📄Работа №202978
Тема: Влияние степени горячей деформации на изменение структуры и механических свойств сплава ВТ3-1
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
металлургия
Объем:
64 листов
Год:
2019
Просмотров:
40
4640
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1 Пластическое деформирование как способ упрочняющей обработки
металлов 8
1.2 Влияние горячей пластической деформации на структуру и свойства
металлов 12
1.2.1 Структурные изменения 12
1.2.2 Влияние деформации на свойства металла 15
1.3 Методы измельчения микроструктуры титана и титановых сплавов 17
1.4 Постановка задачи исследования 23
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 27
2.1 Описание сплава 27
2.2 Методика определения химического состава сплава 28
2.3 Методика испытаний механических свойств и твердости 29
2.4 Методика металлографических исследований 33
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 36
3.1 Описание существующего технологического процесса изготовления
поковки из сплава ВТ3-1 37
3.2 Описание нового технологического процесса изготовления поковки из
сплава ВТ3-1 и сравнение результатов ее практического внедрения в производство 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1 Пластическое деформирование как способ упрочняющей обработки
металлов 8
1.2 Влияние горячей пластической деформации на структуру и свойства
металлов 12
1.2.1 Структурные изменения 12
1.2.2 Влияние деформации на свойства металла 15
1.3 Методы измельчения микроструктуры титана и титановых сплавов 17
1.4 Постановка задачи исследования 23
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 27
2.1 Описание сплава 27
2.2 Методика определения химического состава сплава 28
2.3 Методика испытаний механических свойств и твердости 29
2.4 Методика металлографических исследований 33
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 36
3.1 Описание существующего технологического процесса изготовления
поковки из сплава ВТ3-1 37
3.2 Описание нового технологического процесса изготовления поковки из
сплава ВТ3-1 и сравнение результатов ее практического внедрения в производство 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63
📖 Введение
Развитие многих отраслей народного хозяйства, особенно ракетно-космической, авиационной, химической и др., связано с применением труднодеформируемых высокопрочных сталей и сплавов. Особый практический интерес представляет титан, который находит широкое применение и в технике, и в медицине [1]. К некоторым изделиям современных машин из титановых сплавов (таких как ВТ3-1), работающих в условиях высоких напряжений, температур, динамических и вибрационных нагрузок, предъявляют повышенные требования по механическим свойствам.
Технологические процессы обработки металлов давлением и термообработки при назначении рациональных термомеханических режимов позволяют повысить прочностные свойства этого материала. Однако при этом не всегда удается получить требуемые пластические характеристики при сохранении или незначительном снижении, предусмотренных стандартами, прочностных характеристик.
Титан обладает малой плотностью, большой удельной прочностью, необычайно высокой коррозионной стойкостью, значительной прочностью при повышенных температурах. Титан - ценный металл в тех отраслях техники, где выигрыш в массе играет доминирующую роль, в частности в ракетостроении и авиации. Применение титановых сплавов в авиационной и ракетной технике наиболее целесообразно в интервале температур 250...600°С, когда легкие алюминиевые и магниевые сплавы уже не могут работать, а стали и никелевые сплавы уступают им по удельной прочности. Благодаря высокой коррозионной стойкости во многих химических активных средах титан имеет большие перспективы применения в химической промышленности и на предприятиях первичной металлургии.
Добиться от материала более высоких показателей прочности, твердости, износоустойчивости или достаточно высокой пластичности можно, сформировав мелкодисперсную структуру в рабочей области детали или во всем ее объеме [2]. Методы, позволяющие создавать мелкодисперсные, а довольно часто и наноструктуры, в металлах и сплавах основаны на применении интенсивной пластической деформации (ИПД). Образование таких структур в этом случае является сложным многостадийным процессом, обусловленным поэтапной перестройкой дислокационной структуры.
Основной целью работы является выявление влияния степени горячей деформации на изменение структуры и механических свойств сплава ВТ3-1 для подтверждения возможности применения крупногабаритных исходных титановых заготовок для изготовления ответственных изделий авиастроения с сохранением требуемых механических свойств и без потери технологичности, но с обеспечением значительной экономической эффективности производства титановых изделий.
Технологические процессы обработки металлов давлением и термообработки при назначении рациональных термомеханических режимов позволяют повысить прочностные свойства этого материала. Однако при этом не всегда удается получить требуемые пластические характеристики при сохранении или незначительном снижении, предусмотренных стандартами, прочностных характеристик.
Титан обладает малой плотностью, большой удельной прочностью, необычайно высокой коррозионной стойкостью, значительной прочностью при повышенных температурах. Титан - ценный металл в тех отраслях техники, где выигрыш в массе играет доминирующую роль, в частности в ракетостроении и авиации. Применение титановых сплавов в авиационной и ракетной технике наиболее целесообразно в интервале температур 250...600°С, когда легкие алюминиевые и магниевые сплавы уже не могут работать, а стали и никелевые сплавы уступают им по удельной прочности. Благодаря высокой коррозионной стойкости во многих химических активных средах титан имеет большие перспективы применения в химической промышленности и на предприятиях первичной металлургии.
Добиться от материала более высоких показателей прочности, твердости, износоустойчивости или достаточно высокой пластичности можно, сформировав мелкодисперсную структуру в рабочей области детали или во всем ее объеме [2]. Методы, позволяющие создавать мелкодисперсные, а довольно часто и наноструктуры, в металлах и сплавах основаны на применении интенсивной пластической деформации (ИПД). Образование таких структур в этом случае является сложным многостадийным процессом, обусловленным поэтапной перестройкой дислокационной структуры.
Основной целью работы является выявление влияния степени горячей деформации на изменение структуры и механических свойств сплава ВТ3-1 для подтверждения возможности применения крупногабаритных исходных титановых заготовок для изготовления ответственных изделий авиастроения с сохранением требуемых механических свойств и без потери технологичности, но с обеспечением значительной экономической эффективности производства титановых изделий.
✅ Заключение
В работе описана новая технология изготовления ответственных изделий авиастроения методом штамповки на примере поковки «Болт специальный» из титанового сплава ВТ3-1. Новизна заключается в применении вместо круглой заготовки °26 мм крупногабаритной исходной заготовки °150 мм с последующим многократным продольным обжатием и прокаткой до требуемых размеров изделия.
Показано, что многократная деформации не ухудшает структуру и свойства изделия. Это является свидетельством того, что деформация титанового сплава ВТ3-1 в а+Р-области практически не сопровождается изменением микрозерна, в то время как деформация в P-области приводит к резкому его росту и, как следствие, перегреву.
Выявлено, что для получения в поковке оптимального сочетания высокой прочности и пластичности для сплава ВТ3-1 должно быть обеспечено формирование в процессе деформации микроструктур мелкозернистой равноосного типа (тип 1) или глобулярно-пластинчатой (тип 2-3).
Установлено, что степень горячей деформации не оказывает влияние на твердость и предел прочности металла, но способствует повышению относительного сужения и ударной вязкости.
После термического упрочнения твердость и предел прочности образцов, изготовленных по новой технологии, несколько выше. Характеристики пластичности и ударной вязкости поковок не зависят от применяемого технологического процесса.
Разработаны мероприятия по предупреждению и устранению дефектов поверхности, возникающих при прокатке. Наиболее эффективным в рассматриваемом случае является ограничение степени обжатия при прокатке до 2 мм за проход.
Проведенные исследования позволяют сделать следующий вывод: применение крупногабаритных исходных титановых заготовок для изготовления ответственных изделий авиастроения возможно с сохранением требуемых механических свойств и без потери технологичности, но со значительным снижением себестоимости изделий. Потери металла на механическую обработку в рассматриваемом случае незначительны. Суммарные производственные затраты на изготовление изделия «Болт специальный» из исходной заготовки 0150 мм по предлагаемой технологии в 2,5 раза ниже, чем при штамповке из стандартной заготовки 026 мм.
На основании полученных результатов предложенная технология изготовления изделия «Болт специальный» освоена и успешно внедрена в кузнечном производстве рассматриваемого предприятия.
Показано, что многократная деформации не ухудшает структуру и свойства изделия. Это является свидетельством того, что деформация титанового сплава ВТ3-1 в а+Р-области практически не сопровождается изменением микрозерна, в то время как деформация в P-области приводит к резкому его росту и, как следствие, перегреву.
Выявлено, что для получения в поковке оптимального сочетания высокой прочности и пластичности для сплава ВТ3-1 должно быть обеспечено формирование в процессе деформации микроструктур мелкозернистой равноосного типа (тип 1) или глобулярно-пластинчатой (тип 2-3).
Установлено, что степень горячей деформации не оказывает влияние на твердость и предел прочности металла, но способствует повышению относительного сужения и ударной вязкости.
После термического упрочнения твердость и предел прочности образцов, изготовленных по новой технологии, несколько выше. Характеристики пластичности и ударной вязкости поковок не зависят от применяемого технологического процесса.
Разработаны мероприятия по предупреждению и устранению дефектов поверхности, возникающих при прокатке. Наиболее эффективным в рассматриваемом случае является ограничение степени обжатия при прокатке до 2 мм за проход.
Проведенные исследования позволяют сделать следующий вывод: применение крупногабаритных исходных титановых заготовок для изготовления ответственных изделий авиастроения возможно с сохранением требуемых механических свойств и без потери технологичности, но со значительным снижением себестоимости изделий. Потери металла на механическую обработку в рассматриваемом случае незначительны. Суммарные производственные затраты на изготовление изделия «Болт специальный» из исходной заготовки 0150 мм по предлагаемой технологии в 2,5 раза ниже, чем при штамповке из стандартной заготовки 026 мм.
На основании полученных результатов предложенная технология изготовления изделия «Болт специальный» освоена и успешно внедрена в кузнечном производстве рассматриваемого предприятия.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.