справочник (550668), страница 56
Текст из файла (страница 56)
1Оз 104 10~ Ф, циклы 0 400 800 о„МПв Рис. 5.8. Зависимость предела выносливости от временного со- протваямвм тнзаиовых сплавов Рнс. 5.9. Выносливость сплава ВТ6 в закаленном (1) н отожженном (2) состоянии (15) 8, ЗЬ ася МПа о„МПа КСУ, МДж/мз 0,6 1200 1200 0,4 8 800 0,2 0 -200 -70 0 200 400 а 'С -200 -70 0 200 400 0 'С Рис. 5.10.
Зависимость механических свойств титановых сплавов после закалки и ств- реннл от температуры нсльпчння 303 Двухфазные сплавы упрочняют с помощью термической обработки — закалки и старения. В отожженном и закаленном состояниях они имеют хорошую пластичность, а после ствреннв — высокую прочность и жаропрочность. Режимы отжита зтнх сплавов приведены в табл. 5.62, а режимы закалки и старения — в табл. 5.63.
Влияние температуры деформирования на свойсша двухфазных сплавов после термической обработки показано в табл. 5.64, а механические свойства зтнх сплавов после различных видов термической обработки представлены в табл. 5.65. Чем больше ))-фазы содержитсв в структуре сплава, тем он прочнее в отожженном состоянии и сильнее упрочняется при термической обработке. По структуре после закалки двухфазные сплавы подразделяют на два класса: мартенситный и переходный. 8; ср, % и,: по.г МПа пр~ его 2, МПа 1200 80 1200 60 1000 40 800 1000 80 400 40 20 8 200 20 0 200 400 с, "С 0 200 400 с, С Рнс. $.11.
Механические свойства сплава ВТ6 после различных ре- жимов термической обработки в зависимости от температуры нспы- таннл: а — оовиг 700 С. охлвждеюм ла воздухе: б - зиалвв 950 С, вола+ старение ори500 С,ач[15) Табавча 5.62. Режимы епнига полуфабрикатов нз титановых (сх+ [)).силапов [13, 18) ° 1 .г о Охлаждени» на воздухи То жс с сс до сз со скоростью 2-4 С/мин, далее на воздухе ° э То жс с п до сз с печью. далее на воздухе. 304 П р и и е ч а н н е.
В чисюпеле — прутков, поковок, нпамповок, профилей, труб и изделий нз них, в знаменателе — листов. Таблица 5.63. Режимы упрочивши!ей тврмнчвскей обработки пелуфабрикатеи из титаиееых (а+ ()).силапов [13) Прутки, поковки, ппвмповки, трубы, профили н изделия нз них. Таблица 5.64. Влияние темнврвтуры двфермиреиаиия Г Е иа механические свойства титановых сплавеа ВТЗ-1 и ВТ22 (7) КСТ (в"Сг).
Мдп/н о оол Терннеееявя ебрвбетяв весле ле(юрннреввння Мпв Сивое ВТЗ— 900 С, 1 ч, охлвжденне с печьюдо 630 С, 1 ч, воздух 980 1 030 1 060 1 050 14 13 29 26 0,235 0,324 1100 1 080 900 С,! ч, воздух+ ствре- ние550 С,5ч 980 1 030 1 140 1 190 1 100 1 160 14 1О 31 19 0,33 850 С, 1 ч, влм+ старение 550 С,5ч 0,108 0,137 980 ! 030 1310 ! 250 1240 1210 12 11 Свив ВУ2 750 С, 1 ч, вода + старение 575 С,8ч 850 950 1050 1 260 13!О 1310 1230 1 270 1270 !2 7,7 9,5 48 20 10,6 (0,30) (0,27) (0.20) Сплавы мартенситного класса менее легированы и в равновесном состоянии содержат сравнительно немного р-фазы (5-25 %). В результате закалки образуется структура мартенсита а' (или а" в более легированных сплавах). К этому классу относятся высокопрочные сплавы ВТ6, ВТ1 4, ВТ1 6 и жаропрочные сплавы ВТ8, ВТ9, ВТ3-1.
Сплавы переходного класса содержат больше легирующих элементов н соответственно больше 1)-фазы (25-50 %) в равновесной структуре, чем сплавы мартенситного класса. Структуре этих сплавов чувствительна к колебаниям химического состава и режимам термической обработки (табл. 5.66). Так, после закалки в этих сплавах можно получить однофазную структуру переохлажденной р-фазы илн структуру, состоящую из этой фазы и мартенсита и".
Наличие большого количества р-фазы обеспечивает сплавам переходного класса самую высокую прочность среди (и+)))-сплавов. Например, сплав ВТ22 (50 % !)-фазы) имеет после отжита такое же временное сопротивление, как сплав ВТ6 после закалки и старения. 305 Двухфазные сплавы удовлетворительно обрвбвтыввютсл резвнием и сввриввютсл. После сварки требуется отжиг длл повышеннл плвстнчностн сварного швв. Таблица 5.65.
Анвзетреиив механических свойств твтвневых сипение !7! ес з кст, Мдздм 726 15 652 16,5 0,88 б,45 760 785 Отжиг 550 С, 1 ч, воздух Опкиг 800 С, 20 мии Звкелкв 920 С, 20 мии, вода ОТ4 1070 1120 1000 15 1095 11,8 0,363 0,412 ВТЗ-1 608 13,7 680 12,8 О,! 77 0,167 1095 1 140 1 440 15!О 4,4 3.! 0,039 0,03! Закалка 920 С, 20 мип, вода + стврсппе 520 С, 10 ч Отжиг 850 С„! ч, охлеждеиие с печью до 650 С, возлух 950 870 11 13 0,50 0,33 ВТ14 824 873 0,47 0,882 735 14 873 7 О 750'С, 1, ду Зекмжв 880 С, 20 мин, воле+ ствренис 480 С, 16 ч Опипп. 730 С, 30 мнн, квкуум 1170 2,2 1280 4,9 0,108 О,Г37 1 275 1 375 940 1080 883 16,0 1060 17,6 0,1350 0,15!0 ВЧ22 Отжиг 800 С, 1 ч, охлежденис с печью до 350 С, воздух 10!О 1 060 12,6 8,! 0,236 0,167 Отжиг 800 С, 1 ч, охлаждение с печью до 650 С, ВОздух 1 000 1 070 13 11 0,235 0,167 1 360 1480 7,5 3,7 0,098 0,049 Змажа 750 С, 15 мнн, воде+ стерение 500 С, 16 ч Звкввкв 750 С, 15 мип, воде+ старение 550 С, 16 ч Опкиг 750 С, 20 мнн, воздух Опкиг 750 С, 1 ч, вакуум 1290 1345 12,6 8,1 О,! 37 0,088 874 868 8!О 20 0,902 1,45 ВТ5-1 745 22,3 760 18,5 755 17 755 19.3 0,981 1,52 825 815 0,91 1,45 912 804 Звкваа 950 С, 20 мнн, воле При меч ение.
В числителе приведены знвчення пвремстров длл продольных образцов, в зввмснвтеле — дпл поперечных. Табзиеа 5.66. Влияние термячеекей ебрабопси яа механнческяе саейстеа татаяевых сплавов |7) аз сед ХСТ, Мджlм Отлаг 750 С, 1 ч, воздух Закалка 880 С, 30 мня, вода + старенне 480 С, 16 ч Закалка 880 С, 30 мнн, авда+ стареяне 510 С, 16 ч 1 080 0,255 ВТ14 1370 1275 0,137 ! 010 12,5 Отжиг 750 С, 1 ч, еоззух Отжнг 800 С, 20 мня, воздух Закалха 920 С,20 мин, вода Закалка 920 С, 20 мян, вода + старсннс 520 С, 10 ч 0,88 ! 120 1 095 11,8 0,4! 2 ВТЗ-1 1 140 680 12,8 0,167 1510 3,1 0,31 Отжвг750 С, 1ч, охлзжденяеспсчьюдо350 С, воздух Отава. 800 С, 15 мин, охлаждевнс с печью до 350 С, еоздгх Закалка 750 С, 15 мня, вода+ старение 500 С, 16 ч Закалка 750 С, 15 мня, вода + старснне 550 С, 16 ч 1 080 0,147 8,! 0,167 ВТ22 1480 0,88 5,3 1345 3,7 0,049 Тайпща 5.67.
Технелепзчсскне саейства н область применения тягаяеаых сплавов!15, 30, 46! 307 Этн сплавы менее склонны к водородной хрупкости, чем а- н псевдо-а-сплавы, так как водород обладает большей растворимостью в !1-фазе (см. табл. 5 44). Двухфазные сплавы куются, штампунися н прокатываются легче, чем а-сплавы. Их поставляют в анде" поковок, штампоаок, прутков, лнстов, лент. Технологнческне свойства н области применения двухфазных сплавов представлены в табл.
5.67. Окоичаяие шаба. 5. 67 Область лримсиеяня лясмые ТО ОТ4-1 Высоюм Средшь ОТ4 Хоропвя в горя- ЧЕМ СООПМИНЗЬ удсанегасрнюль- наа в холодном Хорошая в горя- Удоаль тмзри- ВТ5 ВТ5-1 То нс ВТ20 Высоко- ПРОЧНЬЮ: ВТЗ-1 Хорошая в горя- чем соепмнии Удовм- пюрн- ВТб То же ВТ14 ВТ16 ВТ22 Удовлстаортель- ная в горячем с~ СТОЯНИИ Хр ВТ9 30$ Тсхмояошчсскне свойства Хоро- Тоакосюняые детали снлкной фор. шая мьь работающие дшпсльно до 300 С(3000ч)идо35() С(2000ч) Детали. дшпсльно работающне до 35()-400 С Сварные детали, работающие при температуре от -253 до 400 С Штампосаарныс детали и узлы, работаюппю до 450 С Детали, дюпсльно работаюшне до 500 С Коаюпяе и штампованные детали, работающие до 400 С(б000 ч) и до 450 С(2000ч) Штампосаарные дствщ длительно работающие до 400-450 С Дсташ.
длительно работакяннс до 400 С Крепепныс и ре;абовые довели диа.- мстром 40 мм, работающиедо 350 С Детали, длительно работакнпие прн 350 С(2000ч) Д р б 500'С Одиефазиые р-сплавы. Эти сплавы не имеют промышленного значения, так как для получения устойчивой р-структуры сплавы должны быть легированы большим количеспюм изоморфиых р-стабилизаторов (У, Мо, ИЬ, Та) — дорогих, дефицитных н обладающих высокой плотностью металлов. Псевдо+сплавы.
Это высоколегированные в основном !3-стабилизаторами сплавы. Суммарное количество легирующих элементов в ннх, как правило, превышает 20%. Наиболее часто нх легнруют молибденом, вольфрамом, хромом, реже железом, цирконием, оловом. Алюминий присутствует почти во всех сплавах в небольшом количестве (- 3 %). В равновесном состоянии зти сплавы имеют в основном р-структуру и небольшое количество а-фазы, после закалки — структуру переохлюкдеиной метастабильной !3'-фазы, обеспечивающей высокую пластичность (б 12...40 %, у = 30...60 %) и хорошую обрабатываемость давлением (и, н 650...
1000 МПа). При старении сплавов временное сопротивление увелнчиваетсв приблизительно в 1,5 раза и достигает 1300-1800 МПа. з Плотность сплавов находится в интервале 4,9-5,1 т/м, а удельнаа прочность (самка высокаа среди титановых сплавов) превышает 30 км. Сплавы обладают низкой склонностью к водородной хрупкости, но чувствительны к примесам — кислороду и углероду, вызывающим снижение пластичности и вюкости; сварные швы имеют понюкенную пластичность; термическая стабильность сплавов низкая. Наибольшее распространение в промышленности получил сплав ВТ15 (-3 % А1, -8 % Мо и 11 % Сг), который выпускают в виде полос, листов, прутков, поковок н рекомендуется для длительной работы при температурах до 350 С.
5.3.3. Литейные титаиовые сплавы Небольшой температурный интервал кристаллизации обеспечивает высокую жндкотекучесть н плотность отливок из титановых сплавов. Они отличаются малой склонностью к образованию горячих трещин; их линейная усадка составляет 1 %, объемная — 3 %. Плавку и заливку сплавов на основе титана осуществляют в среде нейтральных газов или в вакууме в связи с их высокой химической активностью при ншреве. Отливки изготовляют методом фасоиного литья в чугунные, стальные н специальные формы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
