Реферат
ВВЕДЕНИЕ 4
1. Области применения и способы деформационно-термической обработки
титановых сплавов (литературный обзор) 6
1.1 Области применения титановых сплавов 6
1.2 Интенсивная пластическая деформация (ИПД) 7
1.2.1 Схемы и режимы ИПД 8
1.2.1.1 Деформация кручением под высоким давлением 8
1.2.1.2 Деформация РКУ прессованием 9
1.2.1.3 Всесторонняя ковка 12
1.3 Сверхпластичность материалов с УМЗ структурой 14
1.4 Механические свойства двухфазных титановых сплавов с УМЗ
структурой 16
1.5 Сплав ВТ22 19
1.6 Сплав ВТ35 20
2. Постановка задач. Выбор материалов и методики исследования 21
2.1 Материалы и методики эксперимента 21
3. Изучение механических свойств титановых сплавов, полученных
комбинированной прокаткой 24
3.1 Титановый сплав ВТ22 24
3.2 Титановый сплав ВТ35 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 36
Развитие авиакосмической и автомобильной техники связано с разработкой новых конструкционных материалов, отвечающих современным требованиям. Такие материалы, в частности, титановые сплавы, должны обладать повышенными эксплуатационными, а также технологическими свойствами. Повышение удельной прочности позволило бы снизить габаритно - массовые характеристики, и, тем самым, материалоёмкость элементов конструкций, а также повысить энергоэффективность авиакосмической и автомобильной техники. В свою очередь повышение усталостной прочности привело бы к повышению ее отказоустойчивости и надежности, увеличению ресурса при работе в условиях циклической нагрузки. В то же время, малое число поисковых исследований, а также слабая технологическая база не позволяют отечественным производителям разрабатывать и внедрять в производство конструкционные материалы для авиакосмической и транспортной промышленности с требуемыми характеристиками. Такое отставание может привести к снижению их конкурентоспособности на мировом рынке в условиях расширяющегося предложения, в том числе за счет освоения новых технологий производства развитыми и развивающимися странами.
Для оптимизации ответственных деталей и узлов авиакосмической и автомобильной техники с целью повышения их эксплуатационных свойств по критериям статической и усталостной прочности, технологичности, а также снижения габаритно-массовых характеристик весьма перспективными представляются титановые сплавы псевдо в и переходного класса, которые и сейчас широко используются в указанных отраслях промышленности [1 - 4]. Существующие сплавы, однако, достигли предела своих свойств, и дальнейшее расширение номенклатуры и направлений их использования требует качественного скачка в их свойствах и технологии производства. Повышение эксплуатационных характеристик легких сплавов, а также поиск путей их использования при создании новой техники, в том числе для авиационной и автомобильной промышленности, представляет большой научный и практический интерес [1 - 4].
В связи с вышеизложенным, исследования и разработка титановых сплавов с улучшенными эксплуатационными свойствами, позволяющими решать указанные выше проблемы, представляется актуальной областью поисковых научных исследований. Решение этой задачи путем формирования ультрамелкозернистой структуры в титановых сплавах псевдо в и переходного класса позволит выработать общие подходы к комплексному повышению технических характеристик широко используемых конструкционных материалов.
Проведены исследования влияния комбинированной радиальносдвиговой и плоской прокатки с последующим старением на структурнофазовое состояние и механические свойства псевдо в титановых сплавов. Показано, что в двухфазном титановом сплаве ВТ22 в результате обработки методами поперечно-винтовой и плоской прокаток происходит измельчение структуры с 30 до 2 мкм. Указанная обработка приводит к повышению механических свойств титанового сплава ВТ22 ~ в 1,2 раза по сравнению с исходным состоянием. Старение при температурах 420 - 500 °С в течение 5 часов приводит к еще большему повышению прочности сплава в результате распада твердого раствора.
Комбинированная радиально-сдвиговая и плоская прокатка приводит к разбиению исходно вытянутых крупных зерен исходной структуры в сплаве ВТ35. В результате такой обработки происходит формирование равноосной структуры со средним размер зерен около 30 мкм. При этом фазовый состав сплава не меняется.
Последующее старение при температурах 400 - 500 °С сплава ВТ35, подвергнутого комбинированной радиально-сдвиговой и плоской прокатке, приводит к выделение мелкодисперсной a-фазы. С повышением температуры старения с 400 до 500 °С поперечный размер выделяющейся a-фазы увеличивается с 40 нм до 100 нм.
Старение приводит к значительному упрочнению титанового сплава ВТ35 с повышением предела прочности свыше 1600 МПа при сохранении удовлетворительной величины деформация до разрушения (~ 7 - 8 %).
