Разработка и исследование технологии производства деталей из титановых сплавов методом порошковой металлургии с нанесением многослойных покрытий, выбор режимов термообработки

• Автор: Колмыкова, Ольга Валерьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 174 с.

В программных документах правительства РФ констатируется, что в центре его экономической политики всегда будет находиться всемерное повышение технического уровня и качества продукции. Мри этом ключевая роль в осуществлении научнотехнического прогресса в материализации новейших достижений науки и техники отводится таким отраслям машиностроения, как самолетостроение, энергомашиностроение, ракетостроение и др. Проблема улучшения качества и функциональных характеристик машин и приборов может успешно решаться прежде всего путем обеспечения высокого качества и улучшения эксплуатационных свойств деталей, узлов и их соединений. К изделиям машиностроения предъявляется целая гамма требований, в том числе увеличенный ресурс безотказной работы, надежность, постоянность функциональных показателей, готовность к работе в заданных условиях и другие требования. В тоже время металлы и сплавы, из которых выполнены детали, узлы и сами изделия должны обладать необходимым уровнем физикомеханических свойств для обеспечения вышеперечисленных и других эксплуатационных характеристик.


При закалке сплавов с концентрацией Рстабилизатора от Ск до Сз мартенситное превращение не происходит, и сплавы имеют структуру рССТ со. При концентрациях рстабилизатора от С3 до Ср при закалке фиксируется р нестабильная фаза, которая представляет собой твердый раствор легирующих элементов в Ртитане. В процессе нагрева закаленных титановых сплавов происходит с тарение и образовавшиеся при закатке метастабильные фазы а, а, со и рисст распадаются с образованием более стабильных дисперсных структур. При температурах старения 0 С и выше в схр сплавах в зависимости от структуры, полученной после закачки, могут происходить следующие превращения ааар ар,ст ар Рсстар и Р,,ар. В результате распада неравновесных фаз с выделением дисперсных частиц титановые сплавы упрочняются. Наибольший эффект упрочнения получается при распаде рнсСгфазы. Деформируемые титановые сплавы. Химический состав, структура и механические свойства наиболее распространенных деформируемых титановых сплавов приведены в таблице 1. Титановые сплавы с аструктурой это сплавы ВТ5, содержащий 5 А1 и ВТ, содержащий до 2,5 олова. Сплав ВТ5 отжигают идет рапревращение и получают а 0 МПа, б . Структура сплава ВТ рис. Наиболее распространенный более мирового производства высокотехнологичный сплав В Гб. Он содержит 6 А1 и 4,5 V и упрочняется старением. Термообработка его состоит в нагреве до 0 С область схр и медленного охлаждения с печыо. При охлаждении в рфазе выделяется афаза рис. Мпа, 5 и у . Данные сплавы не подвергаются термической обработке. Не рекомендуется применять аенлавы в средах НС1 и НР. ЫаОН до температуры кипения, при этом весьма прочны при криогенных температурах. При промышленной обработке сплавов титана например сплава ОТ4 в результате фазовых превращений образуются метастабильныс фазы. Так при быстром его охлаждении закалке с температуры 3области образуется метастабильная афаза или а при большей степени легированности рис. Она представляет собой пересыщенный твердый раствор легирующих компонентов в атитане и имеет гексагональную решетку. Рис. Микроструктура сплава состава 3А1, 2 8п, остальное ГП ВТ в отожженном состоянии, х0. Зернаафаза сложного состава. Травлено ной НР. Рис. Микроструктура сплава 6 А1, 4У, остальное Т ВТ6 в отожженном состоянии. Травлено ной НР. Рис. Микроструктура быстроохлаждаемого сплава 5 А1, 2 Мп, остальное Т1, х0. Игольчатая мартенситная фаза а. Псевдоасплавы имеют преимущественно структуру и небольшое количество 3фазы вследствие легирования 3стабилизаторами Л1, , , V I3. Сохраняя достоинство асплавов, они, благодаря наличию 3фазы, обладают высокой технологической пластичностью. При определенной концентрации легирующих элементов и недостаточной скорости охлаждения в структуре закаленного сплава может появиться метастабильная промежуточная фаза со. Фаза со мартенсит особого рода образуется при нулевом объемном эффекте. При закалке полированного шлифа в результате образования фазы мартенситный рельеф на нем не появляется, так как она когерентна решетке твердого раствора. Кристаллическая решетка софазы гексогонапьная с периодами а0, нм, с0,2 нм. Процесс образования этой фазы состоит в одновременном закономерном смещении атомов плоскостей 1 на расстояние, меньшее межатомных. При этом две соседние плоскости, перемещаясь в противоположные стороны, сближаются третья плоскость не меняет своего положения. Появление этой фазы вызывает повышение твердости и хрупкости титановых сплавов. Двухфазные титановые сплавы с ар структурой содержат в определиной пропорции а и стабилизаторы. Легирующие элементы, вводимые в наибольшем количестве, это , V Мо, Сг сплавы ВТ , ВТ . Такие сплавы эффективно упрочняют закалкой с последующим старением, структура сплава ВТ представлена на рис. Прочность таких сплавов достигает 0 МПа и выше. К сплавам аробласти принадлежит сравнительно экономно легированный сплав ВТ 4,5 А1 4,5 V 2,0 Мо 0,6 Ре и 1,0 Сг, который в отожженном состоянии состоит примерно из равных количеств фаз а и р. После отжига он имеет очень высокие механические свойства ав МПа и б , т.