Структура и свойства крупногабаритных массивных поковок и штамповок сплава ВТЗ-1 в связи с распределением легирующих элементов, разработка режима термической обработки

• Автор: Сизько, Евгений Андреевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Днепропетровск
• Количество страниц: 200 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Аналитический обзор.

1.1 Распределение легирующих элементов в титане и его влияние на свойства титановых сплавов .

1.2 Фазовые превращения, происходящие в двухфазных

се р титановых сплавах при закалке

1.3 Термическая обработка двухфазных р титановых сплавов с целью получения необходимой

структуры и свойств .

2. Материал и методики исследования

3. Сравнительные исследования особенностей структуры, распределения легирующих элементов и механических свойств крупногабаритных штамповок и поковок из

об титанового сплава ВТЗ1

ЗЛИсходная макроструктура поковок и штамповок .
3.2 Исходная микроструктура . . .
3.3 Изучение распределения легирующих элементов в
образцах поковок и штамповок
3.4 Механические свойства крупногабаритных массивных изделий.
4. Термическая обработка поковок сплава ВТЗ1 на
твердый раствор
4.1 Разработка режимов термической обработки с целью
измельчения зеренной структуры
4.2 Исследования фазового состава и структуры сплава
после обработки на твердый раствор
4.3 Исследование распределения легирующих элементов в
сплаве после терлообработки на р твердый раствор
стр.
5. Исследование структуры и свойств поковок и штам
повок после термической обработки в об р области
5.1 Термическая обработка в об Ь области
5.2 Изменение микроструктуры поковок и штамповок
в процессе нагрева
5.3 Вторичная об фаза в крупногабаритных массивных штамповках.
5.4 Дробление пластин в первичной обт фазе в
процессе высокотемпературной обработки штамповок
5.5 Исследование распределения легирующих элементов
в поковках и штамповках, обработанных в об
области.
5.6 Влияние температуры закалки на физикомеханические свойства сплава ВТЗ в кованом и штампова
ном состояниях
5.6.1 Изменение фазового состава и твердости
5.6.2 Изменение плотности . .
5.6.3 Изменение удельного электросопротивления . . .
6. Разработка режимов термической обработки крупногабаритных изделий из сплава ВТЗ
6.1 Разработка режимов термической обработки поковок
6.2 Разработка режимов термической обработки штамповок
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Появление в сплаве об' - фазы приводит к увеличению его прочности и снижению пластичности. Для ос" - фазы характерна умеренная прочность и повышенная пластичность, близкие к свойствам ]ь - фазы. Переход от <*' - к ос" - структуре сопровождается уменьшением прочности и твердости сплавов и повышением их пластичности / /. При дальнейшем повышении концентрация легирующих элементов в сплавах титана с переходными элементами фиксируется бо - фаза, имеющая гексагональную кристаллическую решетку / /. Ее образование приводит к появлению дополнительных размытых линий на рентгенограммах. Превращение ^ — со при закалке происходит как одновременное закономерное смещение атомов на расстояния, не превышающие межатомные. Появление со - фазы вызывает охрупчивание, резкое увеличение твердости и снижение пластичности сплава / 8 /. Стабильность р> - фазы, зафиксированной закалкой, существенно зависит от содержания в ней - стабилизаторов. Если их концентрация невелика, то р - фаза, сохранившаяся после закалки, распадается при длительном приложении напряжения, ее называют механически нестабильной. При дальнейшем повышении содержания ^ - стабилизаторов образуется термодинамически стабильная ? Образование метастабильных фаз в титановых сплавах является предметом острой дискуссии. Ряд авторов / , / полагает, что образование об" , со - и - фаз определяется электронной концентрацией. В работе / / приводятся обобщенные данные о связи электронных концентраций с образованием метастабильных фаз для различных легирующих элементов. В работе / / отмечается, что образование метастабильных фаз связывается как с электронной концентрацией, так и с атомным объемом. А и валентность большую, чем у титана. Авторы /, / подвергают критике положение о решающей роли электронной концентрации при образовании метастабильных фаз во время закалки и полагают, что термодинамический подход более верен. Пользуясь термодинамическим анализом, они показали, что со - фаза в титановых сплавах образуется при достаточно высоких давлениях и в широком интервале концентраций легирующих элементов. Таким образом, в настоящее время накоплен значительный экспериментальный и теоретический материал по вопросу образования метастабильных фаз при закалке титановых сплавов, их структуре, влиянию на механические свойства металла, определению критических концентраций, при которых фиксируются метаста-бильные фазы. Однако нет единого мнения по вопросам условий образования метастабильных фаз в ы. Термическая обработка двухфазных об + ? Структура титановых сплавов формируется в процессе кристаллизации, горячей деформации и последующей термической обработки / 6, 7 /. В связи с этим, наряду с изучением схем и режимов деформации, обеспечивающих получение определенной структуры в полуфабрикатах, в настоящее время большое внимание уделяется термической обработке /7, 8, /. Упрочняющая термическая обработка титановых сплавов основана на фазовых превращениях, происходящих вследствие существования двух полиморфных модификаций титана - низкотемпературной, имеющей ГПУ - решетку ( об -TL), и высокотемпературной, тлеющей ОЦК - решетку ( -TL ) / 7 /. Для двухфазных об + jb - титановых сплавов применяются следующие виды терлической обработки. Отжиг П-рода, который основан на изменении фазового состава, а также соотношения и концентрации об - и р, - фаз. Он состоит в нагреве до определенных температур, достаточно длительной выдержке и последующем медленном охлаждении на воздухе или вместе с печью / 7 /. В зависимости от состава и требуемых свойств применяют различные виды отжига: обычный, двойной, изотермический, со ступенчаты/, охлаждением и др. В работе / 8 / предложен следующий режим изотермического отжига для сплава BT3-I: нагрев при 0° С, I час, охлаждение с печью до 0° С, 2 часа, охлаждение на воздухе. Этот режим позволяет получить следующие значения механических свойств : Op. Двойной отжиг для сплава BT3-I / 8 / заключается в нагреве при 0° С, I час, охлаждении на воздухе + 0° С, 2 . Этот режим позволяет повысить прочностные свойства сплава на 8 .