Способ изготовления методом порошковой металлургии конструктивных элементов из титана или титановых сплавов - RU2018139866A
Код документа: RU2018139866A
Формула
1. Способ изготовления методом порошковой металлургии конструктивного элемента из титана или титанового сплава, при котором сначала с применением состоящего из титана или титанового сплава металлического порошка формуется неспеченная заготовка, и на последующем этапе спекания она уплотняется и упрочняется, отличающийся тем, что для изготовления неспеченной заготовки используют металлический порошок из титана или титанового сплава, имеющий средний размер частиц < 25 мкм, измеренный посредством рассеяния луча лазера по ASTM B822-10, при этом этап спекания выполняют при температуре спекания макс. до 1100°C при продолжительности спекания ≤5 часов в атмосфере, находящейся под пониженным давлением по сравнению с нормальным давлением.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что максимальный размер частиц металлического порошка из титана или титанового сплава составляет < 30 мкм.
3. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что этап спекания выполняют в вакууме, при давлении ≤10-3 мбар, в частности при давлении 10-5 мбар.
4. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что этап спекания выполняют в атмосфере инертного газа, в частности в атмосфере аргона, при давлении ≤300 мбар.
5. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что для изготовления неспеченной заготовки используют металлический порошок из титана или титанового сплава, имеющий средний размер частиц < 20 мкм, в частности < 10 мкм, предпочтительно < 5 мкм.
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что продолжительность спекания составляет ≤3,5 часов, в частности ≤3 часов, предпочтительно ≤2,5 часов.
7. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что продолжительность спекания составляет по меньшей мере 1 час, предпочтительно по меньшей мере 2 часа.
8. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что температура спекания составляет максимум до 1050°C, предпочтительно максимум до 1000°C, в частности максимум до 950°C.
9. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что температура спекания составляет по меньшей мере 860°C.
10. Способ по одному из предыдущих пп., отличающийся тем, что в этапе спекания устанавливается температура спекания ниже температуры β-превращения материала титана или, соответственно, титанового сплава.
11. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что конструктивный элемент после этапа спекания имеет плотность материала > 97%, в частности > 98%, предпочтительно > 99%.
12. Способ по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что на этапе спекания выбирают температуру спекания, лежащую ниже 950°C, причем для достижения плотности материала конструктивного элемента > 97% после этапа спекания в следующем этапе к нему прикладывается давление и при необходимости температура, напр., он подвергается этапу холодного изостатического прессования (CIP) и/или горячего изостатического прессования (HIP).
13. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что конструктивный элемент сразу после этапа спекания подвергают термической дополнительной обработке.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что термическая дополнительная обработка представляет собой один или несколько из следующих способов обработки: горячее изостатическое прессование (HIP), закалка (Quench), равномерная закалка быстрым охлаждением (Uniform Rapid Quench, URQ).
15. Конструктивный элемент из титана или титанового сплава, изготовленный способом по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он имеет глобулярную α-структуру, имеющую средний размер зерна < 30 мкм.
16. Конструктивный элемент из титана или титанового сплава, изготовленный способом по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он имеет структуру, включающую в себя α-структуру, имеющую средний размер зерна < 30 мкм, и пластинчатую (α+β)-структуру, имеющую средний размер зерна первичной β-фазы < 90 мкм.
17. Конструктивный элемент из титана или титанового сплава, изготовленный способом по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что пластинчатая (α+β)-структура имеет средний размер зерна первичной β-фазы < 120 мкм.
