Исследования фазовых превращений методами структурного и термического анализа в двухфазных сплавах на основе титана

• Автор: Гадеев, Дмитрий Вадимович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Использование различных методов для исследования фазовых превращений при нагреве и охлаждении в сплавах.
1.2 Определение изменении локального химического состава сплавов методами аналитической микроскопии
1.3 Характерные особенности формирования структуры, фазового состава и свойств в жаропрочных и высокопрочных сплавах титана типа ВТ8М, ВТУ и УБТ.

1.4 Постановка задачи исследования

2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЛИМОРФНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ РАЗНЫХ КЛАССОВ МЕТОДОМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ КАЛОРИМЕТРИИ

3.1 Выработка общих подходов к ДСКэкспсримеиту на примере ар

сплава мартенситного класса Т

3.2 Определение ТШ в а и псевдоа сплавах титана

3.3 Определение ТПп при непрерывном нагреве аРсплавов мартенситного класса
3.4 Исследование кинетики полиморфного аррпревращения в ирсплаве переходного класса У8Т.
3.5 Систематизация результатов
3.6 Выводы
4 ОТРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОСТРОЕНИЯ ТЕРМОКИНЕТИЧЕСКИХ ДИАГРАММ РАСПАДА рТВЕРДОГО РАСТВОРА НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ДСК
НА ПРИМЕРЕ СПЛАВА ВТ8М
4.1 Исследование кинетики диффузионного распада персохзажденного Ртвердого раствора сплава ВТ8М методом ДСК
4.2 Электроиномикроскопическос исследование структуры сплава ВТ8М после различных условий охлаждения.
4.3 Рентгеноструктурный фазовый анализ.
4.4 Микродюрометрический анализ
4.5 Комплексный анализ.
4.6 Выводы.
5ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА И АНАЛИТИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ В ЖАРОПРОЧНОМ СПЛАВЕ ВТУ РИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
5.1 Рентгеноструктурное исследование сплава ВТУ в закаленном
состоянии
5.2 Исследование особенностей структурообразования сплава ВТУ после
отпуска
5.3 Исследование структуры сплава ВТУ с повышенным содержанием
циркония.
5.4 Выводы.
6ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ И ФОРМИРОВАНИЯ СВОЙСТВ В ВЫСОКОПРОЧНЫХ СПЛАВАХ ТИТАНА ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ВВЕДЕНИЕ


После прогрева образцы выдерживаются в течение . Вследствие высокой активности взаимодействия титана с атмосферным газами, после охлаждения требуется удаление газонасыщенного слоя 1,0. Микроструктура исследуется после травления на оптическом микроскопе при увеличении 0. За значение температуры полиморфного превращения принимается средняя между температурами нагрева иод закалку при котором еще обнаруживается минимальное количество первичной афазы и той, при которой сплав не имеет частиц первичной афазы. Во многих странах метод пробных закалок стандартизирован, например, в странах Европейского Союза металлографический метод определения Тпп сплавов, используемых в аэрокосмической отрасли, является стандартным 8. Метод, как ранее было отмечено, является относительно простым с точки зрения используемого оборудования и в тоже время весьма точным его точность определяется исключительно используемым шагом температур нагрева. Структурноаналитический метод основан 7 на использовании зависимости между Тпп. Изменение объемной доли афазы в высокотемпературной а3 области большинства арсплавов можно описать линейной зависимостью вила 1. К коэффициент пропорциональности между температурой и объемной долей афазы, . Для разных марок сплавов величина К составляет 1,1. С на процент афазы. Для конкретного сплава К оценивается заранее. Например, для сплавов ВТЗ1, ВТ8. ВТ9 в интервале температур до С ниже температуры а перехода значение коэффициента К близко к 1, 7. С помощью структу рноаналитического метода можно определить Тпп путем закалки и исследования микроструктуры одного образца. Выбор температуры нагрева под закалку осуществляют, исходя из предполагаемого положения температуры превращения в сплаве таблица 1. Количество афазы определяют с помощью точечного или линейного метода оценки объемного состава при анализе структуры образца на оптическом микроскопе при увеличении не ниже 0. Данный метод эффективно использовать для массового контроля Тпп, так как его точность ниже, чем метода пробных закалок, однако он отличается значительно большей производительностью. Недостаток метода необходимость первичного расчета коэффициента К для каждого сплава 7. Для многих марок титановых сплавов эмпирическим путем получены формулы, связывающие химический состав сплава с температурой а3перехода 7. Например, для сплава ВТЗ1 применяется следующая расчетная формула 1. Тт 6,4,4СЛ, 6,,1С 2,5. С, суммарное содержание го элемента в сплаве, . Согласно имеющимся сведениям 7, различие значений температуры полиморфного превращения, определенных методом пробных закалок и расчетным методом для ряда серийных сплавов не превышает С. Основная сложность метода первичное получение корреляционной зависимости Тщ, от химического состава. Расчетный метод, как и, описанный выше, структурноаналитический метод может быть успешно применен для массового приближенного определения Тпп в промышленных условиях. Все методы исследования, заключающиеся в фиксировании изменения какоголибо физического свойства при изменении температуры относятся к термическому анализу 9. Существует большое число термических методов, однако, как было сказано ранее в данном разделе, для определения температуры фазового превращения в металлических сплавах подходят 9 только некоторые из них. Термодгаатометрический метод. Измерение расширения твердых тел, вызванное приложением различных внешних условий, таких как абсорбция, химические реакции или других, проходящих во времени процессов при постоянной температуре называется дилатометрией. В случае термодилатометрического анализа образец нагревается, либо охлаждается по определенной температурной программе, в ходе которой регистрируются изменения его размеров 9. Термодилатометрический анализ является частным случаем термомеханического анализа ТМА. Известно, что большинство твердых тел при нагревании расширяются. Исключением являются стекловидный кварц и сульфид цинка при низких температурах 9. Ь,, линейные размеры при температурах Т1 и Тг соответственно а коэффициент линейного термического расширения КЛТР.