В результате исследования было установлено, что ВТМО наиболее эффективно можно применять при изготовлении тонкостенных штамповок простой конфигурации (дисков, крышек, стаканов, роторов, лопаток и др.) на молотах. В работах В.Я. Клейменова, В.М. Apжакова, Н.Ф. Ляпичевой, а также И.Н. Кагановича и др. установлено, что максимальный эффект упрочнения (20—30%) получается на штамповках из высоко-и среднелегированных сплавов — ВТ15, ВТ8, ВТ9, ВТ3-1. На штамповках из сплавов ОТ4 и ВТ6 он не обнаружен, что возможно связано отчасти с более легким протеканием процесса рекристаллизации в менее легированных сплавах. Наиболее высокий уровень пластичности при достаточно высокой прочности получен на штамповках сплава ВТ14 (ов не менее 120 кгс/мм2, b не менее 10%, не менее 20%).
Значительное повышение прочности (до 20—30%) а+в-титановых сплавов (ВТ8, ВТ3-1, ВТ9) после ВТМО при сохранении достаточно высокой пластичности обеспечивается только в том случае, если толщина штамповок не превышает 40 мм. В более массивных полуфабрикатах имеется значительная разница в свойствах по сечению вследствие низкой прокаливаемости титановых сплавов.
Непрерывным условием получения высокой прочности при удовлетворительной пластичности в результате ВТМО а+в-сплавов мартенситного класса (ВТ3-1, ВТ8, ВТ9) является нагрев под штамповку при температурах в верхнем интервале а+в-области. Повышение температуры выше температуры полного полиморфного превращения недопустимо вследствие резкого снижения пластичности сплавов. ВТМО ослабляет структурную чувствительность термически упрочняемых а+в-сплавов, но не устраняет ее.
Высокая прокаливаемость в-сплава (BT15) и его слабая чувствительность к температуре нагрева под штамповку (850—1020° С) при ВТМО облегчает ее использование в производственных условиях.
Высокие прочностные свойства штамповок из сплавов ВТ3-1 и ВТ8 в закаленном при ВТМО состоянии практически не изменяются после старения при температурах до 500—600° С; наблюдается лишь слабая тенденция к снижению пластичности после старения. Закономерности изменения механических свойств сплава ВТ14 и ВТ15 при старении аналогичны, но степень упрочнения сплава ВТ14 значительно ниже.
Изменение продолжительности старения также практически не оказывает влияния на механические свойства штамповок из сплавов ВТ3-1, ВТ8, ВТ14. Вместе с тем ВТМО ослабляет склонность сплава ВТ15 к охрупчиванию при перестаривании: после 50-ч выдержки при 480° С не снижаются ни прочностные, ни пластические свойства.
Длительная прочность дисков из сплава ВТ8, изготовленных с применением ВТМО, после 1000—1500 ч испытания при 400 и 450° С на 10—15 кгс/мм2 выше, чем после охлаждения на воздухе, однако термическая стабильность их понижается. Так, после ВТМО диски из сплавов ВТ8 и ВТ3-1 стабильны до 400—350° С, в то время как при охлаждении на воздухе они стабильны до 500 и 450° С соответственно.
В результате применения ВТМО при изготовлении штамповок лопаток из сплавов ВТ8 и ВТ3-1 примерно на 20 и 12% соответственно повысилась усталостная прочность при натурных испытаниях на базе 2*10в7 циклов в условиях комнатной температуры. При 400° С о-1 лопаток из сплава ВТ3-1 увеличился примерно на 15% по сравнению с другими видами упрочняющей термообработки.
В связи с тем что оптимальный эффект BTMO получается при достаточно больших, по не максимальных обжатиях (40—60%, более высокие обжатия приводят к разогреву металла и рекристаллизации), минимальном времени деформации и ограниченном времени перерыва с момента окончания деформации до момента охлаждения водой, оборудование для BTMO должно быть достаточно мощным и быстроходным, а приспособления для охлаждения должны обеспечивать немедленную закалку после деформации с регламентированным допустимым перерывом. По этой причине штамповка на молотах и механических прессах предпочтительнее, чем на гидравлических прессах.
Конфигурация штампов должна обеспечивать штамповку с минимальным числом ударов и исключать заклинивание и захолаживание детали. При длительных процессах (прокатке) особенно важно повышать скорость деформирования, а при прессовании, напротив, для уменьшения разогрева целесообразно ее снижать.
Получение высокого и стабильного уровня свойств при BTMO возможно лишь при строгом соблюдении оптимальных термомеханических режимов ковки заготовок и штамповки, что очень затруднено при работе на молотах, в частности из-за сложности автоматизации процесса.
Главная