строение (557054), страница 54
Текст из файла (страница 54)
с В результате закалки из (3-области структура таких сплавов — перезе оо' н О ОО !о О н фОО ООО "О оо -оо ооо о" о о 'о о о ооо ".о о ооо оо ООО М 3 ы 5 Р ОО О О о 3 а !Б„Юп ! 1„„ЙЗ й ф~~ОООО П Е ОО О оООоо о 5 а й ! !з--'- Яф~) — О ОО !Л ОО ОЗ о О ',О 6 !!е О й О М О !+! ! 6 ОО Ю Ю н о в о Ю о оф ! офоф $ ф ! Й фф иЪ ффф ф ооо ь ь ь. ООю О * О О ОЧ ффф П1 ОП СП 91 фо ф СП ОП охлажденный !3-твердый раствор, обозначаемый !Г.
В процессе старения при 450... 550 'С из !1'-твердого раствора выделяется мелкодисперсная а-фаза, повышающая прочность и твердость сплава. Химико-термическая обработка. Для повышения жаростойкости детали из титановых сплавов подвергают различным видам диффузионной металлизации. Для повышения износостойкости детали подвергают азотированию. ПреыыОваенные тнтаневые сплавы В настоящее время серийно применяют довольно большое число титановых сплавов. Титановые сплавы по технологии производства подразделяют на деформируемые, литейные и порошковые.
По характеристикам основных механических свойств — на сплавы обычной прочности, высокой прочности, жаропрочные, высокопластичные и высококоррозионностойкие. По способности упрочняться с помощью термической обработки — на упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой. По структуре в отояакенном состоянии — на а-сплавы, р-сплавы, псевдо.сс, псевдо-5 и (а + !3)-титановые сплавы. Виды выпускаемых промышленностью, полуфабрикатов титановых сплавов — это прутки, поковки, штамповки, профили, плиты, трубы, листы, проволока, литье. Деформирувмыв титановыв сплавы Химический состав, структура и механические свойства деформируемых титановых сплавов, применяемых в авиационной технике приведены в табл.
17. Почти все титановые сплавы, за редким исключением, легируют алюминием. Он повышает прочность, жаропрочность, жаростойкость, снижает плотность титановых сплавов. Кроме того, алюминий повышает модуль нормальной упругости и модуль сдвига титана. а-ясиглаяовые сллавы Наибольшее применение из класса деформируемых а-титановых сплавов получил сплав ВТ5-1. Добавки олова улучшают технологические свойства сплава, замедляют окисление и повышают сопротивление ползучести.
Из ВТ5-1 изготавливают все виды полуфабрикатов: ли ты, трубы, поковки, профили и проволоку, в отличие от сплава ВТ5, который из-за низкой технологичности может быть использован только в качестве листового материала. Сплав ВТ5-1 термически стабилен до 450 'С, превосходит все другие сплавы по характеристикам ползучести, жаропрочности, а также кислотостойкости и свариваемости. Сплав сваривается всеми видами сварки, причем сварные соединения и основной материал практически равнопрочны. Сплав сохраняет пластичность при низких температурах, что позволяет применить его в криоген- ,О Ф ! о Я 6 В! ц о !! О о ф О О о ВО О ВО ной технике.
Детали из сплава ВТ5-1 могут длительно работать в широком диапазоне температур (от 450 до — 253 'С). Недостатком сплава является его недостаточно высокая гарантированная прочность (для листов оа = 750 МПа) и необходимость подогрева при проведении технологических операций.
Псевдо х-тнтановые сплавы системы Т1 — А! — Мп образуют своеобразную цепочку составов с различной концентрацией алюминия, что дает возможность получить различные свойства. Сплавами этого типа являются ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ОТ4-2, как наиболее технологичные титановые сплавы.
Они хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях и предназначены в основном для изготовления листов, лент и полос. Сплавы хорошо свариваются всеми видами сварки. Наиболее прочный сплав этой серии ОТ4-2 обладает более низкой технологичностью, так как с повышением содержания алюминия и марганца в этой серии прочность сплавов возрастает, а пластичность и технологичность ухудшаются. Сплавы предназначены для деталей, работающих до 350'С и изготавливаемых с применением сварки, штамповки, гибки. Структура этих сплавов при комнатной температуре 55-фаза с небольшим количеством (1...
5 %) б-фазы, вследствие легирования р-стабилизаторами: Ч, ЫЬ, Мо и др. Наиболее высокие жаропрочные свойства имеют псевдо-ясплавы, содержащие ) 6 % А1. К этому классу относятся сплавы ВТ20, ВТ18 и ВТ!8У. Эти сплавы легируют цирконием и ннобием, которые в присутствии алюминия благоприятно влияют на жаропрочность. Небольшое количество р-стабилизаторов (в пределах, близких к их максимальной растворимости в 55-титане) смягчает охрупчивание, связанное с образованием упорядоченной ац -фазы в сплавах, содержащих 7 ...
8 % алюминия. Структура сплавов в отожженном состоянии состоит из (5-фазы и небольшого количества ()-фазы и интермегаллидной (хп -фазы, количество которой определяется содержанием алюминия. Сплав ВТ20 предназначен для изготовления листов, плит, штампосварных конструкций, Это более прочный листовой а-сплав по сравнению с ВТ5-1: гарантированный предел прочности листов из сплава ВТ20 950 МПа вместо 750 МПа для сплава ВТ5-1 при практически одинаковом удлинении и сужении. Сплав в холодном состоянии листовой штамповке не поддается, ее следует проводить при 800...
900 'С. В сравнении с другими свариваемыми листовымн сплавами сплав ВТ20 при 500 'С обладает лучшей жаропрочностью. Сплав предназначен для изготовления изделий, работающих длительное время при температурах до 500 'С. Сплав ВТ18 относится к наиболее жаропрочным серийным титановым сплавам и рекомендуется для изготовления деталей, работающих длительно при 550 ... 580 'С и кратковременно — до 800 'С. Механические свойства сплава при 550 'С: ов = 680 ...
700 МПа; о,, = 140 МПа; охов = 450 МПа. Высокая жаропрочность сплава обусловлена большим содержанием в нем алюми- Рас. 132 Мвкроструктуры гптаковых сплаваа пасла отжога а — а.сплав (ВТ5.1П 5 — а+а-сплав (Зтррн а — аьэ.сплав (Зту-11. Х(55 ння и цнркония. Сплав легирован также небольшим количеством кремния, значительно повышающим жаропрочность. Однако содержание кремния ие превышает 0,3 %, так как прн большем содержании он заметно снижает пластичность.
В отличие от других а-сплавов сварнвается сплав ВТ18 плохо, он предназначен для изготовления прутков, поковок н штамповок. Сплав труднее„ чем другие промышленные тнтановые сплавы поддается деформации, поэтому проводят последовательный подогрев слитков перед деформацией при 850 'С во избежание растрескивання.
Большинство а-титановых сплавов применяют в отожженном состоянии. При закалке этих сплавов нз р- или верхней части (а + !))-области превращение происходит по мартенситному механизму, возникающая при этом мартенситоподобная структура не является пересыщенным твердым раствором (рис. 132, а). (а + (1)-титановые сплавы — двухфазные сплавы, содержащие значительное количество р-стабилизирующих элементов, не превышающее критической концентрации. Типичным представителем (и + р)-сплавов является сплав ВТ6 (Т1 + 4 % А1+ 6 % Ч). Для сварных конструкций применяют Г.ь модифицированный вариант — сплав ВТ6С, который отличается от основного меньшим содержанием алюминия и ванадия, В сплавах этой группы могут быть два основных структурных состояния: после отжига с температур нижней части (а + 5)-об- ласти с последующим медленным охлаждением фиксируется меха- ническая смесь я- и р-фаз.
При закалке из р-области структура сплава представлена мартенситной фазой а'-игольчатого строения, если в равновесном состоянии сплавы содержат немного р-фазы (5... 25 %). На рис. 132, б, в показана микроструктура отожжен- ных (а + р)-титановых сплавов, состоящая из одной фазы (свет- лый фон), внедренной в матрицу второй (темный фон), соответст- венно и- и )1-фазы. Кристаллы и-фазы могут иметь две формы: линзовидную (сплав ВТ25) и сфероидальную (сплав ВТЗ вЂ” 1). Обе модификации обладают полезными свойствами: линзовидная струк- тура более устойчива к ползучести чем сфероидальная, однако она имеет меньшее сопротивление малоцикловой усталости.
К иим относятся сплавы ВТ6, ВТ14, ВТ16, ВТЗ вЂ” 1, ВТ25. В более леги- рованных сплавах ВТ22 в равновесном состоянии содержится 25... 50 % 8-фазы и после закалки из р-области можно получить однофазную 8' или двухфазную а'- и (!'-структуру. Упрочнение при старении связано с процессами, протекающими в метастабиль- ной р'-фазе, поэтому оио зависит прежде всего от количества р-фазы и ее способности к упрочнепию. Сплав ВТ6 прн термической обработке не охрупчивается (от- сутствует хрупкая в-фаза при фазовых превращениях), поэтому старение сплава проводят при сравнительно низких температурах 450 ... 550 'С, что обеспечивает высокий эффект упрочнения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
