Длительность отжига и текстура листов из сплава ПТ-3Вкт Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

3. Богатов А. А. Механические свойства и модели разрушения металлов. Екатеринбург: УГТУ, 2002. 329 с.

S.S. Yakovlev, V.D. Kuhar

THE HALF-BLANK’S FAILURE IN THE MULTIOPERATION DRAWING PROCESS AND TITANIUM ALLOY’S STRUCTURE AND TEXTURE.

The influence of titanium alloy’s structure and texture on titanium alloy’s PT-3vkt half-blank’s failure is identified.

Key words: drawing, stress, deformation, anisotropy, forming, die.

Получено: 04.08.11

УДК 621.983; 539.374

B.Д. Кухарь, д-р техн. наук, проф., проректор,

(4872) 35-14-82, [email protected].

C.С. Яковлев, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-14-82, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),

ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ОТЖИГА И ТЕКСТУРА ЛИСТОВ ИЗ СПЛАВА ПТ-ЗВКТ

Изложены результаты экспериментальных исследований влияния длительности отжига на текстуру листов сплава ПТ-ЗВкт.

Ключевые слова: отжиг, текстура, штамповка, температура, рекристаллизация.

В настоящее время сплавы на основе титана все шире применяются в изделиях, работающих при криогенных температурах. Одним из перспективных титановых сплавов для работы при низких температурах является сплав ПТ-ЗВкт, содержащий в качестве легирующих компонентов алюминий и ванадий. Основным методом изготовления из него крупногабаритных осесимметричных изделий является многооперационная вытяжка. Исследования показали [1], что способность титановых сплавов к глубокой вытяжке в значительной мере связана со степенью выраженности текстуры листа. Наличие определенного типа текстуры благоприятно сказывается на физико-механических свойствах изделия. В частности, при наличии базисной текстуры (0001) [10 10] или близкой к ней возрастает его конструкционная прочность (наблюдается так называемое текстурное упрочнение).

Часто при изготовлении изделий (например, тонкостенных полусферических баков) применяется многоступенчатая вытяжка, при этом перед каждым переходом производится термическая обработка, которая мо-

жет привести к неблагоприятным (с точки зрения дальнейшей деформации и свойств изделия) изменениям текстуры. В технической литературе сведения о процессах рекристаллизации и текстуре рекристаллизации сплава ПТ-ЗВкт практически отсутствуют, хотя важность их для понимания и управления процессами структурообразования не вызывает сомнений.

Ниже приводятся результаты экспериментальных исследований влияния длительности отжига на текстуру листов сплава ПТ-ЗВкт толщиной 4 мм в исходном состоянии. Такие отжиги моделируют изменения текстуры донной части изделия (не испытывающей пластической деформации) при многоступенчатой вытяжке.

Текстура изучалась рентгеновским методом с помощью прямых полюсных фигур {0002}, полученных в результате съемки “на отражение” на дифрактометре ДРОН-0,5 в медном отфильтрованном излучении.

Отжиги образцов исследованного сплава проводились в вакуумной трубчатой печи при температуре 650 °С. При этой температуре достаточно активно развиваются рекристаллизационные процессы.

На рис. 1 приведены результаты исследования текстуры в зависимости от длительности отжига при указанной температуре. После рекрис-таллизационного отжига в течение 1 часа текстура описывается двумя компонентами: (0001) [1010] и (0001) ± 60° НН-ПН [1010] и совладает с текстурой листа до отжига. Здесь НН - направление нормали к поверхности листа, ПН - поперечное направление относительно направления прокатки.

Рис. 1. Влияние длительности отжига на текстуру листов титанового сплава ПТ-Зкт: а - т = 1 ч; б - х-2 ч; в - т = 3 ч; г - т = 7 ч

Анализ результатов экспериментальных исследований показал, что отжиг в течение 2 часов при 650 °С практически не меняет текстуру рекристаллизации сплава ПТ-ЗВкт. Однако уже трехчасовой отжиг приводит к появлению третьей компоненты текстуры рекристаллизации (0001)-20 ° НН-ПН [1010] (рис. 1). Дальнейшее же увеличение длительности отжига до 6...7 часов ведет к формированию единственной компоненты (0001) [1010], т.е. исчезают ориентировки, не благоприятные для штампуемости.

Установлено, что в листах сплава ПТ-ЗВкт после отжига при температурах, близких к температуре начала рекристаллизации, основной компонентой текстуры является ориентировка (0001) [1010]. При небольших длительностях отжига наряду с ней присутствуют и другие компоненты, которые, однако, не «выживают» в процессе конкурентного роста зерен.

Подобные особенности развития текстуры рекристаллизации наблюдались и для других металлов и сплавов [1]. Объяснение состоит, по-видимому, в том, что подвижность границ зерен зависит не только от разо-риентации соседних зерен, ориентации самой границы относительно кристаллических решеток этих зерен, но и от вида и количества примесей и легирующих элементов.

Таким образом, при увеличении длительности отжига при температуре 650 °С в листах сплава ПТ-ЗВкт наблюдаются изменения текстуры, способствующие усилению благоприятных для штампуемости ориентировок. Следовательно, многократные отжиги донной части штамповок не будут приводить к снижению качества изделия.

Работа выполнена по ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 годы)», грантам РФФИ и по государственному контракту в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Список литературы

1. Адамеску P.A., Гельд П.В., Митюшков Е.А. Анизотропия физических свойств металлов. М.: Металлургия, 1985. 136 с.

S.S. Yakovlev, V.D. Kuhar

THE ESTIMATION OF THE ANNEALING CONTINUANCE ON THE TITANIUM ALLOYPT-3 VKT SHEETS TEXTURE

The results of experimental investigations of the annealing continuance on the titanium alloy PT-3 Vkt sheets texture investigations are given.

Key words: annealing, structure, punching, temperature, recrystallization.

Получено 04.08.11