), а диапазон температур ковки составляет от 1020°F (548,9°C) до 1620°F (882,2°C).
24. Способ по п. 1, в котором сплав титана представляет собой сплав Ti-4Al-2,5V (UNS R54250), а диапазон температур ковки составляет от 1080°F (582,2°C) до 1680°F (915,6°C).
25. Способ по п. 1, в котором сплав титана представляет собой сплав Ti-6Al-6V-2Sn (UNS R56620), а диапазон температур ковки составляет от 1035°F (527,2°C) до 1635°F (890,6°C).
26. Способ по п. 1, в котором при каждой ковке на прессе скорость деформации заготовки адиабатически нагревает внутреннюю область заготовки на величину от 100°F (55,6°C) до 300°F (166,7°C).
27. Способ по п. 1, в котором:
сплав титана представляет собой сплав Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0,08Si (UNS R54620);
диапазон температур ковки составляет от 1120°F (604,4°C) до 1520°F (826,7°C); и
каждая ковка на прессе происходит со скоростью деформации, которая адиабатически нагревает внутреннюю область заготовки на величину от 100°F (55,6°C) до 300°F (166,7°C).
28. Способ по п. 27, в котором между последовательными ковками на прессе адиабатически нагретая внутренняя область заготовки охлаждается в течение времени в диапазоне от 5 секунд до 120 секунд перед проведением следующей ковки на прессе.
29. Способ по п. 1, в котором:
сплав титана представляет собой сплав Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (UNS R56260);
диапазон температур ковки составляет от 1020°F (548,9°C) до 1620°F (882,2°C); и
каждая ковка на прессе происходит со скоростью деформации, которая адиабатически нагревает внутреннюю область заготовки на величину от 100°F (55,6°C) до 300°F (166,7°C).
30. Способ по п. 29, в котором между последовательными ковками на прессе адиабатически нагретая внутренняя область заготовки охлаждается в течение времени в диапазоне от 5 секунд до 120 секунд перед проведением следующей ковки на прессе.
31. Способ по п. 1, в котором:
сплав титана представляет собой сплав Ti-4Al-2,5V (UNS R54250);
диапазон температур ковки составляет от 1080°F (582,2°C) до 1680°F (915,6°C); и
каждая ковка на прессе происходит со скоростью деформации, которая адиабатически нагревает внутреннюю область заготовки на величину от 100°F (55,6°C) до 300°F (166,7°C).
32. Способ по п. 31, в котором между последовательными ковками на прессе адиабатически нагретая внутренняя область заготовки охлаждается в течение времени в диапазоне от 5 секунд до 120 секунд перед проведением следующей ковки на прессе.
33. Способ по п. 31, в котором между последовательными ковками на прессе адиабатически нагретая внутренняя область заготовки охлаждается в течение времени в диапазоне от 5 секунд до 120 секунд перед проведением следующей ковки на прессе.
34. Способ по п. 1, в котором:
сплав титана представляет собой сплав Ti-6Al-6V-2Sn (UNS R56620);
диапазон температур ковки составляет от 1035°F (527,2°C) до 1635°F (890,6°C); и
каждая ковка на прессе происходит со скоростью деформации, которая адиабатически нагревает внутреннюю область заготовки на величину от 100°F (55,6°C) до 300°F (166,7°C).