Аннотация 2
Введение 3
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 4
1.1 Современные методы интенсивной пластической деформации 4
1.2 Структура и свойства материалов в ультрамелкозернистом состоянии 15
1.3 Ротационная ковка как метод получения ультрамелкозернистого состояния материалов 28
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ 31
2.1 Исследуемый материал и выбор режимов обработки 31
2.2 Методика исследования структуры и механических свойств сплава ВТ8М 31
2.3 Методика испытания образцов на твердость и растяжение при комнатной температуре и в среде жидкого азота 32
2.4 Методика испытания образцов на статическую трещиностойкость при температуре жидкого азота 34
2.5 Макрофрактографические и микрофрактографические исследования 35
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 37
3.1 Структура и механические свойства сплава ВТ8М-1 после ротационной ковки 37
3.2 Механические свойства сплава ВТ8М-1 при растяжении 39
3.3 Статическая трещиностойкость и механизм разрушения ультрамелкозернистого титанового сплава ВТ8М-1 после ротационной ковки 39
Заключение 43
Список используемых источников 44
Основным назначением конструкционных и функциональных материалов является способность выдерживать нагрузки в заданных условиях эксплуатации, удовлетворяя при этом требованиям минимизации массы конструкции, ее надежности, экономичности и функциональности. Поэтому повышение прочности материалов является основной задачей современного материаловедения. В последнее время активное развитие получили методы интенсивной пластической деформации (ИПД), позволяющие получить материал в ультрамелкозернистом (УМЗ) состоянии. Изменение структуры, в свою очередь, приводит к получению особых свойств материала. Проведение исследований в этой области предоставит не только характеристики и способы получения конкретных материалов в УМЗ состоянии, но и основание для прогнозирования влияния ИПД на другие металлы и сплавы.
Для получения объемных металлических материалов в УМЗ состоянии в настоящее время широко используют две основные схемы деформирования: равноканальное угловое прессование (РКУП) и интенсивную пластическую деформацию кручением (ИПДК) [8]. Помимо основных методов ИПД, описанных выше, практикуются другие методы получения УМЗ состояния заготовок: многократная прокатка, многократная всесторонняя ковка, винтовая экструзия, комбинированная деформационная обработка с волочением со знакопеременным изгибом с вращением, электропластическая деформация и ряд других методов. Особый интерес с позиции получения заготовок крупных размеров представляет метод ротационной ковки [8, 14].
Целью работы является определение статической трещиностойкости титанового сплава ВТ8М-1 с ультрамелкозернистой структурой, полученной путем ротационной ковки.
1. Показано, что сплав ВТ8М-1 после ротационной ковки с выбранными параметрами формирует глобулярную структуру со средним размером субзерен a-фазы от 200 до 300 нм. По сравнению с материалом в состоянии поставки, твердость сплава после обработки выше в 1,1 раза, прочностные свойства при растяжении - в 1,2 раза, а пластичность ниже в 1,4 раза. Понижение температуры испытания до -196 °С дополнительно повышает прочностные и незначительно снижает пластические свойства сплава в УМЗ состоянии.
2. Результаты испытания образцов из сплава ВТ8М-1 на статическую трещиностойкость показали, что значение К1С УМЗ сплава, полученного путем ротационной ковки, в 1,4 раза ниже по сравнению с исходным КЗ состоянием.
3. Микрорельеф статических изломов сплава как в КЗ, так и в УМЗ состоянии состоит из хаотично расположенных сравнительно гладких гребней.
