Анализ влияния химического состава и термической обработки на структуру, технологические и эксплуатационные свойства полуфабрикатов из титанового сплава ВТ35
Введение 4
1 Высокопрочные титановые сплавы для авиационной и судостроительной
техники 5
1.1. Классификация титановых сплавов 5
1.2. Принципы легирования титановых сплавов 9
1.3. Характеристика высоколегированных псевдо-Р- и Р-титановых сплавов 14
1.4. Влияние термической обработки на структуру и механические свойства
псевдо-Р-титановых сплавов 17
1.5. Пластическая деформация титановых сплавов 27
1.6. Области применения, достоинства и недостатки высокопрочных титановых
сплавов псевдо-Р- класса 33
Заключение 38
2 Объекты и методы исследования 39
2.1.Объекты исследования 39
2.2. Методы исследования 39
3 Создание полуфабрикатов малого сечения из высокопрочных титановых сплавов
с регламентированными структурой и свойствами 51
3.1. Определение температуры полиморфного превращения и критической
скорости охлаждения сплавов ВТ32 и ВТ35 51
3.2. Оценка влияния процентного содержания легирующих элементов на
структуру и свойства сплава ВТ35 57
3.3. Изучение закономерностей формирования структуры в сплаве ВТ35 после
упрочняющей термической обработки 64
Выводы 70
Список использованной литературы
В настоящее время современные тенденции применения сплавов на основе титана, а также новые требования к их физико-механическим свойствам развиваются по пути повышения удельных прочностных характеристик высоконагруженных конструкций, в частности крепежных элементов, сварных конструкций и плетеных силовых каркасов, за счет использования высокопрочных титановых сплавов.
Детали крепления относятся к наиболее ответственным элементам конструкции авиационной и аэрокосмической техники, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по механическим и эксплуатационным свойствам. Применение титановых сплавов обусловлено тем, что удельная прочность, реализуемая в конструкциях, на 50-60 % выше, чем для конструкционных сталей, а также позволяет снизить массу элементов крепления на 35-40 %, а массу техники на сотни килограмм.
Учитывая, что детали крепления являются примером массового производства, основной задачей для изготовления деталей крепления является создание структуры, обеспечивающей высокую технологическую пластичность при комнатной температуре. Что значительно снизит экономическую стоимость производства деталей крепления авиационной и аэрокосмической техники.
На основе титана разработано более 100 сплавов. Поэтому актуальной является не разработка новых сплавов, а выбор наиболее приемлемых из них и разработка технологии получения полуфабрикатов для изготовления деталей крепления и иных изделий.
1. Установлено, что сплав ВТ35 обладает лучшей технологической пластичностью, чем
сплав ВТ32, так как имеет более низкий предел текучести (ВТ35: о-, > 845 МПа; ВТ32: о, > 900 МПа). Это делает сплав ВТ35 более предпочтительным для
изготовления деталей крепления в холодную.
2. Установлено, что оптимальная технологическая пластичность у сплава ВТ35 достигается при содержании алюминия не более 3%; основных 0-стабилизаторов (V, Cr) и олова (Sn) в пределах среднего паспортного состава и остальных элементов (Mo, Zr, Nb) - в минимальном количестве.
3. Изучение кинетики распада 0-фазы показало, что в процессе старения в интервале температур 475° - 600°C интенсивность выделения а- фазы различна. Максимальное дисперсионное упрочнение с твёрдостью 42 ед. HRC достигается при температурах 475°C в течение 12 часов и 500°C в течение 50 часов.
4. Разработан режим термической обработки сплава ВТ35, включающий закалку с 800°C на воздухе и последующее старение при 500°C в течении 12 часов. Такая обработка обеспечивает в полуфабрикатах при комнатной температуре предельную степень при осадке 80% и в готовых изделиях прочность при растяжении 1200 МПа и напряжение среза 745 МПа.
