Управление структурой и свойствами по сечению полуфабрикатов из титанового сплава ВТ6 методом термоводородной обработки

• Автор: Куделина, Ирина Михайловна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава I. Состояние вопроса

1.1. Общая характеристика аРтитановых сплавов.

1.2. 1.2 Титановый сплав ВТ6. Характеристика и области применения

1.3. Влияние структуры на механические свойства полуфабрикатов из титановых сплавов

1.3.1. Типы микроструктуры в титановых сплавах.

1.3.2. Закономерности влияния типа структуры на механические свойства.

1.3.3. Закономерности влияния параметров структуры на механические свойства

1.3.4.Причины, определяющие влияние структуры на механические свойства сплавов.

1.3.5. Принципы выбора оптимальной структуры полуфабрикатов.

1.4. Термоводородная обработка титановых сплавов
1.4.1. Описание системы титанводород
1.4.2. Кинетика взаимодействия титана и его сплавов с водородом
1.4.3. Наводороживание и вакуумный отжиг титановых сплавов
1.4.4. Влияние водорода на структуру и свойства титановых сплавов
1.5. формирование радиентньх структурнофазовых состояний в металлах и сплавах.
1.5.1. Понятие о градиентных структурах
1.5.2. Функциональные градиентные материалы
1.5.3. Методы повфхностного упрочнения титановых сплавов
1.6. Заключение по литературному обзору и постановка задач исследований.
ГлаваИ. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования.
2.2. Методы исследования
Глава III. Влияние параметров термоводородной обработки
на формирование градиентной структуры в титановом сплаве ВТ6.
3.1. Исследование влияния концентрации водорода, температуры наводороживающего отжию и величины избыточною давления на формирование фазового состава и градиентной структуры в сплаве
3.2. Формирование фазовою состава и градиентной струкгуры в сплаве ВТ6 после вакуумного отжига
3.3. Влияние времени дополнительной изотермической выдержки после поглощения водорода на формирование фазового состава и
радиснтной структуры в сплаве ВТ6.
Выводы но главе III
Глава IV. Влияние градиентной структу ры на механические свойства сплава
4.1. Взаимосвязь структуры и комплекса механических свойств титановых сплавов.
4.2. Влияние структуры, сформировавшейся при ТВО, на механические свойства сплава ВТ6
4.3. Определение расчешой конценграции водорода для формирования преобразованного слоя заданной глубины в полуфабрикатах из
сплава ВТ6.
Выводы по главе IV.
Основные выводы по работе.
Список литературы


Я. Вруном с сотрудниками; эти данные и более позднее их развитие нашли отражение в монографии [J. Позднее академик A. A. Ильин показал, что эффективным способом управления типом и параметрами структуры служит термоводородная обработка титановых сплавов, состоящая в обратимом легировании их водородом с последующим термическим воздействием [2,]. Типы микроструктуры в титановых ставах В- полуфабрикатах и деталях из титановых сплавов различают следующие типы микроструктуры (рис. Рис. Глобулярную структуру характеризуют размером (Ьч) и объемной долей (у„) частиц первичной а-фазы; размером исходных р-зерсн (Б) и толщиной пластин вторичной а-фазы (). Структуру пластинчатого типа описывают следующими параметрами: размером исходных р-зерен (Б); размером а-колоний (с1); толщиной пластин первичной и вторичной а-фаз (Ь] и Ь2 соответственно), объемной долей первичной а-фазы (уа). Структура корзиночного плетения отличается от пластинчатой отсутствием впутризереиной взаимной ориентации а-пластин; они не образуют а-колоний. Параметрами бимодальной сфуктуры являются: размер и объемная доля глобулярных частиц первичной а-фазы (Ьь у|), размер исходных р-зерен (Ор) и толщина пластин вторичной а-фазы (Ь2). Еще одним элементом сфуктуры при всех ее типах может быть а-оторочка по границам бывших р-зерен. Наиболее легко можно получить пластинчатую структуру. Такую структуру имеют фасонные отливки, полуфабрикаты, деформированные при температурах р-области, отожженные в Р-обласги []. С увеличением скорости охлаждения с температур р-области а-оторочки (если они есть) становятся тоньше, а все элементы пластинчатой сфуктуры измельчаются. В зависимости от* скорости охлаждения толщина а-пластин можег изменяться от 5- мкм до долей микрометра, а размеры а-колоний от нескольких сотен микромефов до 3-5 мкм. При резком охлаждении с р-области а, пссвдо а и а+Р-сплавов в них формируется мартенсит (а',а" или со) тонкошшетинчатого сфосния; а в псевдо р-сплавах фиксируется Р-структуру, иногда с со-состоянием внутри нсс []. Рекристаллизация и рост зерен в Р-области В'титановых сплавах происходит очень бысфо, так что обычно формируется крупнозернистая структура с пластинчатым внутризеренным Сфоением (в а, псевдо а и а+Р-сплавах). Глобулярная сфуктура. Р сплавы) с последующей динамической или статической рекристаллизацией. Р-деформации при достаточно высокой температуре, происходит сфероидизация пластин а-фазы в результате образования*перемычек в двухфазных поверхностях, разделяющих а и Р-фазы, и последующего их развития. Полное преобразование пластинчатой структуры в глобулярную в а+Р-титановых сплавах, деформированных со скоростями более ° с'1, возможно только в процессе отжига после деформации по разумно выбранным режимам []. При температурах а+р-области (в результате рекристаллизации, если металл нагартован), формируется смесь равноосных зерен а и Р-фаз; при охлаждении с этой температуры а-зерна сохраняются неизменными, а Р-зсрна испытывая полиморфное превращение а—>р, создают пластинчатую а+р-структуру. Количество первичной а-фазы () определяется температурой нагрева, чем ближе эта температура к точке а+р/р-перехода (Тпп), тем меньше* а|. Оптимальным количеством агфазы (у|) считают от 7,5 до % []. Закономерности влияния типа структуры на механические свойства Предельными типами структуры а- и (а+р)-сплавов являются глобулярная и пластинчатая. Именно эти тины структуры определяют возможный диапазон изменения различных показателей механических свойств этих сплавов. Изучению влияния отдельных параметров структуры на механические свойства двухфазных титановых сплавов, посвящены работы [,]. В них показано, что диапазоны изменения различных свойств при изменении параметров каждого типа структуры значительны. При глобулярной структуре титановые двухфазные сплавы обычно имеют максимальную, пластичность, кратковременные прочность, ударную вязкость и сопротивление многоцикловой усталости. Пластинчатая струшура в основном обеспечивает наиболее высокие жаропрочность, вязкость разрушения и сопротивление развитию трещин.