Получение полуфабрикатов из интерметаллидных двухфазных γ-TiAl+α 2-Ti3 Al сплавов с однородной мелкозернистой микроструктурой и их механические свойства

• Автор: Кузнецов, Андрей Витальевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 194 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Общая характеристика упорядоченных сплавов, у алюминиды титана
1.2 Формирование различных типов микроструктур в сплавах на основе у-Т1А
1.3 Механизмы деформации у алюминидов титана
1.4 Роль различных физико-химических и м икроструктурных
параметров, а также внешних факторов в механическом поведении у алюминидов титана при комнатной температуре
1.5 Роль различных физико-химических и микроструктурных
параметров в механическом поведении у алюминидов титана в интервале температур вязко-хрупкого перехода
1.6 Роль различных физико-химических и микроструктурных
параметров в механическом поведении у алюминидов титана в интервале температур сверхластичности
1.7 Технологии изготовления изделий из алюминидов титана
1.8 Постановка задачи исследования
Глава 2. Материалы и методика исследования
2.1 Выбор материалов и их состав
2.2 Высокотемпературная деформации массивных заготовок
2.3 Термическая обработка
2.4 Механические испытания
2.5 Металлографические исследования
2.6 Электронно-микроскопические исследования
2.7 Методика измерения плотности гидростатическим взвешиванием
Г лава 3. Разработка методов термомеханической обработки слитков у+ссг сплавов

3.1 Микроструктура и механическое поведение литых у+а2 сплавов при горячей изотермической деформации ниже эвтектоидной температуры
3.2 Микроструктура и механические свойства литого у+аг сплава подвергнутого деформации при температурах выше и ниже эвтектоидной
3.3 Оптимизация режимов двухстадийного метода термомеханической обработки слитков у+аг сплавов
3.4 Влияние термической обработки на микроструктуру термомеханически обработанных у+аг сплавов
Глава 4. Механические свойства у+аг сплавов с равноосной мелкозернистой структурой, полученной в результате термомеханической обработки
4.1 Влияние состава у+аг сплавов и методов их термомеханической и термической обработки на температуру вязко-хрупкого перехода
4.2 Сверхпластичность мелкозернистых у+аг сплавов
Глава 5. Механические свойства у+аг сплавов с пластинчатой
структурой, полученной термомеханической и термической обработкой
5.1 Влияние условий термообработки на формирование пластинчатой структуры в у+аг сплавах с различным размером колоний и межпластинчатым расстоянием
5.2 Механические свойства у+а2 сплавов с пластинчатой микроструктурой при комнатной температуре
5.3 Механические свойства у+а2 сплавов с пластинчатой микроструктурой при повышенных температурах
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Легкие сплавы на основе алюминида титана у-Т1А1 и содержащие фазу аг~ Тл3А1 (далее у+а.2 сплавы) в настоящее время рассматриваются как потенциальные конструкционные материалы для использования в области температур 600-900°С, которые найдут широкое применение в ближайшем будущем. Они предлагают уникальный комплекс механических свойств, которым не обладают традиционные конструкционные материалы. К ним относятся высокие удельные прочностные свойства и упругие модули, сохраняющиеся до высоких температур, высокие жаропрочность и сопротивление ползучести, высокое сопротивление окислению и горению. Эти свойства обусловлены остронаправленной ковалентной составляющей межатомной связи и упорядоченной атомной структурой. В то же время у+аг сплавы выигрывают и при сравнении с керамическими материалами, поскольку в отличие от них обладают определенной пластичностью и вязкостью разрушения. Наиболее перспективным применение у+аг сплавов представляется в авиационных и космических аппаратах. Из них могут быть изготовлены легкие наружные панели с ячеистым наполнителем и жесткие тонкостенные интегральные конструкции. Для этого необходимо разработать экономичную технологию прокатки листа из у+а2 сплавов. Основой этой технологии является разработка методов получения высококачественных заготовок под прокатку, обладающих низкой температурой вязко-хрупкого перехода и высокой пластичностью выше этой температуры.
Поскольку наиболее дешевым методом получения у+а2 сплавов является литье, в качестве стартового материала целесообразно использовать слитки. Однако низкая пластичность слитков затрудняет не только изготовление из них изделий, но и качественных мелкозернистых полуфабрикатов, необходимых для последующих технологических операций, таких как прокатка листа или закрытая изотермическая штамповка. Для улучшения пластичности слитка

за счет процессов дислокационного скольжения, вызываемого в соседней пластине. Границы у/а2 являются наиболее эффективными барьерами для распространения двойникования. Остановленные у этих границ двойники не вызывают заметного дислокационного скольжения в пластинах а2, так что остаются высокие концентрации напряжений в вершине двойника, также вызывая образование хрупких трещин [66, 75].
Однако авторы [66] считают, что сопротивление межфазных границ у/а2 не такое сильное, как утверждают другие. При взаимодействии двойников с границами у/а2 происходит призматическое скольжение дислокаций с вектором Бюргерса 1/3<112-0> в пластинах а2. Как правило, сдвиг двойникованием может аккомодироваться в пластинах с помощью скольжения призматической плоскости {11-00}.
С другой стороны, в работе [72] показано, что хотя и происходит активизация скольжения <112-0>{ 11-00} в а2, при взаимодействии с двойниками, по-прежнему недостаточно систем скольжения, особенно в направлении [0001]. Вследствие чего часто возникают высокие локальные концентрации напряжений в а2 пластинах перед деформационным двойником. Поэтому а2 пластины могут первыми разрушаться под действием этих концентраций и приложенной нагрузки.
Изучение поликристаллического пластинчатого ПА1 показало, что в нем имеет место скольжение одиночных дислокаций 1/2<110] и небольшое количество сверхдислокаций 1/2<011] или 1/2<112]. Одиночные дислокации искривляются и имеют тенденцию к образованию клубков, и производят много призматических дислокационных петель [66].
Деформации пластинчатых зерен характерна высокая анизотропия, границы зерен обычно вызывают большие концентрации напряжений, которые трудно устранимы с помощью скольжения или двойникования в соседних зернах, потому что деформация в основном изменяется от легкой моды к трудной моде или наоборот. Трудная мода деформации всегда наблюдается в