Способ прокатки заготовок из заэвтектоидных +2сплавов и способ получения заготовок для осуществления первого способа

Способ прокатки заготовок из заэвтектоидных +2сплавов и способ получения заготовок для осуществления первого способа

Реферат

 

Изобретение относится к области обработки металлов и сплавов давлением, в частности к обработке сплавов на основе алюминидов титана TiAl (-фаза) и Ti₃Al (₂-фаза), полученных литьем или методом порошковой металлургии. Способ предусматривает прокатку исходной заготовки с предварительно подготовленной мелкозернистой структурой на лист или фольгу с заданными толщиной и размером зерен, которую осуществляют в интервале скоростей деформации 10^-3 - 10¹ с^-1 и температур T^* - T_e ^oC, где T^* - преимущественно 400 - 700^oC, а T_e - температура эвтектоидного превращения, за один или несколько этапов, осуществляемых, в свою очередь, за N проходов в изотермических или квазиизотермических условиях, при этом температуру нагрева заготовки на каждом последующем этапе T_i+1 выбирают из условий T_i+1 = T_i, где T_i - температура нагрева заготовки на предыдущем этапе, причем для первого этапа T_i = T₀, где Т₀ - температура на последнем этапе при получении заготовки под прокатку, или T_i+1 = T_i + T_i+1 или T_i+1 = T_i - t_i+1, где T_i+1 выбирают из условия допустимого роста зерен, а t_i+1 - из условий деформируемости или деформируемости и снижения окисляемого сплава. Исходную заготовку для осуществления способа прокатки получают нагревом и деформацией в интервале температур 700 - T_e^oC, где T_e - температура эвтектоидного превращения, со скоростями 10^-4 - 10¹ с^-1 за i этапов, за n переходов на каждом этапе с суммарной степенью деформации , обеспечивающей измельчение размера зерен за счет рекристаллизации, при этом температуру T_i и скорость деформации _i заготовки на каждом этапе определяют по результатам испытаний N_i образцов, имеющих размер зерен/колоний d_i, причем d_i = d_заг, одноосным сжатием в изотермических условиях в указанном температурно-скоростном интервале с учетом размера рекристаллизованных зерен и удельного рекристаллизованного объема, а количество этапов определяют, исходя из последовательного уменьшения размера зерен в исходной заготовке до требуемого значения. Техническим результатом изобретения является получение листа и фольги с регламентированной структурой, а также подготовка мелкозернистой микроструктуры в исходных заготовках для осуществления способа прокатки. 2 с. и 35 з.п.ф-лы, 8 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области обработки металлов и сплавов давлением, в частности к обработке сплавов на основе алюминидов титана TiAl (-фаза) и Ti₃Al (₂-фаза), полученных литьем или методом порошковой металлургии. Оно может быть использовано для получения листа и фольги с регламентированной структурой.

Заэвтектоидные сплавы на основе +₂-фаз (далее +₂-сплавы) характеризуются высокой жаропрочностью и жаростойкостью, что в сочетании с низким удельным весом делает их весьма привлекательными для высокотемпературного применения. Наиболее перспективным представляется применение +₂-сплавов в авиационных и космических аппаратах. Из них могут быть изготовлены легкие наружные панели с ячеистым наполнителем и жесткие тонкостенные интегральные конструкции. Поэтому главной задачей является создание промышленного производства листа и фольги из указанных сплавов. Наиболее эффективным способом получения листа и фольги является прокатка. Однако низкая обрабатываемость +₂-сплавов существенно затрудняет любую их деформационную обработку, включая и прокатку. Повысить обрабатываемость этих сплавов можно а) формированием в этих сплавах однородной равноосной мелкозернистой микроструктуры, б) применением таких методов и режимов прокатки, которые бы обеспечивали однородное развитие в заготовке пластической деформации и препятствовали бы ее локализации.

Известен способ [Н. Clemens, N. Eberhardt, W. Glatz, H.-P. Martinz, and N. Reheis, in "Structural Intermetallics 1997", eds. M.V. Nathal, R. Darolia, C. T. Liu, P.L. Martin, D.B. Miracle, R. Wagner, and M. Yamaguchi, pp. 277-286, TMS, Warendale, PA (1997)], суть которого заключается в следующем. Исходные заготовки сплава Ti-48Al-2Cr-2Nb (в ат.%), полученные методом порошковой металлургии были подвергнуты горячему изостатическому прессованию при 1300^oC в течение 2 ч. В результате в них была получена относительно мелкозернистая дуплексная микроструктура. После этого они помещались в оболочку, нагревались до температур (+)- фазовой области и прокатывались на холодных валках с большой скоростью ("пакетная" прокатка). Оболочка нужна была для создания квазиизотермических условий, а также для защиты материала от окисления. Описанным способом был получен лист с размерами 1200х400х1,5 мм³.

Порошковая металлургия позволяет получить в +₂-сплавах относительно мелкое зерно, причем в довольно больших масштабах. К достоинствам порошкового материала следует также отнести характерную для него высокую однородность распределения фаз и в целом микроструктуры. Все это обеспечивает высокую обрабатываемость порошкового сплава. Однако описанный способ имеет ряд недостатков. Во-первых, высокоскоростная прокатка в (+)-фазовой области ведет к формированию ярко выраженной строчечной структуры из-за существенного различия деформационных характеристик структурных составляющих (пластинчатой и равноосной и фаз ( и ). Во-вторых, отсутствие изотермических условий дополнительно способствует неоднородному распределению фаз и по длине листа. В-третьих, высокая температура прокатки предполагает и высокие температуры последующих операций с листом, таких, например, как сверхпластическая формовка и диффузионная сварка и, соответственно, высокую их трудоемкость. В-четвертых, порошковые материалы обычно содержат микропоры внутри отдельных зерен, которые не устраняются прокаткой. Наконец, использование дорогого порошкового материала существенно повышает стоимость прокатки. Поэтому в настоящее время значительные усилия направляются на изготовление листов из литых +₂-сплавов.

Известен способ [Н. Clemens, W. Glatz, P. Schretter, C. Koeppe, A. Bartels, R. Behr and A. Wanner, in "Gamma Titanium Aluminides", eds. Y-W. Kim, R. Wagner, M. Yamaguchi, pp. 717-726, TMS, Warendale, PA, 1995], суть которого заключается в следующем. Литые заготовки из сплавов Ti-48Al-2Cr и Ti-47Al-2Cr-0.2Si (в ат.%) подвергались гомогенизирующему отжигу в -области, помещались в оболочку, нагревались до температур (+)-фазовой области, быстро переносились в пресс и однократно деформировались сжатием на =85% с высокой скоростью (10^-1 с^-1) на холодном инструменте. Прокатку заготовок с предварительно измельченной микроструктурой осуществляли на стандартном промышленном прокатном стане также в оболочке. Заготовки нагревалась до (+)-температурной области и прокатывались на холодных валках при относительно низких скоростях прокатки (< 10 м/мин). Описанным способом был получен лист размером 800х300х1,5 мм³.

Описанный способ имеет ряд недостатков, связанных с применением высоких скоростей деформации в (+)-фазовой области литых сплавов. В результате гомогенизирующего отжига в материале формируется крупнозернистая пластинчатая структура. При последующей высокоскоростной квазиизотермической деформации происходит трансформация этой структуры в мелкозернистую равноосную микроструктуру (в результате развития динамической и постдинамической рекристаллизации). Однако однократная деформация не может обеспечить полную проработку слитка: остаются нерекристаллизованные области в застойных зонах, а также отдельных зернах (колониях), неблагоприятно ориентированных для развития динамической и, соответственно, постдинамической рекристаллизации. Другим серьезным недостатком микроструктуры, формирующейся в заготовке при однократной деформации в (+)-фазовой области, является неоднородное распределение в материале ₂-фазы, что проявляется в ее ярко выраженной строчечности. Она обусловлена исключительной склонностью литых -сплавов к локализации пластического течения. Ей способствуют: i) крупнозернистая структура, присущая слитку с развитой зоной столбчатых кристаллов, протяженность которой существенно возрастает с увеличением его размеров; ii) сильная склонность этих сплавов к дендритной ликвации, обусловленная наличием двойного каскада перитектических реакций и iii) упомянутое выше существенное различие деформационных характеристик структурных составляющих (пластинчатой и равноосной ) и фаз ( и ). Последующая прокатка в (+)-фазовой области в силу отмеченных выше причин ведет к усилению неоднородности распределения ₂-фазы и строчечности, что может вызвать даже разрушение листа. Вместе с тем прокатка приводит к неоднородному распределению ₂-фазы не только поперек листа, но из-за отсутствия изотермических условий и по длине листа. Таким образом, неоднородность микроструктуры, присущая литым +₂-сплавам, усиливается при использовании традиционных методов прокатки и ковки.

Для повышения однородности микроструктуры и выравнивания механических свойств в пределах листа представляет интерес применение изотермической прокатки. Известен способ [A. Morita, N. Fujitsuna, and Н. Shigeo, in Symp. Proc. for Basic Technologies for Future Industries High-Performance Materials for Severe Environments 4^th Meeting, Tokyo, Japan: Japan Industrial Technology Association, 1993, pp. 215-223], суть которого заключается в следующем. Литые бинарные сплавы Ti-46Al и Ti-50Al прокатывались в изотермических условиях в интервале 1000-1100^oC со скоростью 2-6 мм/мин (~10^-3), со степенью деформации за 1 проход 5-15%, на суммарную степень 75%. В результате были получены листы шириной до 150 мм и толщиной до 0,75 мм. Главным достоинством способа является применение при прокатке режимов сверхпластичности, что обеспечивает высокую обрабатываемость материала и способствует повышению его микроструктурной однородности как вдоль, так и поперек листа. Отсутствие оболочки является еще одним его плюсом. Вместе с тем способ обладает рядом существенных недостатков. Главный из них связан с использованием в качестве исходного материала литых сплавов, характеризующихся, как известно, крупнозернистой микроструктурой. Авторы рассматривают прокатку в основном лишь как способ придания изделию формы листа, но при этом не уделяют должного внимания формированию в нем однородной полностью рекристаллизованной мелкозернистой структуры. Отсутствие предварительного измельчения вынуждает также вести прокатку при довольно высоких температурах и низких скоростях деформации. В результате приходится использовать защитную атмосферу и дорогостоящие молибденовые валки.

Следует отметить, что к настоящему времени пока не удалось разработать технологию прокатки листа на фольгу. Это прежде всего связано с низким качеством получаемого листа.

Таким образом, для широкого внедрения +₂-сплавов представляется важным в совершенстве овладеть технологией их прокатки. Эта технология должна быть прецизионной с точки зрения обеспечения в листе и фольге однородной микроструктуры и целесообразной с точки зрения производительности и стоимости. Она должна включать предварительное изготовление заготовок под прокатку с однородной мелкозернистой микроструктурой и последующую их прокатку при температурно-скоростных условиях, обеспечивающих относительно однородное протекание деформации.

Задача изобретения заключается в разработке способа прокатки заготовок из +₂ сплавов на лист и фольгу с регламентированной микроструктурой. Задачей изобретения является также подготовка мелкозернистой микроструктуры в исходных заготовках для осуществления способа прокатки. Дополнительной задачей изобретения является повышение экономичности способа получения листа и фольги из этих сплавов.

Поставленная задача решается способом прокатки заготовок из заэвтектоидных +₂- сплавов, отличающимся тем, что в качестве исходной выбирают заготовку с предварительно подготовленной мелкозернистой структурой, прокатку на лист или фольгу с заданной толщиной и размером зерен осуществляют в интервале скоростей деформации 10^-3-10¹ с^-1 и температур Т^*- Т_e^oC, где Т^* принимает значение преимущественно 400-700^oC, а Т_e - температура эвтектоидного превращения, за один или несколько этапов осуществляемых в свою очередь за N проходов в изотермических или квазиизотермических условиях, при этом температуру нагрева заготовки на каждом последующем этапе T_i+1 выбирают из условий T_i+1= T_i, где T_i - температура нагрева заготовки на предыдущем этапе, причем для первого этапа T_i=T₀, где Т₀ - температура деформации на последнем этапе при получении заготовки под прокатку, или T_i+1=T_i+T_i+1 или T_i+1= T_i-t_i+1, где T_i+1 выбирают из условия допустимого роста зерен, а t_i+1 - из условий деформируемости или деформируемости и снижения окисляемости сплава.

Поставленная задача решается также, если: для получения листа толщиной до 1 мм прокатку осуществляют за один этап в квазиизотермических условиях в оболочке со скоростью деформации 10^-1-10¹ с^-1; для получения листа толщиной до 0,5 мм прокатку осуществляют в изотермических условиях за один этап со скоростью 10^-3 - 10^-1 с^-1; для получения листа толщиной до 0,5 мм прокатку осуществляют за два этапа, причем первый этап в квазиизотермических условиях в оболочке со скоростью деформации 10^-1 - 10¹ с^-1, а второй в изотермических условиях со скоростью деформации 10^-3-10^-1 с^-1, при этом промежуточная толщина листа зависит от полученной длины; для получения листа толщиной до 1 мм прокатку осуществляют за два этапа, причем на первом этапе деформацию проводят в изотермических условиях, а на втором деформацию проводят в квазиизотермических условиях в оболочке до достижения требуемых размеров; для получения фольги толщиной не более 0,1 мм прокатку листа осуществляют за несколько этапов в изотермических условиях, причем последний этап осуществляют в оболочке при температуре предыдущего этапа со скоростью 10^-3-10^-1 с^-1; для получения фольги толщиной не более 0,1 мм прокатку листа осуществляют за несколько этапов в изотермических условиях, причем последний этап осуществляют в интервале 400-700^oC без оболочки со скоростью 10^-3-510^-3 с^-1; для получения фольги толщиной не более 0,1 мм прокатку листа осуществляют за два этапа, причем первый этап проводят в квазиизотермических условиях, а второй - в изотермических условиях в оболочке при температуре не ниже 700^oC; для получения фольги толщиной не более 0,1 мм прокатку листа осуществляют за два этапа, причем первый этап проводят в квазиизотермических условиях, а второй - в изотермических условиях без оболочки при 400 - 700^oC; при прокатке листа в интервале 400-700^oC между проходами проводят промежуточные отжиги при температура 700-900^oC; направление прокатки между проходами каждого этапа, а также между этапами изменяют на 90^o; после последнего прохода последнего этапа проводят термообработку листа при температуру на 20-100^oC ниже температуры деформации в течение 1-10 ч; после последнего прохода последнего этапа проводят термообработку фольги при 700-900^oC в течение 1-10 ч; после последнего прохода последнего этапа проводят термообработку листа и фольги выше температуры T в течение 15-120 мин, охлаждение со скоростью 0,5 - 50^oС/с; в качестве окончательной термообработки проводят старение листа и фольги при температуре ниже Т_е в течение 2-100 часов; поставленная задача в части получения заготовок из заэвтектоидных +₂-сплавов для осуществления способа прокатки решается способом, заключающимся в нагреве и деформации, отличающимся тем, что деформацию исходной заготовки осуществляют в интервале температур 700-Т_е^oC, где Т_е - температура эвтектоидного превращения, со скоростями 10^-4-10^-1 с^-1 за i этапов, за n переходов на каждом этапе, с суммарной степенью деформации , обеспечивающей измельчение размера зерен за счет рекристаллизации, при этом температуру T_i и скорость деформации заготовки на каждом этапе определяют по результатам испытаний N_i образцов, имеющих размер зерен/колоний d_i, причем d₁= d_заг, одноосным сжатием в изотермических условиях в указанном температурно-скоростном интервале, с учетом размера рекристаллизованных зерен и удельного рекристаллизованного объема, а количество этапов определяют исходя из последовательного уменьшения размера зерен в исходной заготовке до требуемого значения; при испытании образцов сжатием степень деформации выбирают порядка 80%; после испытания образцы охлаждают со скоростью, препятствующей развитию метадинамической рекристаллизации; при выборе конкретной температуры и скорости деформации заготовки на каждом этапе дополнительно учитывают коэффициент скоростной чувствительности напряжения течения m, определяемый при деформации образцов; после испытания заготовку охлаждают со скоростью, препятствующей развитию метадинамической рекристаллизации; перед деформацией заготовку подвергают гомогенизирующему отжигу при температуре T (10-20^oC) в течение 30-240 мин, где T - температура -превращения; перед деформацией заготовку подвергают горячему изостатическому прессованию при температуре T + (10-20^oC); деформацию заготовки осуществляют ковкой; деформацию заготовки осуществляют ковкой со сменой осей деформации после каждого перехода; деформацию заготовки осуществляют равноканально-угловым прессованием при угле между каналами 90^o < / < 150^o; деформацию заготовки осуществляют равноканально-угловым прессованием с поворотом заготовки вокруг оси деформирования после каждого перехода; деформацию заготовки осуществляют экструзией; берут заготовку из сплава содержащего равномерно распределенные частицы (бориды, силициды); перед деформацией заготовку подвергают деформации при температуре T +(10-40^oC) на степень e не менее 1 со скоростью 10^-1-10¹ с^-1, с использованием инструмента, имеющего комнатную температуру, методом, зависящим от требуемой формы заготовки; перед деформацией заготовку подвергают ковке в оболочке; перед деформацией заготовку подвергают экструзии в оболочке; перед деформацией заготовку подвергают четырехвалковой прокатке в оболочке; перед деформацией заготовку подвергают нагреву до 950-1050^oC и последующему однократному равноканально-угловому прессованию при 900-1000^oC со скоростью = 10^-3-10^-2 с^-1 на степень не менее 60% эквивалентной растяжению; при деформации крупногабаритной заготовки на первом переходе первого этапа ее нагревают до температуры T₁ + T, где T не более 200^oC и зависит от коэффициента К, показывающего, во сколько раз размеры заготовки больше размеров образца, а также исходного размера зерен/колоний, при этом деформирующий инструмент нагревают до температуры T₁; при деформации крупногабаритной заготовки с исходным крупным размером зерен/колоний на первом переходе первого этапа скорость деформации выбирают в интервале 10^-4-510^-4 с^-1; после каждого перехода проводят промежуточные отжиги заготовки при температуре на 20-50^oC выше температуры инструмента; после каждого этапа деформации проводят промежуточные отжиги заготовки при температуре на 20-50^oC ниже температуры предшествующего этапа деформации.

В изобретении предлагается подход, позволяющий прокатывать заготовки из +₂-сплавов с целью получения из них листа и фольги с однородной микроструктурой. Этот подход включает в себя: 1) получение методом изотермической или квазиизотермической деформации при относительно низких температурах - в +-фазовой области заготовок под прокатку с однородной мелкозернистой микроструктурой; 2) последующую прокатку заготовок в той же фазовой области в изотермических или/и квазиизотермических условиях (фиг. 1).

В первом случае квазиизотермические условия предполагают поддержание температуры заготовки в процессе деформации на уровне температуры нагрева под деформацию, поскольку основной характеристикой этапа, приводящего к измельчению микроструктуры, является температура деформации. Этого можно достичь, используя теплоизолирующие материалы, повышенные скорости деформации и относительно небольшую разницу температур между заготовкой и инструментом. Во втором случае квазиизотермические условия допускают снижение температуры при прокатке.

Так как в +₂-фазовой области обе фазы упорядочены, их деформационные характеристики и, соответственно, деформационные характеристики структурных составляющих отличаются меньше, чем в +-фазовой области. Это способствует формированию при прокатке однородной мелкозернистой микроструктуры.

Предварительная подготовка однородной мелкозернистой структуры в заготовке из +₂-сплава методом горячей деформации является ключевым моментом, поскольку именно она дает возможность проводить последующую прокатку в +₂-фазовой области как в изотермических, так и квазиизотермических условиях или сочетая эти условия на разных этапах.

Прокатка в изотермических условиях осуществляется на стане, оснащенном устройством для нагрева валков. Наличие изотермических условий позволяет проводить прокатку при относительно низких скоростях деформации. Это не только облегчает прокатку таких малопластичных материалов как +₂-сплавы, но способствует сохранению той однородности микроструктуры, которая была достигнута предыдущей обработкой. Более того, прокатка в изотермических условиях позволяет достичь дополнительного измельчения микроструктуры в листе и, тем самым, существенно облегчить последующую его прокатку на фольгу. Другим важным достоинством прокатки в изотермических условиях является то, что ее можно проводить без оболочки в атмосфере воздуха.

Прокатка в квазиизотермических условиях позволяет использовать как обычный промышленный стан (без нагрева валков), так и "изотермический" стан. Она ведется при повышенных скоростях деформации в оболочке (в "пакете").

Конкретная температура первого этапа прокатки определяется температурой последнего этапа подготовки структуры Т₀. В случае прокатки в изотермических условиях температура первого этапа прокатки может как совпадать с Т₀, так и быть сниженной на величину t₁ или повышенной на величину T₁. В любом случае скорость прокатки и выбирают таким образом, чтобы избежать нарушения сплошности листа. При снижении температуры и в отсутствии оболочки прокатка ведется при относительно низких скоростях деформации (10^-3-10^-2 с^-1). При повышении температуры и/или использовании оболочки прокатка проводится с повышенными скоростями (10^-2-10^-1 с^-1).

Снижение температуры прокатки важно с двух точек зрения. Оно позволяет уменьшить толщину окисленного слоя в листе (который удаляется после получения листа) и обеспечить дополнительное измельчение микроструктуры. В этом случае температурно-скоростные режимы прокатки выбираются не только из критерия сохранения сплошности листа, но и из необходимости достижения во всем его объеме дополнительного измельчения микроструктуры за счет динамической рекристаллизации. Уменьшение размера зерен увеличивает деформационную способность материала и благодаря этому на последующем этапе температура прокатки вновь может быть снижена и т.д. В результате, после i-го этапа в полученном листе достигается субмикронный размер зерен. При таком малом размере зерен +₂-сплавы сохраняют высокую деформационную способность вплоть до 600^oC, что очень важно при прокатке листа на фольгу. В этом случае температура прокатки T_i=T^* и, соответственно, t_i уже определяются другими факторами. Использование жесткого прокатного стана, системы нагрева валков, обеспечивающей кратковременное (несколько секунд) пребывание листа в горячей зоне, и высокая деформационная способность субмикронного материала позволяют его прокатывать на фольгу без предварительного нагрева в проходной печи и промежуточных отжигов при довольно высокой температуре 650-700^oC. Малая длительность пребывания тонкого листа в горячей зоне препятствует ее окислению. При использовании менее жесткого стана или/и менее совершенной системы нагрева валков прокатку на фольгу приходится осуществлять при более низких температурах с промежуточными отжигами. Следует отметить, что снижение температуры прокатки и дополнительное измельчение в результате этого микроструктуры важно в стратегическом плане. Это позволяет осуществлять последующие операции с листом и фольгой (например, сверхпластическую формовку) при относительно низких температурах, что существенно снижает их трудоемкость.

Повышение температуры прокатки на любом этапе позволяет повысить скорость деформации и, тем самым, повысить ее производительность. Однако при выборе величины T нельзя допускать такого роста зерен за счет статической рекристаллизации, который бы привел к заметному снижению пластичности +₂-сплава. При этом Т_i+1 + T T_e.

При прокатке в квазиизотермических условиях температура, на которую нагревают "пакет", зависит от температуры валков. При теплых или холодных валках величина T также выбирается из требования допустимого роста зерен за счет статической рекристаллизации. Если температура валков достаточно высока, то температура "пакета" может быть даже ниже T₀ на величину t. "Пакетная" прокатка ведется со скоростью деформации 10^-1-10¹ с^-1. Чем выше температура валков, тем при более низкой скорости можно проводить прокатку и тем более однородная микроструктура формируется в листе. После прокатки заготовки на лист в квазиизотермических условиях последующую прокатку листа на фольгу рекомендуется проводить с промежуточными отжигами.

Как отмечалось выше, прокатка в квазиизотермических условиях осуществляется в "пакете" и с большой скоростью. В процессе прокатки по мере уменьшения толщины "пакета" и увеличения его длины разница температур в начале и в конце заготовки возрастает. Поэтому для повышения однородности микроструктуры рекомендуется прокатку заготовки вести на горячих валках и после каждого или нескольких проходов ее разворачивать на 90^o. Тем не менее, прокатку заготовки в квазиизотермических условиях не целесообразно вести на лист толщиной менее 1 мм.

Прокатка в изотермических условиях позволяет за один этап получить лист толщиной до 0,5 мм. Для уменьшения толщины окисленного слоя температуру прокатки следует взять как можно ниже - насколько позволяет деформационная способность материала. Другой, радикальный, способ защиты поверхности листа от окисления связан с использованием оболочки. В этом случае прокатку можно вести как при температуре последнего этапа подготовки структуры T₀, так и более низкой температуре.

Для получения листа толщиной до 0,5 мм прокатку можно осуществлять за два этапа. На первом этапе целесообразно использовать высокую производительность прокатки в квазиизотермических условиях. В процессе прокатки по мере уменьшения толщины пакета и, соответственно, увеличения его длины "квазиизотермичность" ухудшается и целесообразно перейти ко второму этапу прокатки - в изотермических условиях, которую можно осуществлять как в оболочке, так и без нее, но при более низкой температуре.

Для получения листа толщиной до 1 мм прокатку можно осуществлять за два этапа, включающие в себя сначала прокатку в изотермических, а затем квазиизотермических условиях. Такая последовательность операций прокатки возможна, если изотермическая прокатка используется как способ получения листовых полуфабрикатов с однородной микроструктурой, а сам "изотермический" прокатный стан не позволяет получить требуемые листы больших размеров. Последующая прокатка в квазиизотермических условиях на промышленном стане позволяет достичь требуемых размеров листа.

Как уже отмечалось выше, поэтапная прокатка в изотермических условиях с постепенным снижением температуры прокатки и измельчением микроструктуры позволяет получить лист толщиной до 0,5 мм с субмикронным размером зерен. Для получения фольги толщиной не более 0,1 мм последующую прокатку листа в изотермических условиях (с предварительно удаленным окисленным слоем) осуществляют в оболочке (в "конверте") при температуре предыдущего этапа. "Конверт" предохраняет поверхность фольги от повторного окисления и позволяет вести прокатку при относительно высокой температуре и скорости деформации, обеспечивая ее высокую производительность.

Для получения фольги толщиной не более 0,1 мм последний этап прокатки листа в изотермических условиях осуществляют в интервале 400-700^oC без оболочки со скоростью 10^-3 - 5 10^-3 с^-1. Как отмечалось выше, выбор конкретной температуры прокатки зависит от ряда факторов: жесткости "изотермического" прокатного стана, системы нагрева валков, окисляемости и деформационной способности +₂-сплава. Обычно +₂-сплавы начинают окисляться с температуры около 600^oC. В субмикрокристаллическом состоянии эти сплавы обладают довольно высокой деформационной способностью при 650-700^oC. Поэтому при наличии жесткого прокатного стана и системы нагрева валков, препятствующей окислению листа, прокатку его осуществляют при 650-700^oC без промежуточных отжигов, что обеспечивает высокую производительность прокатки. Если жесткость прокатного стана невысока и/или несовершенна система нагрева валков, то прокатку приходится проводить при более низких температурах. В этом случае рекомендуется проводить промежуточные отжиги.

Фольга толщиной не более 0,1 мм может быть получена также в результате прокатки в квазиизотермических условиях на первом этапе и последующей прокатки в изотермических условиях в "конверте" при температуре не ниже 700^oC на втором этапе. Благодаря "конверту" прокатка листа на фольгу ведется при относительно высоких температурах. Это обеспечивает высокую деформационную способность материала и возможность прокатки без промежуточных отжигов.

Фольга толщиной не более 0,1 мм может быть получена также в результате прокатки в квазиизотермических условиях на первом этапе и последующей прокатке в изотермических условиях без оболочки при 400-700^oC на втором этапе. В этом случае прокатка листа в изотермических условиях осуществляется с промежуточными отжигами, которых тем больше, чем ниже ее температура.

Промежуточные отжиги фольги проводятся в вакууме при 700-900^oC.

Возврат и рекристаллизация, протекающие в этом интервале температур, снимают избыточные внутренние напряжения в листе, что способствует повышению его деформационной способности.

Поскольку +₂-сплавы склонны к формированию строчечной структуры при деформации, целесообразно менять направление прокатки между проходами каждого этапа, а также между этапами на 90^o. Особенно это важно при прокатке в квазиизотермических условиях, которая обычно ведется при больших скоростях, чем прокатка в изотермических условиях.

После последнего прохода последнего этапа прокатки целесообразно проводить термообработку листа при температуре на 20-100^oC ниже температуры деформации в течение 1-10 ч. Возврат и рекристаллизация, протекающие при этих температурах, снимают избыточные внутренние напряжения в листе и повышают однородность его микроструктуры. После указанной термообработки лист можно подвергать последующим операциям, например сверхпластической формовке.

После последнего прохода последнего этапа целесообразно проводить термообработку фольги при 700-900^oC в вакууме для снятия внутренних напряжений.

Если после прокатки достигнут требуемый размер листа (фольги), то для получения в ней полностью пластинчатой микроструктуры с относительно крупным размером колоний ее подвергают термообработке выше температуры T. Размер колоний контролируется температурой и временем выде