Обоснование требований к режимам термической обработки 'альфа'+'бета'-титановых сплавов, обеспечивающим оптимальный комплекс механических свойств и обрабатываемости резанием

• Автор: Давыденко, Людмила Васильевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 196 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА I. Состояние вопроса. Обоснование цели и задач исследования

1.1. Общая характеристика титановых сплавов

1.1.1. Классификация титановых сплавов.

1.1.2. Фазовые превращения в титане и его сплавах.

1.1.2.1. Общая характеристика стабильных и метастабнльных

фаз в титановых сплавах.

1.1.2.2. Превращения, протекающие в титановых сплавах при

закалке и старении

1.1.3. Термическая обработка артитановых сплавов.

1.1.4. Влияние параметров структуры на механические
свойства титановых сплавов
1.1.5. Общая характеристика сплава ВТ6
1.1.6. Общая характеристика сплава ВТ.
1.2. Обрабатываемость резанием титановых сплавов
Обоснование цели и задач исследования.
ГЛАВА II. Материалы для исследований и методика эксперимента.
2.1. Материалы для исследований.
2.2. Методика проведения экспериментов
ГЛАВА III. Влияние термической обработки на формирование
структуры, свойств и обрабатываемость резанием титанового сплава ВТ6
3.1. Влияние режимов термической обработки на структуру,
фазовый состав и механические свойства сплава ВТ6.
3.2. Влияние режимов термической обработки на обрабатываемость резанием сплава ВТ6
Выводы по главе III.
ГЛАВА IV. Влияние термической обработки на формирование
структуры, свойств и обрабатываемость резанием сплава ВТ
4.1. Влияние термической обработки на структуру, твердость
и обрабатываемость резанием сплава ВТ.
4.1.1. Влияние различных режимов закалки и старения на струкгуру,
фазовый состав и твердость сплава ВТ
4.1.2. Влияние упрочняющей термической обработки на обрабатываемость резанием сплава ВТ
4.2. Обоснование режимов термической обработки сплава ВТ, обеспечивающих повышенную обрабатываемость его резанием
4.2.1. Влияние термической обработки на структуру и фазовый
состав сплава ВТ.
4.2.2. Влияние термической обработки на механические свойства сплава ВТ.
4.2.3 Влияние термической обработки на обрабатываемость резанием сплава ВТ
4.2.4 Результаты корреляционнорегрессионного анализа
4.2.4.1. Исследование корреляционных связей между механическими свойствами сплава ВТ и режимами термической обработки
4.2.4.2. Исследование корреляционных связей между обрабатываемостью резанием, режимами термической обработки
и механическими свойствами сплава ВТ после закалки и старения
4.2.4.3. Исследование корреляционных связей между обрабатываемостью резанием и механическими свойствами сплава ВТ
Выводы по главе IV.
ГЛАВА V. Обсуждение экспериментальных данных
и практические рекомендации
5.1. Обсуждение экспериментальных данных.
5.2. Практические рекомендации.
Выводы по главе V
Основные выводы по работе
Библиографический список.
Приложение.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Метастабильная Д„-фазы отличается от стабильной Д-фазы меньшим содержанием р-стабилизаторов. Термодинамически нестабильная Д„-фазы в зависимости от степени легирования Д-стабилизаторами проявляет различную стабильность по отношению к приложенным напряжениям или пластической деформации [,]. Стабильность к пластической деформации Д-фазы повышается с увеличением степени легированности Д-стабили заторам и. При приближении концентрации к критической Д„-фаза становится механически нестабильной по отношению к напряжениям, которые вызывают обратное мар-тенситное превращение. В работе [] предложена классификация метастабильных фаз в титановых сплавах (табл. В последние годы для титановых «+Д- и Д-сплавов все больше применяют упрочняющую термическую обработку, включающую закалку и старение. Эффекты термического упрочнения существенно зависят от температуры нагрева под закалкл. Фазовый состав титановых сплавов после закалки с различных температур представляют в виде метастабильных диаграмм [, ]. Рассмотрим диаграмму состояния титана с изоморфным Д-стабилизатором, показанную на рис. После закалки из Д-области структура сплавов представлена: при концентрациях до С'кр а'( а>фазой, в интервале концентраций от С'кр до С"кр - р(о )-фазами, в интервале концентраций от С"кр до С'"кр-Д- и <у-фазами, а при больших концентрациях фиксируется Д-фаза без (о. Таблица 1. ГПУ а". ГПУ Ли оцк ! Механизм Образования Бсзлиффузионный. Кинетика Образования Атсрмичсское. Химический состав ^ ибс ® 1’Лч Т’З. Ч |н РН. ЧЧШ Р" «иЧи а " III а ". Морфология а’, «"-мартенсит реечный, пластинчатый со - кубическая. Р„ - полиэдрическая. О ПО 1И ) фи- I чес кая. Тонкое Строение Мартенсит с разными габитуснымн плоскостями, мартенсит с повышенной плотностью дислокаций. Р с повышенной плотностью ] дислокаций (деформированные), с пониженной плотностью тис юка- 1 цин (рекрисгаглизованнмс), с раз- . Р -простою строения и сложною (лвоиникованные). При нагреве сплавов до двухфазной <аг+/? Рис. Метастабильная диаграмма фазового состава закаленных сплавов титана с Р-стабилизаторами []. Так, например, при температуре Т' структура сплавов представлена «-фазой состава аі и /3-фазой состава Ь|. Состав сплава, соответствующего точке Ь| при закалке из /3-области приобретает однофазную /3-структуру. Поэтому структура всех сплавов от аі до Ь| после закалки с 'Г представлена а -и /3-фазами. В двухфазной области а+р при температурах от Ті до Т? О-фаза. Поэтому структура сплавов после закалки с этих температур представлена а /3- и (о-фазами. Выше температуры Ті концентрация /3-стабилизатора в /3-фазе в двухфазной а /3-обласги меньше второй критической, и поэтому при закалке /3-фаза переходит в фазу мартенситного типа. Поскольку мартенситное превращение в /3-фазе с концентрацией /3-стабилизатора от Сгкрдо С"кр не доходит до конца, то конечная структура сплавов после закалки с температур от Т: до Тз представлена а и Д<у /-фазами. При нагреве пол закалку до двухфазной области а + /3выше температуры Т концентрация /3-стабилизатора в /3-фазе меньше С'кр, и поэтому мартенситное превращение доходит до конца, в результате чего конечная структура представлена фазами а +«" выше Тг и а ^а' выше Г4. Метастабильная диаграмма фазового состава позволяет оценить не только фазовый состав, но и количество метастабильных фаз. Результаты вычислений показывают, что с повышением температуры нагрева под закалку количество /3-фазы увеличивается лишь до температуры Ткр, а затем уменьшается (рис. Вместе с тем после закалки с температур выше Т: появляется мартенситная фаза. Во всех сплавах с содержанием /3-стабилизаторов меньше второй критической концентрации наибольшее количество /3-фазы фиксируется при закалке с одной и той же температуры Т>, при которой состав /3-фазы отвечает второй критической концентрации. Эту температуру называют критической (Ткр) [, , , , . При старении закаленных сплавов метастабильные фазы распадаются. Наиболее общие представления о механизме распада /3-фазы при старении предложены в монографии Д. А.Ильина [].