Разработка и исследование композита с подложкой из спеченного титанового сплава с многоцелевым электроискровым покрытием, вопросы его термообработки

• Автор: Болдырев, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Введение .

Глава I. Титан и его сплавы .

1.1. Общие сведения

1.2. Классификация титановых сплавов . . . . .

1.3. Сопоставление титановых сплавов по эквиваленту молибдена .

1.4. Составы и термическая обработка псевдо а титановых сплавов

1.4.1. Основы легирования пссвдо а сплавов . . .

1.4.2. Термическая обработка титана и сплавов на его основе .

1.4.3. Деформируемые титановые сплавы

1.4.4. Литейные титановые сплавы .

1.4.5. Спеченные машиностроительные материалы

на основе титана и его сплавов . . . . .
1.5. Задачи исследования .
Глава II Объекты и методы измерения, технологические установки,
фрагменты отдельных исследований
2.1. Объекты изучения
2.2. Исследование состава порошков
2.3. Исследование свойств титановых порошков .
2.4. Оборудование для изотермического выдавливания с разработкой оптимального технологического процесса
2.5. Установка для электроискрового легирования ЕЛФА1. .
2.6. Оборудование и инструмент для финишной обработки .
2.6.1. Инструмент для выглаживания .
2.6.2. Оснастка для выглаживания . . . . .
2.6.3. Устройство для выглаживания плоских и фасонных поверхностей установленное на наносящей головке ЕЛФАIй . .
2.7. Методы исследования .
Глава III Исследование технологии производства спеченных образцов из титановых порошков и композиций, изучение их структуры и физикомеханических свойств .
3.1. Исследование процесса прессования титановых порошков и
композиций на их основе
3.2. Исследование процесса спекания брикетов из титановых
порошков .
3.3. Исследование пористости спеченных образцов .
3.4. Исследование микроструктуры спеченных образцов и деталей из титановых порошков . . . . . . .
3.5. Исследование микротвердости спеченных титановых образцов
3.6. Фрактографическое исследование спеченного титана и его сплавов
3.7. Исследование механических свойств спеченных образцов и деталей
3.8. Исследование влияния термоциклический обработки на спеченные псевдо а титановые сплавы
Выводы .
Глава IV. Исследование электроискровых покрытий на основе ЭДСгВБи С сплавов на спеченном титановом сплаве ТАМо .
4.1. К выбору материала электрода для ЛЭНП . . . .
4.2. Изучение структуры и фазового состава покрытий,
полученных ЛЭНП . . . . . . .
4.3. Исследование физикомеханических и эксплуатационных свойств покрытий полученных ЛЭНП . . . . .
4.3.1. Исследования механических свойств защитных покрытий методом царапания . . . . . .
4.3.2. Исследование эксплуатационных характеристик композита из спеченного титанового сплава ТАМо с нанесенным электроискровым покрытием .
2 7 6 9

4.4. Совершенствование финишной обработки деталей из спеченных титановых сплавов с электроискровыми покрытиями
4.4.1. Улучшение качества покрытия поверхностно пластическим деформированием ППД
4.5. Влияние выглаживания на состояние легированного слоя Выводы
Библиографический список
Приложения .
ВВЕДЕНИЕ


Водород весьма вредная примесь в титане и его сплавах, поскольку он даже при малом содержании резко ухудшает свойства титана и приводит к замедленному разрушению деталей. Содержание водорода с увеличением температуры падает в связи с уменьшением его растворимости в титане, однако водород, находящийся в твердом пересыщенном растворе, выделяется и образует отдельную фазу гидрид титана которая сильно охрупчивает титан и способствует образованию холодных трещин после сварки. Кроме того, водород способствует образованию пор. В связи с этим обстоятельством допустимое содержание водорода, как правило, не превышает 0,, и применяются все меры к устранению возможности наводораживания металла, так исходные заготовки деталей из титана отжигают в вакууме. Технический титан с малым содержанием водорода менее 0,2 не обладает хладноломкостью, он сохраняет высокую пластичность при температуре жидкого гелия. Значительное повышение прочности титана достигается при его легировании. Благодаря высокой пластичности сплавы титана очень технологичны. Удельная прочность титановых сплавов в 1,5 раза выше, чем сплавов на основе алюминия или магния. Кроме того, они обладают высокой коррозийной стойкостью. Все эти качества способствуют их распространению в авиации, общем машиностроении, кораблестроении и т. Многие элементы, ограниченно растворимые в титане, приводят к появлению эвтектоидных превращений . Легирующие элементы и примеси в титановых сплавах принято классифицировать в зависимости от их влияния на температуру полиморфного превращения. Все легирующие элементы делятся на две группы. Одни из них а стабилизаторы алюминий, галлий, индий и такие примеси, как бор, кислород, азот и углерод, повышающие температуру полиморфного превращения, расширяют область а фазы. К 3 стабилизаторам относятся молибден, хром, ванадий, марганец, железо, ниобий, литий, медь и др. Существуют и элементы, которые практически не влияют на температуру полиморфного превращения олово, цирконий, германий. Неизменно присутствующие в титане вредные выше определенного количества элементы кислород, азот, углерод, растворяющиеся в нем путем внедрения, стабилизируют а фазу. В отличие от них водород дестабилизирует Р фазу. Упрощенная классификация титановых сплавов по С. Г. Глазунову , , , , основана на структуре, которая формируется в них по принятым в промышленности режимам термической обработки. Их структура представлена в основном а фазой и небольшим количеством р фазы не более 5. Р сплавы. Р титановые сплавы. Их структура представлена термодинамической стабильной Р фазой. Основными элементами этих сплавов являются р стабилизаторы. Эти сплавы по структуре и протекающим в них превращениям занимают промежуточное положение между а р и Р псевдосплавами. Р сплавы. После закалки их структура представлена р или Р со фазами. По способности к упрочнению при старении сплавы на основе титана делятся на термически неупрочняемые и термически упрочняемые дисперсионным твердением. По технологии изготовления титановые сплавы различают на деформируемые, литейные и порошковые. По механическим свойствам различают сплавы малопрочные, нормальной прочности, высокопрочные. По назначению титановые сплавы разделяют на конструкционные общего назначения, жаропрочные, коррозионностойкие и криогенного назначения. Согласно С. Г. Глазунова титановые сплавы можно классифицировать по химическому составу. Легирующие элементы одного типа действуют сходным образом и один элемент можно заменить другим в эквивалентных количествах. Эвтектоиднообразующие элементы разбиты на две группы в связи с тем, что в сплавах титана с переходными элементами эвтектоидное превращение протекает медленно и р фаза стабильна длительное время, а в сплавах с непереходными элементами она испытывает обязательный эвтектоидный распад. ТьАВиЫ ТГАВиВэнЫ ТГАВиВэпВэн ПАВиВэпВэнЫ. Так, рассматривая какоелибо конкретное обозначение, например, Ви, не следует считать, что данный сплав содержит только один элемент определенного типа, при этом их может быть несколько.