Комбинированное упрочнение титанового сплава ВТ6 и 3D модель его структурного строения

• Автор: Нестеров, Павел Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Оглавленис
Введение

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Общая характеристика титановых сплавов и сплава ВТ

1.2. Механизмы упрочнения титановых сплавов и сплава ВТ

1.3. Способы измельчения зерна

1.4. Водородная технология титановых сплавов

1.5. Пространственное структурное строение одно- и гетерофазных сплавов

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЛИЯНИЯ ФАЗОВОГО СОСТАВА И ТЕМПЕРАТУРНО-СКОРОСТНЫХ УСЛОВИЙ ДЕФОРМАЦИИ НА НАПРЯЖЕНИЕ ТЕЧЕНИЯ ВОДОРОДОСОДЕРЖАЩЕГО ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ
3.1. Влияние водорода на фазовый состав и микроструктуру сплава ВТ6
3.2. Зависимости удельного усилия сжатия сплава ВТ6 легированного водородом от степени и скорости деформации
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ НАЧАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДОРОДА И РЕЖИМОВ ВАКУУМНОГО ОТЖИГА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, ВЕЛИЧИНУ ЗЕРНА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК СПЛАВА ВТ6
4.1. Влияние начальной концентрации водорода и режимов вакуумного отжига на фазовый состав и средний диаметр а-зерна сплава ВТ
4.2. Влияние фазового состава и величины зерна на механические свойства листовых заготовок сплава ВТ
ГЛАВА 5. ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ СТРУКТУРНОГО СТРОЕНИЯ а+р -
ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ
5.1. 30 моделирование однофазной гомогенной равновесной полиэдрической структуры титана и однофазных твёрдых растворов а-титановых сплавов

5.2. Пространственные и плоскостные параметры однофазной структуры в
модели
5.3. Стереологические параметры 30 модели однофазной гомогенной равновесной полиэдрической структуры титана и однофазных твёрдых растворов а-титановых сплавов
5.4. 30 модель структурного строения а+р-сплава ВТ
5.5. Пространственные и плоскостные параметры структуры сплава ВТ6 в
модели
5.6. Стереологические параметры двухфазной структуры сплава ВТ
5.7. Заключение и выводы по главе
Выводы по работе
Список литературы
Приложение

Введение
Совершенствование аэрокосмической техники неразрывно связано с применением материалов с высокими конструкционными свойствами, обладающих высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью и эксплуатационной надежностью. Такому уникальному сочетанию свойств удовлетворяют титановые сплавы, без применения которых немыслимо развитие наукоемких высокотехнологичных отраслей химического машиностроения, энергетического машиностроения, авиационной и ракетной техники. Титан и его сплавы используют в промышленности и, прежде всего, в аэрокосмической технике более полувека. Однако техника не исчерпала их потенциальные возможности, а достигнутый уровень свойств и эксплуатационный ресурс не удовлетворяет растущим требованиям.
Упрочнение титановых сплавов достигается легированием элементами замещения и термомеханической обработкой (ТМО), включающей пластическую деформацию и термическую обработку. Основные механизмы упрочнения титановых сплавов разделяют на внутризеренные и межграничные. Внутризеренное упрочнение учитывают сопротивление движению дислокаций в теле зерна и включают: твердораствориое, субзеренное, дислокационное, дисперсионное и текстурное. Зернограничное основывается на торможении движущихся дислокаций границами зерен и описывается эмпирическим соотношением Холла-Петча. Научные положения разработки термомеханических режимов обработки нашли отражение в монографиях [1-13], а особая роль зернограничного упрочнения и способы формирования в поликристаллическом титане и его сплавах субмикро- и наноструктурного строения изложены в монографиях [14, 15]. Для обоснованного выбора компонент упрочнения конкретного сплава и соответствующей разработки ТМО необходим анализ их эффективности с количественной оценкой отдельных механизмов упрочнения и их суммарный вклад в общее

ВТ6 получить не только субмикрокристаллическую структуру с размером структурных составляющих 300-500нм, но и получить композитную аг+Р+а-структуру. Это позволило существенно на 200°С снизить температуру сверхпластической формовки с сохранением параметров СПД (таблица 1.4.1) и высоких механических свойств при комнатной температуре (таблица 1.4.2).
Таблица 1.4.
Характеристики сверхпластической деформации сплава ТІ-6А1-4У с
субмикрокристаллической структурой [65]
Направление вырезки образцов Температура испытаний, °С Начальная скорость деформации ё0, с’1 5,% о0,2, МПа
Направление прокатки 700 3-10-4с-1 810
725 3-10-4С-1 1020
Поперечное направление 700 3-10-4с-1 950
725 3-10-4с-1 900
Таблица 1.4.
Механические свойства (при 1=20°С) сплава Ті-6А1-4У[65]
Вид полуфабриката Состояние Направление вырезки образцов ств, МПа о0;2, МПа 5,%
плита горячекатаное НП 970 900 10,
ПН 1040 960 7,
лист После ТВО+деформация НП 1040 960 7,
ПН 1065 1025 6,