Разработка режимов термической и термоводородной обработки прутков из титанового сплава ВТ16 для оптимизации структуры и технологических свойств заготовок деталей крепления

• Автор: Ручина, Наталья Валерьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава I. Состояние вопроса.

1.1. Общая характеристика артитановых сплавов

1.1.1 1 ринципь ле ирования артитановых сплавов.

1.1.2 Влияние фазового состава и структуры на механические свойства артитаповых сплавов.

1.1.3 Термическая обработка артитановых сплавов

1.2. Титановый сплав ВТ

1.2.1. Характеристика и области применения сплава ВТ.

1.2.2. Влияние термической обработки на структуру и механические свойства сплава ВТ .

1.3. Термоводородная обработка титановых сплавов

1.3.1 Взаимодействие титана и с о сплавов с водородом.
1.3.2. Основы термоводородной обработки титановых сплавов
1.3.3. Влияние водорода на структуру и технологические свойства сплава ВТ .
1.4. Технология изготовления деталей крепления из титановых сплавов
1.4.1 Сплавы, применяемые для изготовления деталей крепления. Достоинства сплава ВТ .
1.4.2 Особенности пластической деформации сплава ВТ .
1.4.3 Холодная высадка юловкн и редуцирование стержня
1.4.4 Техио.ю ическис смазки и покрытия.
1.5. Заключение но литературному обзору и постановка задач
исследований.
Глава II. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования.
2.2. Методы исследования
Глава III. Исследование влияния фазового состава и структуры на деформируемость титановою сплава ВТ6 при комнатной температуре
3.1. Исследование влияния режимов термической обработки на фазовый состав и структуру сплава В Г.
3.2. Влияние фазово о состава и структуры на механические свойства и техноло и чес кую пластичность при холодной пластической деформации прутков из сплава ВТ6.
3.3. Влияние режимов упрочняющей термической обработки на формирование структуры и комплекса механических свойств прутков из сплава ВТ
3.4. Влияние структуры и скорости деформации на деформационное упрочнение сплава ВТ
3.5. Выводы по лаве III
Глава IV. Исследование влияния дополнительною ле ирования водородом на
деформируемость тиановою сплава ВТ6 при нормальной
температуре
4.1. Влияние дополнительного легирования водородом на
формирование фазовою состава и структуры сплава ВТ.
4.2. Влияние дополнительного легирования водородом на
техноло ическую пластичность прутков из сплава ВТ.
4.3. Выводы по лаве IV.
Глава V. Оптимизация этапов технологии получения элементов крепления
из прутков титанового сплава ВТ
5.1. Исследование влияния коэффициента трения на границе раздела металлинструмент на деформируемость сплава ВТ
5.2. Разработка технологии высадки болтов большого диаметра из прутков титанового сплава ВТ
5.3. Выводы по паве V
Общие выводы по работе.
Список литерагуры
Приложение.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Возможность изменения в довольно широких пределах механических свойств титановых сплавов определяется многообразием структур, которые Муг быть получены у полуфабрикатов из титановых сплавов, особенно двухфазных, при изменении технологии деформации и режимов термической обработки 2, 5, . Механические свойства, отожженных аРзитановых сплавов существенно зависят от характера микроструктуры. Наибольшие различия наблюдаются для сплавов с зернистой и пластинчатой структурой. Для сплавов с зернистой структурой характерны пластичность, технологичность, высокая циклическая прочность, кратковременная прочность, ударная вязкость. В арсплавах с зернистой структурой частицы а и рфаз настолько мелки, что сплавы способны к сверхпластической деформации при температурах С без какойлибо специальной предварительной обработки 1. Сплавы с пластинчатой структурой отличаются малой скоростью распространения трещин, высокой вязкостью разрушения, ударной вязкостью, жаропрочностью при пониженных характеристиках пластичности и циклической выносливости. Высокая вязкость разрушения титановых сплавов с такой
структурой обусловлена сильным ветвлением трещин при их распространении 1, . Механические свойства отожженных титановых сплавов с пластинчатой структурой завися от ее параметров величины исходного рзерна, размеров аколоний и толщины апластин. Наилучшее сочетание кратковременных механических свойств наблюдается при оптимальных размерах аколоний и толщине апластин. Регулируя параметры пластинчатой структуры, можно существенно повысить механические свойства титановых сплавов 1,. Степень изменения различных показателей свойств при изменении типа и параметров структуры неодинакова. Наиболее существенно зависят от структуры показатели пластичности. Снижение поперечною сужения при пластинчатой структуре по сравнению с глобулярной у аРсплавов может достигать отн. Сопротивления же малым степеням деформации, скорость деформационною упрочнения, а также временное сопротивление намного менее чувствительны к струкгуре. В таблице 1. Для той и другой структуры уменьшение любою параметра структуры и увеличение объемной доли тонких пластин вторичной афазы приводит к повышению кратковременной прочности, длительной прочности при С и предела выносливости а. Ошимальное сочетание механических и ресурсных свойств может быть достигнуто при бимодальной струкгуре , . При объемной доле афазы, равной 7,5 в зависимости от состава сплава, сочетаются достоинства механических свойств материалов с пластинчатой и глобулярной структурами. Оптимальный комплекс механических свойств аРтитановых сплавов с бимодальной структурой это следствие формирования мелкозернистой структуры с регламентированным внутренним строением. Такая структура создается при высокотемпературной деформации в аРобласти в условиях тормозящего влияния
афазы на зарождение и рост зерен Рфазы. При этом для обеспечения опимальною комплекса свойств необходимо регламентировать не только долю первичной афазы, но и размеры исходных рзсрси, толщину пластин вторичной афазы и размеры первичной афазы. Таблица 1. Глобулярная равноосная Прочность, пластичность, сопротивление зарождению усталостной трещины, предел выносливости сопротивление малоцикловой усталости. Вязкость разрушения, сопротивление росту усталостных трещин, ударная вязкость. Пластинчатая Вязкость разрушения, сопротивление росту усталостной трещины, ударная вязкость сопротивление ползучести, длительная прочность. Пластичность, сопротивление зарождению усталостной трещины, сопротивление малоцикловой усталости. Корзиночною плетения Длительная прочность, предел ползучести. Прочность. Предел выносливости. Пластичность. Бимодальная Реулируя параметры бимодальной структуры, в частности долю первичной а фазы в р превращенной пластинчатой матрице, можно получить широкий комплекс свойств от уровня, характерного для лобулярной структуры, до уровня, свойственной пластинчатой структуре. Термическая обработка артитановых ставов Титановые аРсплавы отличаются большим разнообразием структуры и свойств блаюдаря возможности при легировании изменять в широком интервале соотношение а и рфаз в отожженном состоянии, и благодаря применению отжига, и закалки со старением .