Влияние структуры и концентраторов напряжений на механические свойства титановых псевдо - α - сплавов 5В и 5ВЛ для деталей энергомашиностроения

• Автор: Горунов, Андрей Игоревич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННЫХ ТИТАНОВЫХ ПСЕВДОаСПЛАВОВ

1.1. Структура титановых сплавов и ее влияние на механические свойства

1.2. Взаимосвязь структуры с процессами разрушения титановых сплавов

1.3. Направления исследований пластической деформации в условиях концентрации напряжений
1.4. Современные методы поверхностного упрочнения концентрированными потоками энергии

1.5. Ал 1ализ эксперимс1 ггальных методов исследова шя.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Особенности структурного состояния исследуемых деформированных и литейных титановых сплавов 5В и 5ВЛ.
2.2. Методика исследования локальных деформаций исследуемых титановых сплавов на макроуровне.
2.3. Методика исследования локальных деформаций гладких образцов и в зонах концентрации напряжений на макро и микроуровнях
2.4. Методика построения единой обобщенной диаграммы деформирования
2.5. Способы приведения истинных диаграмм деформирования с концентратором напряжений к единой обобщенной диаграмме с использованием операторов отображения.
2.6. Методика упрочнения поверхности титановых сплавов методом электромеханической обработки.
,
,
.
2.7. Рентгеноструктурный анализ.
ГЛАВА 3. РОЛЬ СТРУКТУРЫ В СОПРОТИВЛЕНИИ ДЕФОРМИРОВАНИЮ И РАЗРУШЕНИЮ НА МАКРО И МИКРОУРОВНЕ.
3.1. Закономерности волнового характера локальных деформаций по структуре сплавов 5В и 5ВЛ.
3.2. Влияние структуры на механизм сдвигообразован и я и
зарождения дефектов
3.3. Изучение механизмов разрушения исследуемых сплавов
на микро и макроуровне
3.4. Изучение влияния структурного состояния исследуемых сплавов на величину равномерной и локальной макроскопической деформации. Взаимосвязь структуры и механических
свойств деформируемых и литейных сплавов
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИОННОЙ
ПРОЧНОСТИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ В СВЯЗИ
СО СТРУКТУРНЫМ СОСТОЯНИЕМ.
4.1. Анализ влияния концентрации напряжений на
механические свойства.
4.2. Изучение закономерностей развития пластических деформаций в зоне концентрации напряжений литейных и деформированных титановых сплавов.
4.3. Способ прогнозирования диаграмм деформирования цилиндрических образцов с кольцевым надрезом.
ГЛАВА 5. УПРАВЛЕНИЕ СТРУКТУРОЙ ТИТАНОВЫХ
СПЛАВОВ КОМБИНИРОВАННЫМИ МЕТОДАМИ ЭМО
5.1. Влияние интенсивной термосиловой обработки на структуру и свойства деформируемых титановых псевдоа
сплавов.
5.2. Анализ влияния ЭМО на механические свойства литей
ных титановых сплавов.
5.3. Сравнительный анализ литейных и деформируемых титановых сплавов до и после ЭМО
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ


Научная новизна работы состоит в выявлении взаимосвязей между структурой, накоплением повреждений, разрушением и механическими свойствами титановых псевдоасплавов с учетом концентратора напряжений на макро и микроуровне. Выявлены закономерности формирования локальных пластических деформаций для литейного и деформируемого сплавов, проявляющиеся в формировании пор и микротрещин на границах зерен, особенно в местах стыка трех зерен. Установлено, что максимальные значения коэффициента концентрации структурных деформаций для сплава 5ВЛ в два раза больше, чем для сплава 5В. Исчерпание локальной пластичности в зонах интенсивных деформаций приводит к снижению предельных макродеформаций в три раза. Установлено, что независимо от структурного состояния предельная макродеформация в зоне концентрации определяется преимущественно параметрами концентратора, а предельная локальная микродеформация в вершине концентратора исходной пластичностью, слабо зависящей от параметров концентратора. Выявлена единая зависимость предельной макродеформации от жесткости напряженного состояния. Разработана новая экспериментальнорасчетная методика, позволяющая прогнозировать деформационнопрочностные характеристики материалов путем восстановления истинной диаграммы деформирования образца с заданным кольцевым концентратором. Установлено, что высоко дисперсная структура, получаемая в поверхностном слое сплава 5ВЛ после ЭМО, приводит к снижению коэффициента концентрации структурных деформаций по сравнению с исходной крупнозернистой структурой в два раза. ГЛАВА 1. Невысокая прочность ов 0 0 МПа, высокая пластичность 8 , и технологичность при обработке давлением свойственна для чистого титана. Он обладает преимуществами перед многими материалами по удельным прочностным характеристикам за счет его невысокой плотности р 4,5 гсм3. Отличие титана заключается в высокой коррозионной стойкости в большинстве афсссивных сред щелочах, кислотах, щелочных и кислотных растворах и других активных средах. Высокая коррозионная стойкость в естественных средах, в том числе в морской атмосфере и морской воде, определяет важные области его применения. Титан обладает рядом привлекательных теплофизических свойств, что обусловливает его применение в некоторых специфических областях техники. Прочность титана в большинстве случаев можно увеличить легированием и термической обработкой. Это определяется его полиморфизмом как известно, до температуры 2,5 С титан обладает ГПУкристаллической структурой афаза, выше 2,5 С до температуры плавления ОЦКкрисгаллической структурой ффаза. В работах отмечается, что главными превращениями в титановых сплавах являются полиморфное и мартенситное. Полиморфное превращение при сравнительно небольших скоростях охлаждения реализуется путем зарождения и роста новых зерен. Мартенситное превращение наступает в интервале температур начала и конца превращения М и Мк. При увеличении содержания 3стабилизаторов происходит снижение температур мартенсигного превращения М и Мк рисунок 4 9. При первой и второй критических концентрациях СКр и Скр ЮЗ, температуры М и Мк достигают комнатной температуры. Кроме простого мартенситного превращения 3а и ра в титановых сплавах происходит мартенситное превращение особого рода 3При этом возникают высокодисперсные когерентные выделения софазы. В работе 3 говорится о том, что ниже линии рисунок 1. Ра становится невозможным. Рисунок 1. Большое отличие титановых сплавов это огромное разнообразие структур, получаемых в ходе различных режимов обработки для сплава одного химического состава. Основные закономерности влияния параметров структуры и ее типа на механические свойства титановых сплавов установили авторы работ , , . В2толщина пластин вторичной афазы. Основное отличие структуры с корзиночным плетением от пластинчатой заключается в отсутствии внутризеренной взаимной ориентации апластин они не образуют аколоний. Псевдо а и арсплавы, имеющие глобулярную структуру, обладают значительно более высокими показателями пластичности удлинение и поперечное сужение 4, 5, чем при пластинчатой структуре.