Влияние термоводородной обработки на формирование структуры и комплекс механических свойств жаропрочного титанового сплава Ti-8,3Al-2,1Mo-2,2Zr-0,2Si

• Автор: Гвоздева, Ольга Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I. Состояние вопроса и постановка задач исследований

1.1. Характеристика титановых сплавов разных классов

1.1.1. Классифи кация титановых сплавов

1.1.2. Принципы легирования титановых сплавов.

1.1.3. Характеристика псевдосхсплавов.

1.1.4. Принципы легирования нсевдоасплавов

1.1.5. Характеристика арсплавов.

1.1.6. Принципы легирования аР сплавов

1.2. Диаграммы состояния системы ТьА1, как основа разработки

жаропрочных титановых сплавов.
1.3. Жаропрочные титановые сплавы
1.3.1. Характеристики жаропрочности.
1.3.2. Принципы легирования жаропрочных титановых сплавов
1.3.3. Сопоставление деформируемых титановых сплавов по характеристикам жаропрочности.
1.4. Термоводородная обрабо тка титановых сплавов
1.4.1. Взаимодействие титана и его сплавов с водородом
1.4.2.аводороживающий отжиг титановых сплавов.
1.4.3. Вакуумный отжиг титановых сплавов
1.4.4. Фазовые превращения в наводорожениых титановых сплавах при термическом воздействии.
1.4.5. Влияние водорода на объемные эффекты фазовых
превращений в титановых сплавах
1.4.6. Основы термоводородной обработки титановых сплавов
1.4.7. Применение термоводородной обработки к жаропрочным титановым сплавам.
1.5. Заключение по литературному обзору и постановка задач
исследований
Глава II Объекты и методы исследования.
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования.
Глава III Влияние дополнительного легирования водородом на формирование фазового состава и структуры в титановом сплаве Т8,3 А,1 Мо2,2Хг0,
3.1. Влияние термической обработки на формирование фазового состава и структуры сплава Т8,ЗА2,1Мо2,г0,
3.2. Влияние содержания водорода на температуру полиморфного превращения в сплаве Т8,3 А,1Мо2г0,.
3.3. Влияние температуры наводороживающего отжига на протекание фазовых и структурных превращений в сплаве Т8,ЗА2,1Мо
2,2гг0,.
Выводы по главе III.
Глава IV Формирование фазового состава и структуры в титановом сплаве
Т8,ЗА,1Мо2,2Хг0, при вакуумном отжиге.
4.1. Влияние температуры вакуумною отжига на фазовый состав и структуру сплава Т8,3А,1 Мо2г0,
4.2. Влияние длительной изотермической выдержки на термическую стабильность фазового состава и структуры сплава Т8,ЗА,1Мо2,2гг0,.
4.2.1. Термическая стабильность структуры сформировавшейся в процессе термоводородной обработки
4.2.2. Термическая стабильность структуры, сформированная при стандартной термической обработке для жаропрочных сплавов
Выводы по главе IV
лава V Влияние термоводородиой обработки на комплекс свойств
титанового сплава Т8,3А2,1 МоХг0,.
5.1. Влияние термоводородной обработки на комплекс механических свойств сплава Т8,ЗА2,1Мо2,2Хг0, при нормальной температуре
5.2. Влияние длительной изотермической выдержки на механические свойств сплава Т8,ЗА,1Мо2,2Хг0, при нормальной температуры.
5.3. Влияние , термоводородной обработки на кратковременную и длительную прочность сплава Т8,ЗА,1Мо2,2.г0, при
повышенных температурах.
Выводы по главе V.
Основные выводы
Список литературы


Необходимое соотношение фаз а и р, а также прочностные свойства обеспечиваются введением различных стабилизаторов , V, Сг, и других, а также нейтральных унрочниггелей , . При изменении молибденового эквивалента от 6 до прочность аРсплавов в отожженном состоянии изменяется от 0 до МПа, а в термически упрочненном состоянии от 0 до 1а. Рфазы 1,4, 5. Структура арсплавов очень разнообразна. Она определяется соотношением фаз, температурной областью горячей деформации и условиями охлаждения. В отличие от а и псевдоасплавов, афсилавы существенно упрочняются в результате закалки и старения. Этот эффект усиливается с
увеличением содержания Рсгабилизаторов и достигает максимума при Моэкв . К сожалению, большую прочность арсплавов не удается реализовать в полной мере, так как сплавы, обработанные на максимальную прочность, становятся хрупкими и обладают пониженной вязкостью разрушения. С повышением температуры прочность арсплавов снижается интенсивнее, чем для псевдоасплавов. В результате они оказываются менее жаропрочными, особенно если легированы эвтектоидообразующими Рстабилизаторами. Свариваемость аРсплавов значительно хуже, чем а или пссвдоасплавов. В сварном шве происходят нежелательные фазовые превращения, снижающие пластичность шва. Для ее восстановления производят отжиг сварных конструкций. Сплавы этого класса используются также в качестве литейных, но они менее распространены, чем а и пссвдоасплавы. Двухфазные арсплавы удовлетворительно обрабатываются резанием. Основной дефект, возникающий при обработке резанием, особенно при шлифовании это прижог. Он возникает, когда местное повышение температуры выше Тпп и последующее очень быстрое охлаждение создает небольшой участок с
закаленной структурой и резко отличающимися свойствами. Прижоги сильно снижают усталостную прочность деталей. Г. Эти сплавы непременно должны содержать переходные рстабилизирующие элементы в количестве, которое может обеспечить содержание рфазы и способность к термическому упрочнению, необходимые для получения заданных свойств. Сплавы аркласса целесообразнее легировать изоморфными Рстабилизаторами, чем эвтектоидообразующими. Вопервых, изоморфные 3стабилизаторы обеспечивают более высокую пластичность и технологичность при одинаковой прочности, а вовторых, в рэвтектоидных системах при сравнительно
невысоких температурах происходит эвтсктоидный распад Рфазы с выделением интерметалл ид ов, охрупчивающих сплавы, так что эти сплавы принципиально не являются жаропрочными. Вместе с тем следует учитывать, что эвтектоидообразующие Рстабилизаторы обеспечивают более сильное растворное упрочнение, чем изоморфные рстабилизаторы кроме молибдена. Поэтому агРтитановые сплавы, легированные преимущественно эвтектоидообразующими стабилизаторами, обладают значительно большими прочностными характеристиками в отожженном состоянии, чем сплавы с изоморфными рстабилизаторами. Поскольку рстабилизаторы мало растворимы в афазе и по этой причине обусловленное ими растворное упрочнение, даже если оно велико, не может быть реализовано в достаточно полной мере, аРсплавы непременно легируют алюминием и часто одновременно нейтральными упрочнителями, хорошо растворяющимися в афазе и повышающими ее прочностные характеристики значительной растворимостью в афазе обладают тантал и ниобий, но они обеспечивают небольшое растворное упрочнение. Содержание алюминия в хрсплавах не должно бы ть слишком высоким во избежание процессов упорядочения афазы с сопутствующим снижением пластичности и технологичности. Легирующие элементы должны быть сравнительно доступными и по возможности дешевыми, а также не слишком тяжелыми. Таким образом, предпочтительным является комплексное и многокомпонентное легирование, при котором каждая группа элементов, выполняя свою функцию, усиливает положительное действие другой функциональной группы элементов для достижения требуемых свойств. Такое легирование обеспечивает получение высоких эксплуатационных свойств основного материала и сварных соединений в конструкциях в широком диапазоне температур от 3 до 4 0С и выше 8, 9.