Аннотация 2
Введение 8
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1. Общие сведения о титане 10
1.2 Влияние легирующих элементов на полиморфное превращение, фазовый
состав, структуру и свойства титановых сплавов 12
1.2.1 Общие сведения 12
1.2.2 Влияние легирующих элементов на фазовый состав и структуру 12
1.3 Сплав ВТ8, химический состав, термическая обработка, структура, свойства
14
1.3.1 Общие сведения 14
1.3.2 Термическая обработка 22
1.4 Методы структурного анализа титана и его сплавов 25
1.4.1 Дифференциальный термический анализ 25
1.4.2 Дилатометрический анализ 26
1.4.3 Макроструктурный анализ 27
1.4.4 Микроструктурный анализ 29
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 35
2.1 Материал и методика исследования 35
2.2 Термическая обработка образцов 39
2.3 Подготовка образцов к изучению 41
2.3.1 Запрессовка, шлифовка и полировка образцов 41
2.3.2 Травление образцов 43
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 44
3.1 Изучение и количественный анализ микроструктуры методами оптической
и электронной микроскопии 44
3.2 Дифференциальный термический и дилатометрический анализы 62
3.3 Измерение микротвёрдости фаз и макротвёрдости образцов 66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 70
Титановые сплавы, в том числе двухфазные, благодаря сочетанию уникальных свойств: высокой удельной прочности, жаропрочности, сопротивления циклическим нагрузкам и др. - получили распространение во многих отраслях науки и техники и, прежде всего, в авиации и космонавтике [1]. Наличие в структуре более пластичной 0-фазы с кубической ОЦК-решеткой облегчило процесс деформирования последних.
Двухфазные (а+Р) титановые сплавы характеризуются высокой склонностью к перегреву: при превышении границы (а+Р)/р наблюдается интенсивный рост зерна. Устранить перегрев в структуре готовой детали при помощи термообработки не удается: малый фазовый наклеп перехода а^р недостаточен для развития рекристаллизации р-зерен [2]. В связи с чем, во избежание такого дефекта термической обработки температура нагрева сплавов при всех технологических операциях (горячая обработка давлением, закалка, отжиги и др.) не должна превышать температуру полиморфного превращения (Тп.п.) для конкретного состава.
В условиях производства для определения точного значения Тп.п. сплава конкретного химического состава используется метод пробных закалок, занимающий много времени [3]. Для чего необходимо использовать большое количество образцов (< 5-10), каждый из них подвергается закалке от разных температур, затем готовятся микрошлифы [4] и проводится исследование микроструктуры.
В задачу данной работы, прежде всего, входило экспериментальное определение точной Тп.п. (как температуры закалки, когда впервые в структуре сплава ВТ8 исчезают полностью частицы а-фазы) и нахождение коэффициента k, c помощью которого в условиях производства можно будет определять Тп.п., используя один образец, по следующей формуле:
Тп.п. = Тзак. + к • Ya , (1)
где Тзак. - температура нагрева под закалку, 0С;
к - искомый коэффициент;
Ya - кол-во не превращенной a-фазы в структуре закаленного сплава, об. %
В задачу данной работы входило также составление альбома структур закаленного с разных температур сплава с указанием оставшегося количества a-фазы. Его можно использовать в производственных условиях как эталон для сравнения полученной структуры изучаемого образца с одной из структур в альбоме.
