Влияние легирования водородом и пластической деформации на структуру и свойства сплавов Ti-6Al и Ti-6Al-4V

• Автор: Щугорев, Юрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I. Состояние вопроса и постановка задач исследовании

1.1. Общая характеристика титановых сплавов

1.2. Деформационные способы измельчения структуры

титановых сплавов.

1.3. Термоводородиая обработка титановых сплавов

1.3.1. Влияние водорода на фазовые равновесия в титановых сплавах.

1.3.2. Влияние водорода на напряжения течения титана и титановых сплавов.

1.3.3. Фазовые и структурные превращения в наводороженных титановых сплавах при их дегазации

1.4. Комплексная водородная технология производства

деформируемых полуфабрикатов
1.5. Заключение по литературному обзору, постановка цели и
задач исследования
Глава II. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования.
2.2. Методы исследования
Глава III. Влияние водорода на микроструктуру и фазовый состав
сплавов ТГ6А1 и ТьбаМУ при нормальной температуре.
3.1 Влияние водорода на микроструктуру и фазовый состав
сплава Т16А1.
3.2. Влияние водорода на микроструктуру и фазовый состав
сплава Т16А14У
3.3. Выводы по главе
Глава IV. Влияние водорода на пластичность и сопротивление
деформации сплавов П6А1 и ТГ6а14У при испытаниях на сжатие.
4.1. Влияние водорода на пластичность и сопротивление
деформации сплава Ть6А1
4.2. Влияние водорода на пластичность и сопротивление
деформации сплава Т16А14У
4.3. Выводы по главе.
Глава У. Механические свойства катаных заготовок с различным
содержанием водорода сплавов ТГ6А1 и Т16А14У
5.1. Прокатка и механические свойства прутков и полос из
сплава П6А1.
5.2. Прокатка и механические свойства полос Т16А14У
5.3. Выводы по главе.
Выводы по работе
Список литературы


Прочностные свойства промышленных (а+р)-сплавов в отожженном состоянии возрастают с увеличением содержания р-стабилизаторов и достигают максимума при гаком их содержании, которое обеспечивает примерно равное количество а- и Р-фаз. Упрочнение, обусловленное переходными элементами, алюминием и нейтральными упрочнителями, не должно превышать приемлемого предела, свыше которого теряется пластичность, технологичность сплавов, вязкость разрушения, резко возрастает скорость роста трещин. Типичным представителем (а+Р)-сплавов является сплав ВТ6 (ТС - 6А1 -4У). Сплав рекомендуется для изготовления сварных конструкций, работающих длительно при температурах до 0° С и кратковременно — до 0° С, однако как жаропрочный широкого применения не получил. Из него освоено производство всех видов полуфабрикатов. К жаропрочным (а+ (З)-титановым сплавам относят сплавы ВТЗ-1, ВТ8 и ВТ9. Они нашли применение для деталей газотурбинных двигателей, работающих длительно при 0-0° С. По величине сопротивления деформации эти сплавы располагаются в следующей последовательности: ВТЗ-1, ВТ8, ВТ9. К достоинствам псевдо-р-сплавов следует отнести: сравнительно легкую обрабатываемость давлением в процессе производства полуфабрикатов; высокую технологическую пластичность в закаленном состоянии; большой эффект термического упрочнения; высокую прокаливаемость; более удачное сочетание механических и эксплуатационных свойств: высокой прочности, удовлетворительной пластичности, вязкости разрушения, сопротивления коррозионному растрескиванию; высокую коррозионную стойкость, особенно при большом содержании молибдена; малую склонность Р-титановых сплавов к водородной хрупкости. Титановые Р-сплавы с термодинамически устойчивой Р-фазой можно получить лишь на основе таких систем, в которых легирующие элементы имеют объемноцентрированную кубическую решетку при комнатной температуре. К таким элементам принадлежит ванадий, молибден, ниобий и тантал. Однако стабильные Р-фазы в этих сплавах образуются при таких высоких концентрациях компонентов, что титановые сплавы теряют основное их преимущество, а именно сравнительно малую плотность. Поэтому титановые сплавы со стабильной Р-фазой не получили широкого промышленного применения. ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ Методы измельчения микроструктуры в полуфабрикатах из титановых сплавов основаны на использовании больших пластических деформаций при комнатной или повышенных температурах [6,7]. В основе структурных превращений, происходящих в процессе большой пластической деформации, лежит явление фрагментации [8]. Зерна формируются, как результат образования и распространения границ деформационного происхождения, их взаимодействия между собой и с решеточными дефектами. Фрагментация происходит при разных видах деформации - одноосном растяжении, сжатии, волочении, прокатке, гидроэкструзии, динамическом и ударном нагружениях, равноканальном угловом прессовании, чистом сдвиге, гидростатическом сжатии со сдвигом, трении и других способах нагружения [8]. Наиболее широко для формирования используются два метода: сдвиг под давлением и равно канальное угловое прессование (РКУП) [6] (рис. Оба метода весьма эффективны для изготовления лабораторных размеров образцов. В случае применения первого метода, образец представляет собой диск толщиной 0,1-0,3 мм с диаметром - мм, а минимальный размер зерен достигает нанометров [6]. Второй метод позволяет изготавливать образцы до диаметра мм и длины 0 мм с размером зерен 0,1-0,5 мкм. Другое его достоинство - сохранение исходной формы заготовки после прессования. Для изготовления образцов методом РКУП требуется проведение от 4 до 8 проходов в зависимости от сплава, выбранного маршрута прессования и используемой оснастки. Из-за большой величины сдвиговой деформации за проход и пониженных температур прессования РКУП подвергается обычно высокопластичный материал. Поэтому ввиду недостаточной пластичности при прессовании в качестве исходного материала обычно не используют заготовки с крупнозернистой структурой (для титановых сплавов, подвергнутых обработке з (3-области) [6], что безусловно является недостатком данного метода. Рис.