автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Технология горячей прокатки листовых полуфабрикатов из корпусных альфа+бета-сплавов титана с регламентированной анизотропией механических свойств

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Для служебного пользования 9ка.» 3 '

УЖ 62I.77I.0I6: 669.295

ЧУДАКОВ Евгений Васильевич

ТЕХНОЛОГИЯ ГОРЯЧЕЕ ПРОКАТКИ ЛИСТОВЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ КОРПУСНЫХ Р -СПЛАВОВ ТИТАНА С РЕГЛАМЕНТИРОВАННОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Специальность 05.16.05 - обработка металлов дазленйем

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград - 1990

Работа гьшолнена в Центральном научно-исследовательском институте конструкционных материалов "Прометей"(г.Ленинград). .

Научный руководитель - кандидат технических наук А .С .Кудрявцев

Официальные оппоненты - доктор-технических наук

профессор дурнев В.д.

кандидат технических наук ст.научний сотр. Рыбин Ю.И.

Бедуцее предприятие - Вархнесалжнскоа металлургичес-.кое производственное объединение (г.Верхняя Салда}

Защита состоится часов

о /

на заседании специализированного совета К 063.33.05 Ленинградского государственного технического университета (I9525I, Ленинград, Политехническая ул., 29, химический корпус, ауд. Jl}j. /d&^7>C.if

Автореферат разослан "УУ>" /¿¿^<^/1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, канд.техн.наук, доцент

Г.С.Казакевич

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ '

Актуальность темы. Возраставшие требования, предъявляемые к :трукционкым титановым сплавам, заставляют изыскивать новые [ повышения прочностных и других служебных характеристик. Трз-юнные методы повышения уровня свойств свариваемых титановых .вов за счет легирования и термической обработки в значительной исчерпаны. Перспективными являются методы повышения конст-ивной прочности за счет структурного и текстурного факторов, следнее время разработаны и опробованы в промышленных условн-хемы многостадийной прокатки с деформацией на заключительных иях с нагрева в двухфазной области, обеспечивавшие повннешшй энь прочностных свойств за счет значительного измельчения эер-фоширования в материале преимущественно глобулярной или /лярно-плаетинчатой микроструктуры. Для реализации же эффек-внступного упрочнения необходимы материалы с острыми кристаллическими тексгулами, в связи с чем возникла необходимость зпаботке новых технологических схем изготовления крупногаба-ге листовых полуфабрикатов с различными наперед заданными тезами и хатактером анизотропии механических свойств. Однако ?яда титановых сплавов формирование некоторых типов острых 'уо вызывает значительное понижение характеристик коррозион-ханической и усталостной прочности, особенно для материала булятао* мелкозернистой структурой, что требует при раэра-технологии предусматривать меры, предотвращающие формирова-,анных текстур.

Работа выполнена согласно приказу Министерства судострои-ой промышленности от 29.12.86г. № 0437. Цель работы - определение основных закономерностей формиро-текстуры и анизотропии свойств в -сплавах титана мар-гного класса в процессе изготовления листового проката и ус-

тановление на этой основе основных принципов построения техно, ткческого процесса изготовления полуфабрикатов с регламентиро] ной -анизотропией механических свойств.

При этом решались следующие основные задачи:

- исследовать влияние температурно-деформационных параме' и схем горячей и теплой прокатки на гладкой бочке на формиров! текстуры и.анизотропии свойств;

- определить влияние текстурного состояния заготовки на I мирование текстуры и анизотропии свойств при последующей дефо; шш;

- определить влияние термической обработки и фазового пр вращения на изменение текстуры и анизотропии свойств;

- провести комплексное исследование зависимости характер степени анизотропии механических свойств от типа и параметров кристаллографической текстуры листового "полуфабриката.

В результате решения этих задач необходимо разработать к костные технологические схемы изготовления листовых крупногаб ных полуфабрикатов с регламентированной анизотропией механиче свойств с учетом заданного типа микроструктуры и сортамента п - меннтельно к возможностям существующего промышленного ободудо ния.

В качестве основного объекта исследования был использова коипусной сплав 5В по ОСТ 1.92077-78. В ряде случаев для пров ки .полученных результатов исследования проводил? на сплаве ВТ (ОСП .90013-81).

Методика исследования. Кристаллографическую текстуру опи вали с помощью прямых и обратных полюсных фигур. Применяли сх съемки "на отражение" по методу Щульца. Оьемку производили на рентгеновском дифрактоыетре ДР0Н-0,5 с помощью приставки ГП-2 отфильтрованном медном К^-излучении. Текстуру призматическо

ипа (ось " С " гексагональной решетки совпадает с поперечным ,

аправлением листа) количественно оценивали содержанием фракции

о с""

риентировок с углом разброса 0»45 С )» рассчитанному по ПФ снятой с поперечного направления. Текстуру базисного типа ось " С " отклонена от направления нормали на некоторый угол об ) комбинированную текстуру (с сильными призматическим и базис-

гИК

л» комопнентами) оценивали количеством базисной (х»«* ' и приз-1тическо:^ (}>т11') фракции, определенным по 0® снятым с плоско-ги проката.

Стандартные механические свойства определяли на образцах, ггатовленных по ГОСТ 1497-84 и ГОСТ 9454-78. Модуль упругости гоеделяли резонансным методом, коэффициент нормальной пластичес-

анизотропии - отношением логарифмических деформаций образца области равномерного удлинения.

Научная новизна. Разработаны технологические основы .процес-изготовления листовых полуфабрикатов с регламентированной кри-аллографической текстурой и характером анизотропии механичес-х свойств с учетом заданного типа микроструктуры для титановых яавов мат>тенситного класса:

- установлено определяющее влияние степени накопленной де-омачии в двухфазной области при однонаправленной прокатке на эмирование призматической текстуры и анизотропии механических г?етв; определен интервал интенсивного текстурообраэования;

- установлены факторы, определяющие текстурообразование при )гостади."ных схемах прокатки (текстурное состояние заготовки, шература деформирования, степень деформации, изменение направил вытяжки на 90°, промежуточная фазовая перекристаллизация);

- установлены интервалы значений параметров теплой прокатки мпературы деформирования, степени деформации и соотношения пеней деформации), обеспечивавших формирование сильных текстур

■базисного -типа;

- получены новые данные по взаимосвязи характера и с те пен анизотропии свойств с типом я параметрами текстуры листового к териала; объяснены причины различного характера анизотропии ра ных групп механических свойств в зависимости от типа текстуры; установлена зависимость степени анизотропии свойств от парамет кристаллографической текстуры;

- установлен интервал термической устойчивости текстуры и объяснены причины изменения анизотропии свойств при термическс обработке вблизи точки ^ -превращения для листовых пол фабрикатов с исходной острой текстурой призматического и базис го типов.

Практическое значение и промышленная реализация результат работы. Определены оптимальные температурыо-деформационные пар метры и схемы горячей прокатки сплавов данного класса с целью формирования л листовых полуфабрикатов заданного анизотропного состояния. На основе анализа технологических возможностей суще ствующего прокатного оборудования определены возможные вариант изготовления листовых заготовок.

, *

* Практическая реализация результатов работы осуществлена в условиях Верхнесалдииского металлургического производственного объединения (ВСЗШО), ГО "Ижорский завод" и Коммунарского метал лургического комбината ОСМК). На ВСМПО внедрена технология изго ления крупногабаритных плит из сплавов 5В и ВТ23 толщиной 1250 мм с пониженной анизотропией свойств (ТУ1-805-215-67) и тех нология изготовления листов из сплава 5В толщиной 2-10 мм с ос рой текстурой призматического и базисного типов (ЗУТ-805-168-8 На способ изготовления листов с острой текстурой получено авто ское свидетельство на изобретение.

На ПО "Ижорский завод" внедрена технология изготовления к

ногабаритных плит толщиной 50-160 мм из сплава ВТ23 в квазиизотропном состоянии (1У5.961-11400-89).

Разработана технология и изготовлена опытная партия листов из сплава 5В толщиной 5-10 мм с пониженной анизотропией механических свойств на оборудовании КМК.

Основные положения, представляемые к защите; ' - результаты экспериментальных исследований по влиянию режимов и схем горячей и теплой прокатки на формирование кристаллографической текстуры и анизотропии механических свойств сС+Р-сплавов титана маргенситного класса;

- особенности и закономерности формирования текстуры и анизотропии свойств в процессе пластической деформации и заключительной термической обработки;

- зависимость характера и степени анизотропии свойств листовых полуфабрикатов от типа и параметров текстуры;

- технологические режимы изготовления листовых полуфабрикатов из оС* Р -сплавов титана с регламентированной анизотропией механических свойств.

Апробация паботы. Основные положения работы и её отдельные результаты были доложены на:

- У-/ Всесоюзной конференции "Текстуры и рекристаллизация в металлах и сплавах" (Уфа, 1987);

- 1-й Всесоюзной научно-технической конференции "Прикладная рентгенография металлов" (Ленинград, 1986);

- Всесоюзной конференции "Металловедение и термическая обработка легких сплавов" (Москва, 1989).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в восьми печатных работах, в том числе получено одно авторское свидетель-' зтво на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения,

четырех глав и заключения, изложенных на 170 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 53 рисунка, библиографический список из 117 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Современное состояние вопросов текстурообразования и $oi мирования анизотропии механических свойств

Развитию теории текстурообразования и анизотропии свойств металлов с ГП-т>ешеткой, в том числе титана и его сплав'ов, посвящены многочисленные работы, опубиликованные в пешодической пенг ти, трудах международных конференций по титану, монографиях и о( зорах Дцамеску P.A., Бабарэко A.A., Казакевича Г.С., Хорева А.И. и др.

Анализ современного состояния вопросов текстурообразования и формирования анизотропии физико-механических свойств показывает, что кристаллографическая текстура оказывает существенное, а ряде случаев решающее влияние на эксплуатационные характеристик! листового полуфабриката. Формирование текстуры и анизотропии свойств происходит на всех стадиях изготовления полуфабриката. Тип и параметры текстуры в основном определяются природой сплавг текстурой исходного литого металла, температурно-деформационнымр параметрами и схемой обработки. Они зависят от таких технологических факторов как способ и схема деформации, температурных условий прокатки, степени деформации, режимов нагрева и охлаждени? при термической обработке, промежуточных нагревов и т.д.

Между тем, исследования, посвященные указанным вопросам irpj менительно к «¿+Р -сплавам титана мартенситного класса, весьмг ограничены, выполнены в ряде случаев при недостаточно четкой регламентации состава и состояния исходной заготовки, температур-но-деформационных параметров обработки или узких пределах их изменения. Это приводит в ряде случаев к противоречивым выводам о

влиянии того или иного технологического параметра на текстуро-образование. Недостаточно данных о влиянии кристаллографически текстуры на анизотропию механических свойств, которые такие в р.; ■ де случаев противоречивы и носят в основном качественный характер.

Анализ современного состояния вопросов формирования токсту-ры и анизотропии механических свойств выявил основные цели и задачи по исследованию влияния основных технологических факторов на формирование в листовчх полуфабрикатах из сС + ^ -сплавов титана маотенситного класса регламентированной анизотропии свойств.

2. Формирование кристаллографической текстуры при горячей псокатке листовых полуфабрикатов*^

Исследование влияния различных технологических факторов показал'), что кристаллографическая текстура, формирующаяся в процессе обработки, определяется температурно-деформационнши пара-метрял'к и схема;-, прокатки, изменением которых можно получить в сплавах исследуемого класса заданное текстурное состояние.

Установлено, что при однонаправленной реверсивной горячей теокатке о деформацией в области температур ^ -—об -превращения интенсивное формирование однокомпонентноя текстуры призматического типа 'ПРО) [ГОМ] происходит в пределах суммарных степеней дефогмачии от 61-65% до 90-95% (рисЛ). В этом же интервале происходит интенсивное формирование анизотропии условного предела текучести с максимальным значением в поперечном направлении листа и минимально в продольном. Образование однокомпонентной текстуры объяснено формированием в результате деформации.сильной текстуры ^ -фазы {001] , переходящей в условиях плоской

'в работе принимали участие Адамеску P.A. и Турчанинова Г.Б. СУПИ им.С.М.Кирова).

деформации прокаткой в текстуру гС -фазы по одновариантноыу механизму. * ,

Теплая прокатка (в области температур преимущественного существования -фазы) горячекатаного подката с сильной призмати ческой текстурой без изменения направления вытяжки приводит к уменьшению рассеяния текстуры, не меняя её интенсивность. Это объяснено тем, что наличие такой текстуры подката создает условия для нестесненной плоской деформации призматическим скольжением при теплой прокатке, что приводит к стабильности исходной

призматической ориентировки. • ' ' '

,пн ¿0 ВО

Ли*,

' ; * -и

то

-г—т-т—

Рис Л. Изменение количества призматической фракции с ростом суммарной степени деформации при однонаправленной прокатке ■

Исследовано влияние промежуточных нагревов на текстурообра-зование при однонаправленной горячей прокатке. При многостадийных схемах деформация с нагрева до температур, при которых соде! .жание об -фазы в сплаве менее 105?, с обжатием до 6055 приводит к полному или частичному снятию аффекта накопления деформации в о; • ном направлении. К полному снятия эффекта накопления деформации приводит и фазовая перекристаллизация при нагреве вше температ ры -перехода на промежуточных стадиях горячей прокатки.

Деформация с нагрева до температур содержания Ж -фазы в сплав более 10% приводит к совершенствованию призматической текстуры,

- II -

сформированной на предварительных стадиях.

Наиболее эффективным средством предотвращения формирования сильных текстур призматического типа является перемена направления вытяжки на 90°. Показано, что к образованию слабых многокомпонентных текстур приводит горячая прокатка с нагрева вблизи точки полиморфного превращения с переменой направления вытяжки на 90° с обжатием в каждом направлении до 50$. Повышение степени деформации до 60-75^ приводит к формированию двухкомпонентной текстуры (1120) [1010] + (1120) [0001] со значительным рассеянием компонентов, соотношение интенсивности которых можно регулировать соотношением степеней деформации. Формирование рессеянной двойной призматической текстуры при продольно-поперечной прокатке объяснено следующим образом. На первой стадии прокатки вследствие одновариантного фазового превращения под действием плоской деформации формируется ориентировка с максимумом полюсной плотности базиса в поперечном направлении. После перемены направления зёрна, претерпевшие ^ ■"•"■«превращение, будут иметь ориентировку с максимумом полюсной плотности базиса в направлении прокатки и, находясь в окружении более пластичной ^ -фазы, не деформируются и сохраняют своп ориентировку, а деформация оставшейся ^ -фазы вследствие одновариантного превращения приводит к образованию максимума полюсной плотности базиса в поперечном направлении. Подтверждением описанного механизма текстурообразования является усилие ориентировки (1120) [0001] и ослабление ориентировки (1120) [1010] с понижением температуры начала деформации на П стадии прокатки.

При исследовании влияния деформации в поперечном направлении заготовки с сильной призматической текстурой (1120) [Ю10] установлено, что текстурообразование при поперечной прокатке определяется фазовым составом сплава при температуре деформирования,

который предопределяет основной механизм деформации. При содержании оС -фазы■более 50& прокатка в поперечном направлении приводит к образованию двойной базисной текстуры за счет деформации двойникованием оС -фазы; при содержании оС -фазы 0-10$ поперечная прокатка вследствие разрушения исходной текстуры при высокотемпе-г ратурной выдержке приводит к образованию слабой многокомпонентной текстуры; „при содержании оС -фазы в количестве 10-50$ поперечная прокатка приводит к исчезновению сильной исходной текстуры за счет разориентировки Р -фазы деформацией в поперечном направлении.

Установлено влияние технологических параметров (температуры и степени деформации) при теплой прокатке в поперечном направлении на формирование текстуры базисного типа (0001)* оС [юю] . Понижение температуры и увеличение степени деформации приводит к усилению базисных и ослаблению исходной призматической ориентировок. Усиление базисных ориентировок - с ростом степени деформации происходит с насыщением, уровень которого понижается с понижением температуры деформирования, а величина степени деформации,' при которой достигается насыщение, понижается с уменьзением температуры (рис.2). Угол отклонения базисных плоскосте/. от направления нормали к плоскости листа понижается с повышением степени деформации и понижением температуры деформирования и в области насыщения составляет ~30°.

Рис.2. Изменение базисной и призматической фракции текстуры листов сплава 5В в зависимости от температуры и степени деформации.

Формирование базисной текстуры объяснено динамическим равновесием процессов скольжения и двойникования. Понижение температуры прокатки.(увеличение содержания об -фазы) приводит к активизации двойникования, что вызывает более интенсивное увеличение базисной фракции в текстуре материала. При повышении температурь/ сосредоточение деформации в более пластичной ^ -фазе вызывает ослабление текстурообразования основной фазы.

Установлена возможность дополнительного усиления интенсивности базисной текстуры повторным изменением направления прокатки на 90°. Показано, что повторное изменение направления вытяжки приводит к дополнительному усилению базисных ориентировок, происходящее за счет объединения на второй стадии теплой прокатки раз-двоенннх отклоненных максимумов и уменьшения их рассеяния. -

Установлено, что пои постоянной суммарной степени деформации пои поперечно-продольной теплой прокатке соотношение деформаций на стадиях с обжатием 30-7055 на каждой не оказывает существенного влияния на интенсивность базисной текстуры, которая определяется только температурой деформации.

3. Влияние кристаллографической текстуры на анизотропию механических сво/ств титановых сплавов

Формирование сильной текстуры вызывает значительную анизотропию механических свойств (плоскостную или нормальную). Слабым текстурам характерна квазиизотропность свойств. В работе были исследованы характер анизотропии свойств в зависимости от типа кристаллографической текстуры материала и влияние на степень.и характер анизотропии параметров текстуры и термической обработки.

Для листовых полуфабрикатов с острой призматической текстурой выявлены три группы свойств, определяемых при одноосном на-гружении, различающиеся по своему характеру распределения в плоскости листа (рис.3):

- и -

Рис.З. Зависимость механических свойств от направления вырезки образца и типа текстуры

- 15 -

I) свойства, определяемые при малых степенях деформации (модуль нормальной упругости, условный предал текучести) - характеризуются монотонным возрастанием уровня при изменении угла вырезки образца к направлению прокатки У от 0 до 90°. Для оценки анизотропии достаточно определения их значений в двух направлениях (<? = 0 и 90°);

' 2) свойства, определяемые на стадии равномерного течения (предел прочности, равномерное удлинение, среднее значение коэффициента деформационного упрочнения на участке равномерной деформации), - характеризуются наличием минимума под углом 45°. Анизотропию можно оценить определением значений свойств в трех направлениях ( ¥ = 0, 45 и 90°);

3) свойства, определяемые при разрушении образца (истинное сопротивление разрыву, относительное удлинение и относительное сужение), - характеризуются максимальным значением под углом 6070° к направлению прокатки. Для полной оценки анизотропии необходимо определение их значений не менее, чем в пяти направлениях.

Установлено, что характер плоскостной анизотропии определяется расположением оси образца относительно осей " С " и " а " ГП-решетки (для первой группы свойств), механизмом деформации (для второй) и характером изменения исходной текстуры при деформации (для третьей).

Формирование в листовом полуфабрикате текстуры базисного типа вызывает в материале трннстрогшое состояние (имеется плоскость изотропии свойств, совпадающая с плоскостью листа) а повышенна« сопротивлением пластической деформации в направлении толщины листа (оис.З). При формировании в материале комбинированной текстуры Ш20) [1010-] + (0001)4 «¿НП [1010] с сильными призматическим и базисным компонентами анизотропия свойств определяется влиянием обеих ориентировок: базисная вызывает повышенное сопротивление де-

формации в направлении толщины листа, призматическая - плоскостную анизотропию (рис.3).

Листовая заготовка с двойной призматической текстурой (1120) [Ю10] + Ш20)[0001] с высоким рассеянием компонентов имеет пониженную плоскостную анизотропию с минимальным и максимальным уровнями свойств под углом 45° к направлению -прокатки (рис.3). Смещение максимума третьей группы свойств я ^ = 45° свидетельствует о влиянии на деформацию образца обеих ориентировок. Разрушение срезом образцов, вырезанных в продольном и поперечном направлениях листа, указывает на определяющее влияние на процесс зарождения и распространения трещины при одноосном растяжении зерен, ориентированных для легкого призматического скольжения (с осью " С перпендикулярной оси образца).

Исследование ориентационной зависимости ударной вязкости листовых заготовок с острыми текстурами (призматической, базисной' и комбинированной) показало, что анизотропия этой характеристики для листов с мелкозернистой глобулярной микроструктурой имеет кристаллографическую природу и определяется положением надгеза относительно базисной плоскости и направлением распространения номинальной плоскости разрушения. Минимальные значения ударно'* вязкости наблюдаются у образцов, плоскость разрушения которых параллельна базисной плоскости, максимальные - параллельно призматической {юГо] . Показано, что сопротивление зарождению трецины при ударных нагрузках незначительно изменяется в зависимости от ориентации образца, что указывает на то, что кристаллографическая текстура не оказывает существенного влияния на данную величину.

Исследовано влияние параметров текстуры на степень анизотропии механических свойств. Для материала с призматической текстурой установлена близкая к линейной зависимость между величиной

плоскостной анизотропии условного предела текучести и.количеством призматической фракции в текстуре материала, определенной по обратным полюсным фигурам с поперечного направления листа. Максимальный уровень анизотропии предела текучести д6*м составляет 140-150 МПа для сплава 5В и 70-80 МПа для сплава ВТ23.

Показано, что повышение количества призматической фракции приводит к возоастанию степени плоскостной анизотропии всех характеристик, определяемых при одноосном растяжении; понижение рассеяния текстуры (при постоянном значении количества призматической фракции) оказывает влияние в основном на деформационные характеристики, повышая степень их плоскостной анизотропии.

Для материала с базисной текстурой показано, что степень нормальной анизотропии, оцениваемая коэффициентом нормальной пластической анизотропии R , определяется интенсивностью базисных компонентов текстуры и возрастает пропорционально количеству базисной фракции.

Исследовано влияние термической обработки на изменение текстуры и анизотропии механических свойств. Исследование влияния

f -отжига (ТП+30°С, 1,5 ч, охлаждение на воздухе) показало, что у материала с сильной призматической текстурой с параметрами,характерными для горячекатаного листа (высокое количество призма-. тичесно1* фракции с большим рассеянием) J^ -отжиг приводит к устранению анизотропии свойств, а у материала с параметрами текстуры, характерными для теплокатаного листа (большое количество призматической фракции с малым рассеянием) анизотропия сохраняется, кардинально меняя свой характер, с образованием минимума свойств под углом 45°.

Плоскостная анизотропия свойств металла с острой призмати- • ческой текстурой сохраняется до температур, близких к точке ßzOi - превращения. Образование минимума уровня свойств под углом 45°

к направлению прокатки при нагреве вше точки полиморфного превращения с охлаждением на воздухе дает возмояшооть предположить ■ формирование острой двойной призматической текстуры. Пси нагреве въше точки превращения острая текстура o¿ -фазы (1120) [ ЮЮ] переходит в острую текстуру ^ -фазы {lOO j . При обратном

превращении в листе возникает напряженное состояние, активизирующее сдвиг в тех системах, которые приводят к формированию сильных текстурных максимумов в направлении прокатки и в поперечном направлении и подавляется сдвиг в системах, приводящих к формированию отклоненных максимумов.

Острая текстура базисного типа сохраняется до температуры 950°С (Тп - Ю0°С). При температурах от 950°С до точки полиморфного превращения происходит формирование комбинированной текстуры (1120) [IOIO] -+ (OOOD+сСНП [lOÍOj . Монотонное усиление призматической и ослабление базисной ориентировок при повышении температуры от 950°С дает возможность предположить о переходе отклоненной базисной ориентировки при <¿ -превращении в текстуру $ -фазы /юо] <ио> , которая при обратном Р -превращении переходит в острую призматическую текстуру по описанному выше механизму. На правомерность такого предположения указывает характер плоскостной анизотропии свойств, формирующейся при fi -отжиге (аналогичен характеру анизотропии после отжига в -области заготовки с острой призматической текстурой).

; 4. Практическое использование результатов работы - Технология изготовления листовых полуфабрикатов с заданным текстурным состоянием разработана исходя из технологических возможностей. существующего прокатного оборудования ВСШ10, КМК и ПО "Ижорский завод". Произведен подробный анализ технологических возможностей промышленного оборудования с точки зрения формирования в листовых полуфабрикатах из 'титановых сплавов мартенситного клас-

са регламентированной анизотропии механических свойств, заданного типа микроструктуры и сортамента.

Показано, что оборудование ПО "Ижорский завод" наилучшим образом отвечает по своим технологическим параметрам изготовлению крупногабаритных плит со слабой анизотропией механических свойств из слитков больших диаметров методами одностадийной и двухстадийной горячей прокатки. На КМК оборудование стана "2800" позволяет изготавливать листовой прокат со слабой^анизотропией свойств одностадийной горячей прокаткой с Р -нагрева из кованых или катаных слябов или из слитков малых диаметров, а оборудование стана "2250" дает возможность изготавливать листы толщиной 5-16 мм с пониженной плоскостной анизотропией свойств.'

Оборудование ВСМПО наиболее' пригодно для изготовления листов толщиной 2-10 мм с острой текстурой призматического и базисного типов с преимущественно глобулярной микроструктурой на оборудовании стана "1700". Оборудование черновой клети стана "2000" позволяет широко использовать многостадийные схемы горячей прокатки, что дает возможность изготавливать листовые полуфабрикаты из титановых сплавов с различной степенью анизотропии механических свойств.

В результате проведенных исследовательских и опытно-производственных работ с изготовлением опытных партий разработана технология и оформлена техническая и технологическая документация на изготовление и поставку листов толщиной 2-10 мм с высокой анизотропией механических свойств (плоскостной или нормальной) и глобулярной микроструктурой из сплава 5В ("Ш-806-168-84) и крупногабаритных плит в толщинах 12-50 мм с пониженной анизотропией свойств из сплавов 5В и ВТ23 (ТУ1-805-215-87) на оборудовании БСМПО.

Разработана технология и оформлена техническая и технологи-

ческая документация на изготовление и поставку крупногабаритных плит из сплава ВТ23 в толщинах 50-160 мм в квазиизотропном состоянии и глобулярно-пластинчатой микроструктурой на оборудовании ПО "Ижорский завод" (175-951-11400-89).

Разработана и опробована в условиях Коммунарского металлургического комбината технология изготовления листов из сплава 5В толщиной 5-10 мм со слабой анизотропией механических свойств и - преимущественно пластинчатой микроструктурой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплексное исследование влияния технологических параметров и схем горячей прокатки, текстурного состояния заготовки и заключительной термической обработки на"процесс текстурообраэования и формирование анизотропии механических свойств в еС+ Р -сплавах титана мартенситного класса позволило определить оптимальные темпе-ратурно-деформационные параметры технологии с целью формирования в листовых полуфабрикатах регламентированной анизотропии механических свойств.

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Формирование призматической текстуры при однонаправленной горячей прокатке в области температур фазового превращения определяется суммарной степенью деформации. Интервал интенсивного текстурообраэования находится в области степеней деформации от 60*65% до 90+95^; в этом же интервале происходит формирование плоскостной анизотропии механических свойств.

2. Горячая прокатка с промежуточных нагревов до температур, при которых содержание оС -фазы в сплаве менее 10%, с обжатием до 6СЙ приводит к полному или частичному снятию эффекта накопления деформации. К полному снятию эффекта накопления деформации в одном направлении приводит и фазовая перекристаллизация (нагрев в Р - области) на промежуточных стадиях.

- 21 -

Деформация с нагрева до температур, соответствующих содержанию оС -фазы в сплаве более 10%, приводит к совершенствованию текстуры, сформированной на предварительных стадиях.

3. К образованию слабых многокомпонентных текстур приводит горячая прокатка с нагрева вблизи точки полиморфного превращения (ТП-(0*30°С) с переменой направления вытяжки на 90° с обжатием в каждом направлении менее 50$. Повышение обжатия до 60*755? вызывает образование двухкомпонентной текстуры (1120) [ЩО] + (1120) [0001] .

4. Горячая прокатка в поперечном направлении заготовки с сильной текстурой (П20) [1010] с нагрева до температур содержания

об -фазы в сплаве менее 50$ оазруиает исходную текстуру; при содержании об -фазы более 50& формируется отклоненная базисная текстура.

Усиление базисных компонентов текстуры с ростом степени деформации происходит с насыщением, уровень которого.» величина деформации, при котором оно наступает, определяется температурой деформации. К дополнительномуусилению базисных ориентировок,приводит повторное изменение направления прокатки на 90°.

5. Характер плоскостной анизотропии механических свойств листов»^ полуфабрикатов с острой призматической текстурой (1120)

отличается для различных групп свойств и определяется расположением оси образца относительно осей " С " и " а. " ГП-ре-шетки, механизмом деформации или характером изменения исходной текстуры при деформации.

6. Формирование в листовом прокате текстуры базисного типа (0001)+ оиш[Ю10] вызывает в материале транстропное состояние с плоскостью изотропии свойств, совпадающей с,плоскостью листа.

Материал с текстурой (1120) [1010] +■ (1120) [0001] характери- • зуется пониженной плоскостной анизотропией с минимальным или мак-

симальньш уровнем свойств под углом 45° к направлению прокатки.

7. Величина плоскостной анизотропии всех исследованных ха- ■ рактерястик возрастает с увеличением количества призматической фракции; понижение рассеяния призматической текстуры оказывает влияние в основном на деформационные характеристики, повышая степень их плоскостной ёнизотропии.

Степень нормальной анизотропии, характеризуемая коэффициентом нормальной пластической анизотропии, определяется интенсивностью базисных компонентов и возрастает пропорционально количеству базисной фракции.

8. Плоскостная анизотропия свойств металла с острой призматической текстурой сохраняется до температур, близких к точке полиморфного превращения (ТП-30°С). Текстура базисного типа устойчива до температуры 950°С (Тп-Ю0°С).

ß'-отжиг' (Тп->-30оС) разрушает призматическую текстуру горячекатаной заготовки, приводя к исчезновению плоскостной анизотропии свойств. Та же обработка заготовок с остро/ однокомпонент-ной текстурой, сформированной при теплой прокатке, приводит к образованию острой двойной призматической текстуры, кардинально меняя характер анизотропии механических-свойств.

Основные результаты диссертации представлены в работах:

I. Адамеску P.A., Кудрявцев A.C., Чудаков Е.В. и др. Влияние отжига на текстуру титанового -сплава //Физ.металлов и ме-

талловед., 1987 , 63, №5. С.987-991.

2. Кудрявцев A.C., 2Урчанинова Г.В., Чудаков Е.В. и др.

докладов У Всесоязн.конф. "Текстуры и рекристаллизация в металлах и сплавах", Уфа, 1987, с.63.

3. Адамеску P.A., Кудрявцев A.C., Чудаков Е.В. и др. Построение указательных поверхностей упругих свойств ГПУ-металлов по дан-

титана //В кн.: Тезисы

ным рентгеновских исследований //В кн: Прикладная рентгенография металлов. Тезисы докл. I Всесоюзн.кокф., Л.: ЛГИ, 1986. С. 73.

4. Кудрявцев A.C., Чудаков Е.В. Анизотропия механических свойств листов + Р -сплавов титана с призматической текстурой //В кн.: Металловедение и технология легких сплавов. ВИЛС, 1989. С.63-69.

5. Кудрявцев A.C., Чудаков Е.В.,' Адамеску P.A. и др. Способ термомеханической обработки титановых сплавов. A.c. СССР,№ 265593.

6. Адамеску P.A., Кудрявцев A.C., Чудаков Е.В. и др. Процессы текстурообраэования в сплаве титана при термической обработке //Изв.вузов. Цветная металлургия, 1989, № 5. C.I0I-I03.

■7. Адамеску P.A., Кудрявцев A.C., Чудаков Е.В. и др. Связь текстуоы с упругими свойствами листов из сплавов титана //Изв. вузов. Физика. 1988, № 7. C.II6-II8.

8. Адамеску P.A., Кудрявцев A.C., Чудаков Е.В-. и др. Влияние параметров поперечно? деформации на формирование текстуры и анизотропии механических свойств листов из оL+ $ -сплавов титана //Изв. АН СССР. Металлы: 1990, № 2. С.76-80.

..... bjijuu К™

(Ом к., {, Zt uiHKlbfocaoUy

3*«!. /(26. Л М. So. 7Vf. м