Научные основы и технология термоводородной обработки полуфабрикатов и изделий из конструкционных и жаропрочных титановых сплавов

• Автор: Мамонов, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 396 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава! Влияние легирования водородом на фазовый состав и структуру
титановых сплавов разных классов
1.1. Исследование фазовых равновесий в промышленных титановых
сплавах, легированных водородом
1.1.1. а-сплав ВТ5 (Ti-5А1)
1.1.2. Псевдо а-сплавы: ВТ18У (Ti-7Al-0,8Mo-0,9Nb-3,7Zr-2,8Sn-0,13Si),
ВТ20 (Ti-6,1 А1-0,8Мо-1,4V-2Zr)
1.1.3 a+ß-сплавы BT6(Ti-6Al-4V), Ti-6242 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo), BT23
(Ti-5AMV-2Mo-l Cr-0,5Fe), ВТ25У (Ti-6,5Al-3,6Mo-3Zr-2Sn-0,5W-0,l 2Si)
1.2. Влияние водорода на фазовый состав и структуру сплавов с
интерметаллидным упрочнением а2-фазой
1.3. Влияние водорода на фазовый состав и структуру сплава на основе
интерметаллида TijAl
1.4. Влияние водорода на химический состав а- и ß-фаз в титановых
сплавах
1.5. Влияние водорода на диффузию основных компонентов в сплавах на
основе титана
1.6. Выводы по главе I
Глава II. Фазовые и структурные превращения в водородосодержащих
титановых сплавах при термическом воздействии
2.1. Закономерности фазовых превращений в водородосодержащих
титановых сплавах при непрерывном охлаждении
2.1.1. Промышленные титановые сплавы
2.1.2. Сплав с интерметаллидным упрочнением а2-фазой
2.1.3. Сплав на основе ТІ3АІ

Фазовые ' и структурные превращения при закалке водородосодержащих титановых сплавов
2.2.1. Промышленные псевдо - а и а+Р- сплавы
2.2.2. Сплав с интерметаллидным упрочнением а.2- фазой
2.2.3. Сплав на основе «2
Фазовые и структурные превращения при старении
Фазовые и структурные превращения при дегазации
Влияние водорода на объемные эффекты фазовых превращений в
титановых сплавах
Выводы по главе II
Технология термоводородной обработки промышленных титановых
сплавов
Принципы проектирования технологических схем термоводородной
обработки
Термоводородная обработка литых полуфабрикатов и фасонных отливок из титановых сплавов
3.2.1. Разработка режимов термоводородной обработки литых полуфабрикатов из сплавов ВТ5Л и ВТ6Л
3.2.2.Разработка технологических процессов обработки отливок из сплавов ВТ20Л и ВТ23Л, сочетающих термоводородную обработку и высокотемпературную газостатическую обработку
3.2.3.Термоводородная обработка литого жаропрочного титанового сплава ТТ6242
Термоводородная обработка деформированных полуфабрикатов и
изделий из жаропрочных титановых сплавов
3.3.1. Термоводородная обработка лопаток компрессора из сплава ВТ18У

3.3.2. Термоводородная обработка листовых полуфабрикатов из сплава ВТ18У
3.3.3. Термоводородная обработка листовых полуфабрикатов из сплава ВТ20
3.3.4. Использование водородной технологии при получении заготовок лопаток компрессора из сплава ВТ25У
Выводы по главе III
Технология термоводородной обработки жаропрочных титановых
сплавов с интерметаллидным упрочнением аг-фазой
Исследование термической стабильности структуры сплавов с
аг-фазой
Разработка технологической схемы и режимов термоводородной
обработки сплавов с аг-фазой
Исследование трещиностойкости сплава Т1-9А1-1Мо-32г-48п после
термической и термоводородной обработки
Влияние термоводородной обработки на сопротивление пластической
деформации сплава Т1-9А1-1Мо-32г-48п в литом состоянии
Влияние термоводородной обработки на механические свойства
сплава Т1-9А1-1Мо-Згг-48п
Выводы по главе IV
Технология термоводородной обработки жаропрочных сплавов на
основе интерметаллида 'П3А1
Особенности и перспективы применения термоводородной обработки
сплавов на основе ТЬА1
Влияние термоводородной обработки на параметры структуры сплава
7115 (ТМ4А1-3№>-ЗУ-0,5гг)
Влияние термоводородной обработки на механические свойства сплава 7115

величину в направлении оси с и увеличивая его значение вдоль оси а с 15» 10“6 К"1 в сплаве с 0,4% Н до 29*10'6 К'1 в сплаве с 1,0 % Н. Увеличение содержания водорода в сплаве с 0,6 до 1% вызывает увеличение коэффициента линейного термического расширения Р-фазы с 9«10'6 до 3 3 10"6 К'1.
Исследования фазового состава титанового сплава ВТ18У, легированного водородом, проведенные методами пробных закалок и высокотемпературной рентгенографии, позволили построить температурно-концентрационную диаграмму фазового состава водородсодержащего сплава ВТ18У в интервале температур от 20 до 1100°С и концентраций водорода от 0,003 до 1,0% (рис. 1.9). Концентрационная зависимость температуры Ас3 разделяет диаграмму на две области. Выше этой линии расположена область стабильности (3-фазы, а ниже и левее - двухфазная область, в которой в термодинамическом равновесии находятся а- и [3-фазы. При содержании водорода в сплаве более 0,35% в интервале температур от 20 до 750°С в структуре присутствует а.2-фаза. Сплав, содержащий от 0,35 до 0,55% водорода2, при нормальной температуре находится в четырехфазном состоянии (а+р+у+аа), а при хн > 0,55% - трехфазном (а+у+аг). Гидридосодержащие области расширяются в сторону высоких температур при повышении концентрации водорода.
Влияние водорода на фазовый состав и границы фазовых областей в сплаве ВТ20, так же, как и в сплаве ВТ18У, исследовали методами рентгеноструктурного и металлографического анализа закаленных образцов, а также методом высокотемпературной рентгенографии. Для определения температуры конца а+|3-э-[3-перехода проводили закалку образцов с х„=0,003 (исходная концентрация); 0,15; 0,3; 0,5; 0,7 и 0,9%, предварительно отожженных при 1000°С в течение 1 часа в печи с воздушной атмосферой. Интервал температур нагрева под закалку составлял 500-1050°С. Температуру перехода в |3-область определяли по тем же признакам, что и для сплава ВТ18У.
2 Указанные концентрации водорода определены экстраполированием температурно-концентрационных границ фазовых областей к нормальной температуре.