строение (557054), страница 55
Текст из файла (страница 55)
По- сле закалки прочность сплава 900 ... 1000 МПа, а после старения 1150 ... 1250 МПа. Сплав имеет высокую термическую стабиль- ность н может применяться в конструкциях, длительно работающих при 400 ... 500 'С и кратковременно — до 750 'С, однако как жаропрочный широкого применения не получил. Сплавы типа ВТ6 характеризуются высоким комплексом проч- ностных, пластических и технологических свойств. Легко подвер- гаются горячей обработке, свариваются всеми видами сварки и при этом сохраняют высокие механические характеристики. К жаропрочпым (а + 8)-титановым сплавам относят сплавы ВТ3-1, ВТ8 и ВТ9.
Сплав ВТ9 в отличие от ВТ8 легирован боль- шим количеством циркония (0,8... 2,5 %). Цирконий повышает жаропрочность титановых сплавов при сохранении достаточно вы- сокой термической стабильности, Сплавы применяют в отожженном и закаленном состояниях. Закалка и старение повышают не только прочностные, но и жаро- прочные свойства сплавов ВТ8 и ВТ9. Сплавы хорошо деформи- руются в горячем состоянии и предназначены для приготовления поковок, штамповок и прутков. Свариваются сплавы плохо. Оии нашли применение для деталей газотурбинных двигателей, длительно работающих при 450 ... 500 'С.
Сплавы ВТ14 и ВТ16 системы Т! — А! — Мо — Ч содержат ие один, а два р-стабилизатора. Сплав ВТ16 отличается от сплава ВТ14 меньшим содержанием алюминия и большим содержанием р-стабилизаторов. В соответствии с этим в структуре сплава ВТ16 в отожженном состоянии больше р-фазы (25 %, а не 10 %, как в сплаве ВТ!4), т. е. эффект упрочнения после закалки и старения у сплава ВТ16 выше. Сплавы ВТ14 и ВТ16 имеют высокую технологичность в закаленном состоянии, необходимую для изготовления сложных деталей с высокой прочностью после старения.
Сплав ВТ!4 хорошо деформируется при комнатных температурах, из его листов изготавливают детали. Сплав удовлетворительно сваривается всеми видами сварки, из его листов применяют сварные конструкции в отожженном и термически упрочненном состоянии. Сплав ВТ16 из-за меньшего предела текучести после закалки технологичнее, чем ВТ!4. Сплав ВТ22 — наиболее прочный из промышленных (я + (!)-титановых сплавов, как в отожженном, так и в закаленном состояниях, что обеспечивается большим количеством в сплаве р-фазы (до 50 %). Структура сплава ВТ22 в отожженном состоянии представлена одинаковым количеством а- н р-фаз и поэтому он относится к самым прочным и в отожженном состоянии.
Прочностные характеристики сплава ВТ22 после отжига такие же, как у сплавов ВТ6 и ВТ14 после закалки и старения. Вязкость разрушения сплава ВТ22 составляет 70,0... 82,0 МПа мых, сплава ВТ6— 82,0... 95,0 МПа мих. Поскольку глубина прокаливаемости большинства (а + (1)-титановых сплавов невелика, то возможность изготавливать высокопрочные крупногабаритные изделия из сплава ВТ22 в отожженном состоянии весьма существенна.
Сплав ВТЗ-1 относится к числу наиболее освоенных в производстве сплавов. Сплав ВТЗ-1 — это сложнолегированный сплав, содержащий алюминий, хром, молибден, железо и кремний. Изделия из сплава ВТЗ-1 обычно применяют после изотермического отжига с выдержкой при 600...
650 'С с последующим охлаждением на воздухе. После такого отжига сплав приобретает стабильную (а+ (!)-структуру (рис. 132,в), обеспечивающую наиболее высокую термическую стабильность и максимальную пластичность. Сплав предназначен для работы при 400... 450 'С. Из него изготавливают прутки, поковки, штамповки. р-гпигпановые сплавы превосходят другие сплавы по своей закаливаемости и высокой прочности. Сплавы этой группы легко обрабатываются, им присуща высокая вязкость. Для фиксирования (1-фазы при нормальной температуре требуется вводить в титановый сплав в большом количестве элементы с объемно-центрированной кубической решеткой, способные образовывать с !)-титаном неограниченные твердые растворы. Введение таких элементов как вольфрам, молибден, ниобий, ванадий и тантал удорожает сплавы и увеличивает их удельный вес. Однако, высокая прочность, ко- торая может быть реализована в р-сплавах после закалки н старения„в результате выделения из 5-твердого раствора дисперсных частиц а-фазы в сочетании с достаточной пластичностью н вязкостью, привели к появлению в промышленности ()-сплавов марок ВТ15, ВТЗО, ТС6 н др.
ВТ15 первый отечественный сплав с р-структурой в закаленном состоянии. Отличается невысокой прочностью и большой пластичностью (а, = 850... 950 МПа, б = 20 %, ф = 60 %). Хорошо штампуется. Сплав термически упрочняется: после старения прн 450 'С предел его прочности достигает 1500 МПа при 6 ° 6 %. Титановый сплав с пределом прочности 1500 МПа эквнвалентен стали с пределом прочности 2500 МПа.
Плотность псевдо.рсплавов находится в интервале 4900... 5100 кгпв. В зависимости от химического состава прочность сплавов после старения составляет 1300... !800 МПа. Таким образом, 6-титановые сплавы характеризуются высокой удельной прочностью. Промышленные р-сплавы не отличаются хорошей свариваемостью нз-за пониженной пластичности в зоне шва в результате распада метастабнльной 6-фазы. Поэтому высокую прочность псевдо-р-сплавов в сварных конструкциях практически не удается реализовать. 1 Применяют ()-титановые сплавы ограниченно.
Наибольшее распространение в промышленности получил сплав ВТ15. Сплав выпускается в виде прутков, поковок, полос и листов и рекомендуется для длительной работы до 350 'С. Тнтановые сплавы со стабильной р-фазой нз-за сравннтельно большой плотности имеют специальное назначение.
Так, сплав 4201, системы Т! — Мо, содержащий 33 % Мо, обладает уникальной химической устойчивостью в соляной н серной кислотах. По скорости коррозии в кипящей 20 %-ной соляной кислоте сплав 4201 равноценен никель — молибденовому сплаву ЭП496, стоимость которого в 1,5 раза выше, при этом плотность титанового сплава в 1,6 раза меньше. Применение таких титановых сплавов — путь к экономии дефицитных никелевых сплавов. Сплав 4201 в различных конструкциях, работающих в агрессивных средах имеет высокую химическую прочность. Литейнйе титаяоеые сплавы Особенностью литейных сплавов является их хорошая жндкотекучесть, способность заполнять формы сложной конфигурации, Недостатком литого материала является наличие литейных дефектов — усадочных пор и лнквацин в результате неравномерного отвода тепла при застывания поверхностных зон металла н сердцевины.
Трудности производства фасонных отливок из титана обусловлены его высокими скоростями взаимодействия с формовочными огнеупорными материалами, а также с газами. После разрешения ряда технологических трудностей удалось реализовать высокие литейные свойства титана и его сплавов. Наибольший прогресс в точном литье деталей сложной формы со свойствами отли- Т вбл н не 18. Хнмнческнй состое, % н механнческне свойстве лнтейнмх тнтеновмх соленое о, мпа Свааа А! Сг ма ч Правка Ь,н Кои, мдво'н' ВТ!-О ВТ8Л ВТЗ.! Л ВТ! 4Л ВТЛ! ВТ21Л вок, приближающимися к деформированному металлу, наметился в последние годы, благодаря горячему нзостатическому прессованию (ГИП).
Линейная усадка титановых сплавов составляет 1 %, а объемная 3 %. Для фасонного литья применяют технический титан н его сплавы: ВТЛ1, ВТ5Л, ВТ14Л, ВТ21Л н ВТЗ вЂ” 1Л. По составу сплавы ВТ5Л, ВТ14Л, ВТЗ-1Л совпадают с аналогичными деформируемымн сплавами, хотя сплав ВТ14Л дополнительно легирован железом н хромом. Сплав ВТЛ1 относится к системе Т1 — А1 — 31, а сплав ВТ21Л вЂ” к системе Т1 — А1 — 2г с небольшим количеством р-стабилизаторов.
Химический состав н свойства литейных титановых сплавов приведены в табл. 18. Широко используется в технике сплав ВТ5Л с высокимн лнтейнымн свойствами, высокой пластичностью н достаточной ударной вязкостью отливок. Сплав не склонен к образованию трещин, хорошо сваривается. Структура сплава — крупные зерна а-фазы. К недостаткам следует отнести его невысокую прочность (700 МПа), ВТ5Л предназначен для получения фасонных отливок, длительно работающих до 400 'С. Сплав ВТЛ1 отличается большей прочностью (850 МПа), но меньшей ударной вязкостью.
Сплав относится к а-сплавам: структура ВТЛ1 — зерна а-фазы и ннтерметаллнды. Сплав хорошо сварнвается. Сплав ВТ24Л по структуре относится к псевдо.а-сплавам, он более прочен, чем ВТ5Л н ВТЛ1, но имеет меньшую пластичность н жидкотекучесть. Структура отливок — крупные макрозерна с пластннчатымн а-нерпами внутри. Сплав удовлетворительно сварнвается.
Сплав ВТ14Л упрочняющей термической обработке не подвергается, поскольку это резко снижает пластичность отливок. Отливки нз ВТ14Л отжнгают прн 850 'С с последующим охлаждением с печью, после чего сплав приобретает двухфазную струн- туру, состоящую из а- и р-фаз. Литейные свойства сплава хуже, чем у ВТ5Л. кто' мпв.м бт о, мпа о, мпа Состовкие сплава 42 16 970 1519 911 1441 Прессованный порошок (ГИП) Деформированные: 13 976 1506 1225 1754 17 15 915 1430 1127 1637 42 31 34 23 94 после отжнгв !! 7 после закплкн и старения ВТЗ вЂ” 1Л наиболее прочный промышленный литейный сплав, но его пластичность и жидкотекучесть ниже, чем у ВТЛ1 и ВТ5Л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
