Влияние термической и термомеханической обработки на фазовый состав, структуру и механические свойства полуфабрикатов из титанового сплава ВТ16

• Автор: Степанов, Степан Игоревич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 189 с. : ил.

1 Обзор литературных источников

1.1 Общая характеристика аРтитановых сплавов.

1.1.1 Взаимодействие титана с легирующими элементами и примесями

1.1.2 Характеристика сплава ВТ

1.2 Формирование структуры и свойств при закалке сплава.

1.3 Формирование структуры и свойств закаленного и деформированного сплава при последующей термической обработке

1.3.1 Превращения, протекающие при непрерывном нагреве

1.3.2 Закономерности распада мстастабильных фаз в сплаве при старении отпуске.

1.4 Влияние деформации на структуру и свойства сплава.

1.4.1 Влияние деформации на изменение фазового состава и механических свойств сплава ВТ
1.4.2 Закономерности распада метасгабильных фаз при старении отпуске деформированного сплава ВТ.
1.5 Способы измельчения структуры и повышения свойств методами термомеханической обработки ТМО.
1.6 Формирование текстуры в артитановых сплавах при прокатке и термической обработке.
1.7 Постановка задачи исследования
2. Материалы и методика исследования
2.1. Материал исследования
2.2. Термическая обработка сплава ВТ
2.3. Методика исследований.
3. Формирование структуры, фазового составаи свойств в титановом сплаве ВТ при закалке
3.1. Анализ структурных, фазовых превращений в сплаве ВТ, закаленном с различных температур.
3.2 Формирование комплекса физикомеханических свойств сплава ВТ при закалке с различных температур.
3.3 Выводы по главе
4. Исследование процессов распада мегастабильных фаз, полученных закалкой, в сплаве вт, при непрерывном нагреве.
4.1 Влияние температуры нагрева на фазовый состав закаленных сплавов.
4.2 Формирование комплекса физикомеханических свойств закаленного сплава ВТ при последующем нагреве
4.3 Выводы по главе
5. Формирование структуры и свойств в сплаве вт при НТМО в прутковых полуфабриках
5.1 Влияние холодной деформации прокаткой на формирование структуры, фазового состава и изменение дюрометрических характеристик сплава 1
5.2 Исследование превращений при непрерывном нагреве, формирование структуры, фазового состава и комплекса механических свойств при отпускестарении холоднодеформированного прокаткой сплава ВТ
5.2.1. Влияние холодной деформации на протекание процессов распада метастабильных фаз при непрерывном нагреве.
5.2.2 Влияние температурновременных параметров отпуска старения на фазовый состав и свойства сплава после закалки и холодной деформации.
5.3 Выводы по главе
6. Установление взаимосвязи между текстурой, структурой и комплексом свойств при получении листовых полуфабрикатов из сплава ВТ
6.1 Формирование текстуры листовых полуфабрикатов на различных этапах термодеформационной обработки
6.2 Влияния термической обработки на изменение структуры и фазового
состава и механических свойств холоднокатаных листов.
6.3 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ


Выбранное содержание молибдена и ванадия определяет также хорошую свариваемость сплава и обеспечивает высокую пластичность сварного соединения непосредственно после сварки . Примеси, содержащиеся в сплаве, повышают его прочность, но при этом негативно влияют на пластичность, уменьшая се, и способствуют преждевременному разрушению. Поэтому количество примесей должно быть регламентировано и не превышать установленных значений 9,. Рис. Сплав ВТ предназначается главным образом для изготовления деталей крепления болтов, винтов, заклепок и т. Основным видом полуфабриката, изготавливаемого из этого сплава, является пруток диаметром от 4 до мм, полученный прокаткой или волочением. Отжиг сплава ВТ после горячей прокатки для устранения остаточных напряжений, разупрочнения, преобразования структур, из волокнистой в равноосную и т. Нагрев металла в однофазной Робласти ведет к резкому росту зерна. Поэтому отжиг сплава ВТ надо проводить при температурах, соответствующих слРобласти, так как зерно, выросшее в результате отжига, может быть измельчено только с помощью последующей пластической деформации. В закаленном или отожженном состоянии сплав имеет высокую пластичность, а после старения приобретает высокую прочность. Типичные механические свойства после отжига при 0С представлены в Таблице 1. Сплав в закаленном и состаренном состоянии с сти МПа не чувствителен к концентраторам напряжения надрезу, перекосу и т. В отожженном и упрочненном термической обработкой состоянии хорошо обрабатывается резанием. В большинстве случаев возможно использование инструмента из быстрорежущей стали. Сплав марки ВТ имеет высокую коррозионную стойкость в атмосферных условиях и большинстве агрессивных сред, как и другие титановые сплавы. Сплав хорошо деформируется в холодном и горячем состоянии температурный интервал ковки слитка . С, ковки предварительно деформированной заготовки . С 1,. Таблица 1. МПа 5, у, с. МПа . Лист, 1. Пруток 0. МПа 5, Е, ГПа ИВ, МПа . Лист, 1. Пруток . В виде деталей крепления и других конструкций сплав может применяться для длительной работы при температурах до 0 С. Для кратковременной работы сплав можно использовать и при более высоких температурах . Для самолета Ту0 из сплава ВТ изготовлены балки, лонжероны, шпангоуты и крепежные детали, для пассажирского самолета Гу4 трубопроводы, балки шасси, кронштейны и крепежные изделия. Гермомеханически обработанный сплав ВТ 6 с местным отжигом использован для изготовления космического и спускаемого аппаратов Марс ,. Титановые сплавы не нашли широкого применения в закалнном состоянии изза нестабильности структуры и низкого уровня механических свойств. Вместе с тем от температуры нагрева под закалку в значительной мере зависит состав и количество фиксируемых метастабильных фаз, что в свою очередь оказывает решающее влияние на уровень механических свойств титановых сплавов при последующей обработке 1,. Для ат3титановых сплавов обычно применяют закалку из двухфазной области для избежания чрезмерного роста зерна. Термины закалка с полиморфным превращением и закалка без полиморфного превращения для титановых сплавов означают в первом случае возможность получения мартенсита а или а и во втором возможность фиксации при низкой температуре метастабильной высокотемпературной 3фазы . В практике работы со сплавом ВТ предпочтение отдатся закалке на 3фазу, поскольку при этом получают более высокие характеристики пластичности . Для двухфазных титановых сплавов температуру нагрева под закалку выбирают в аРобласти, чтобы предотвратить резкий рост зерна в робласти . Вследствие этого в структуре сплава ВТ наряду с метастабильными фазами фиксируется афаза, количество которой, ее состав и параметры, в основном, влияют на уровень пластичности термически упрочненных сплавов. Продуктом превращения Рфазы в ходе закалки является мартенситная а фаза или фиксируется высокотемпературная Рфаза . В сплавах близких по составу при закалке может образовываться атермическая софаза. Превращения с образованием мартенситной и софаз тесно связаны , . Л.Э. Рис. Образование метастабильных фаз при закалке в сплаве ВТ происходит в соответствии с рис.