Фазовые и структурные превращения в сплавах систем Ti-V, Ti-Cr и на основе интерметаллида Ti2AlNb, легированных водородом

• Автор: Гриб, Стелла Владимировна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Фазовые и структурные превращения в сплавах титана

с рстабилизаторами

1.1.1. Равновесные диаграммы состояния систем

ТУ Ризоморфный стабилизатор. ТСг Зэвтсктоидиый стабилизатор

1.1.2. Фазовые превращения, протекающие при закалке сплавов

систем ТУ, ТСг.

1.1.3. Процессы, протекающие при нагреве закаленных сплавов систем титанрстабилизатор

1.2. Фазовые н структурные превращения в интерметаллидных сплавах

на основе Т2А1чЬ
1.3. Взаимодействие титановых сплавов с водородом.
1.3.1. Влияние водорода на формирование структуры
и фазовою состава сплавов титана с стабилизаторами
1.3.2. Водород в интерметаллидных сплавах титана
1.4. Постановка задачи исследования.
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Исследуемые материалы
2.2. Методика исследований
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВЫХ И СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
В СПЛАВАХ СИСТЕМ ТУ, ТУН
3.1. Формирование фазового состава, структуры и свойств
в сплавах системы ТУ при закалке
3.2. Влияние водорода на фазовый состав, структуру и свойства
сплавов системы ТУ при закалке
3.3. Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ И СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
В СПЛАВАХ СИСТЕМЫ ТСгН
4.1. Формирование фазового состава, структуры и свойств
в сплавах системы ТСг при закалке.
4.2. Фазовые и структурные превращения л закаленных сплавахтитана с хромом, легированных 0,6 по массе водорода.
4.3. Фазовые и структурные превращения в сплаве Т СгН.
4.4. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ И СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
В ИНТЕРМЕТАЛЛИДНОМ СПЛАВЕ НА ОСНОВЕ Т2АЬ.
ЛЕГИРОВАННОГО ВОДОРОДОМ.
5.1. Влияние температуры закалки на фазовые и структурные превращения в интерметаллидном сплаве на основе орторомбического
алюминида титана ТЬАМЬ.
5.2. Влияние водорода на формирование структуры и фазового состава
в интерметаллидном сплаве на основе алюминида гитана Т2АМЬ
5.3. Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Мартенсит в титановых сплавах имеет довольно сложное внутреннее строение: наблюдаются как дислокации (характерно для гексагонального мартенсита), так и двойники (характерно для ромбического мартепсита) и дефекты упаковки. В соответствии с [], [6], периоды а'-фазы сплавов титана с хромом/ванадием уменьшаются с увеличением их содержания в сплавах. А°]=2. V], (1. А°]=4. V], (1. В системе Ті-Сг величина са-/ составила 1, - для сплавов Ті-(0,5. Ті-(3,2. Сг (масс. Механизм р—>со-превращения предложен Сассом []. В модели жестких сфер образование со-фазы представляется как результат смещения двух плоскостей {0}р в противоположных направлениях примерно на а/<1>р. Этот же процесс можно описать как «схлопывание» двух соседних плоскостей (И1}р при неизменном положении третьей плоскости, р—мо- переход формально может быть описан продольной волной смещений 2/3 <1> в решетке Р-фазы. Между со-фазой и исходной р-фазой существуют ориентационные соотношения Багаряцкого: (1Т1 )р // ()со ;[П0]р // []ш. На рис. ОЦК решетке р-фазы можно выделить гексагональную ячейку с периодами аоик и срцк, которые связаны с периодом ар р-фазы следующим образом: а1к=^2 ар, стк={^3/2) ар []. ООО). Гексагональная ось [] параллельна кубическому направлению [, а направление [2 0] параллельно [0] (рис. Рисунок 1. В закаленных на Р-фазу сплавах различают «атермическую» и «диффузную» оз-фазу [, ]. Диффузную» фазу рассматривают как предпереходное состояние при р—>со- превращении. Иногда ее называют «несоизмеримой» со-фазой. Согласно терминологии, предложенной Ю. Д. Тяпкиным, ш-фаза - продукт внутрифазового превращения. Предпереходное состояние характеризуется наличием аномальных динамических (фопоиной природы) и к ваз и статических (переходов с преодолением активационных барьеров) смещений атомов, существенно отличающихся от смещений в системах, не испытывающих мартенситного превращения. Динамические смещения имеют аномальную температурную зависимость частот колебательного спектра кристалла, а квазистатичсскис приводят к возникновению локальных конфигураций смещенных атомов, образуя ближний порядок смещений (БС), а с ростом пространственной корреляции - состояния типа несовершенных длиннопериодиых, часто несоразмерных, структур (промежуточных структур сдвига - ПСС) []. Если электронный состав сплавов несколько отличается от указанного интервала, то [3—>со превращение может пройти только после некоторого диффузионного перераспределения легирующих элементов в матрице, и в тех объемах, в которых состав будет соответствовать указанному, возможно, протекание бездиффузионного (3—мо-иревращения. Как правило, со-фаза образуется в виде крайне дисперсных эллипсоидальных частиц равномерно по всему объему зерна с длинной осью вдоль <1>р. При увеличении степени несоответствия в атомных размерах элементов частицы имеют кубическую форму, грани которой параллельны <()>р. Однако, как было показано в работе [] на примере закаленных сплавов системы 'П-ТЧЬ, при определенных концентрациях легирующего элемента наблюдали образование массивных пластинчатых, напоминающих «плот», част иц со-фазы со сложной внутренней структурой. Близкую по морфологии структуру наблюдали и в сплавах системы 2г-ЫЬ []. В [] установили, что формирование «плотовой» структуры со-фазы происходит вблизи концентраций (3-стабилизатора, когда температуры М„ и Т„, практически совпадают, т. Р-фазы. Возникает конкуренция между двумя превращениями. Согласно [], превращение высокотемпературного твердого раствора при охлаждении начинается с образования мартенсита, сопровождающегося увеличением объема. Нсраспавшийся твердый раствор испытывает сжимающие напряжения, что приводит к торможению мартенситного превращения и инициированию процессов, связанных с образованием со-фазы, которое сопровождается уменьшением объема. Как следствие этого, формирующаяся со-фаза повторяет форму мартенситных пластин из-за соответствующих полей сжимающих и растягивающих напряжений. Тл-МЬ. Р 3 т 1). Вид метастабильной диаграммы системы Ть' точно не установлен и в разных источниках приводятся разные значения критических концентраций, характеризующие данную диаграмму.