Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 54
Текст из файла (страница 54)
5.59), лля подготовки структуры к обработке давлением (водородному пластнфнцнрованию). В сочетании с горячим юостатнческнм прессованием прочностные характеристики при этом увеличиваются на 15-20 %, долговечность при малоцнкловой усталости повышаегся в 2 раза предел усталости на 65 80% Тайища 5.58. Механнчеенне евействя н нерпстесть ебразцев нз снлавев ВТЗОЛ н ВТИЛ, ебрабетанных пе разлнчным режимам Окончание табл. 5.5$ П р и м еч ан и я: 1. В таблине нрнняты следующие условные обозначения: ГΠ— гомогснизирувщий отжиг; ГИП вЂ” гвзосгатичсское изотермическое прессованнс; НΠ— нвводоражнватощий отжиг; ВΠ— вакуумный отжиг. 2.
Усталостные испытания проводили по схеме чистого изгиба с вращением,~= 100 Гн, М = -1. Таблица 5.59. Механические свойства сварных сеедииеиий, выиелеиениых автематичесией яргенедугевей свярией из листов ВТ20 н ВТЗЗ, весле различных режимов термической и термеведередией ебрабетек о„МПа а ', ~рая ХСР, Мдж(м~ Режим обработки Снлав ВПО Сллае ВПЗ Состояние после сварки ВО750 С,О,5ч ! 230(! 110) 1 070 (!! 20) 1! 50 (1240) !! 70 (1! 50) 1250 (1260) 1$ (22) П р и и е ч а н н е.
В скобках приведены свойства основного металла. Угол загиба. Двухфазные (и+1!)-сплавы. Физические свойства этих сплавов приведены в табл. 5.60, механические — в табл. 5.61 и на рис. 5.8-5.11. Сплавы легированы 300 Исходное состояние (после сварки) 30650 С, 1ч ТВО(ВО750 С) ТВО(ВО 650 С) Закалка 730 С, ! ч, воздух+старение 550 С, 10 ч ТВО(ВО $00 С) ТВО(В0 700 С) 975 (1 140) 960 (1 120) 1 100 (1140) 1190 (1240) 33 (32) 35 (36) 32 (36) 20 (21) 3 (40) 37 (42) 25 (32) 24 (23) 0,45 (О,З) 0,5 (0,36) 0,40 (0,43) 0,15 (0,21) 0,005 (0,62) 0,3$ (0,58) 0,25 (0,30) 0,30 (0,32) 0,20 (0,22) алюминием и р-стабилизаторами. Алюминий значителыю упрочняет а-фазу при 20-25 С н повышенных температурах, увеличивает термическую стабильность рфазы, снижает плотность и+р-сплавов, что позволяет удерживать ее на уровне титана, несмотря на присутствие элементов высокой плотности (У, Мо, Сг, Ре, МЬ).
Наибольшее упрочнение достигается при легировании титана эвтектоидообразующими (Ре, Сг, Мп) и изоморфными (Мо, У, ХЦ р-стабилизаторами. Ванадий и ниобий упрочняют сплавы слабее других, но и меньше снижают пластичность. Таблица 5.бО. Физические сяействя титяиевых (а+ р)-спляаея !15, 203 втз-3 ВТ6 ВТ!4 вт22 т, тlм з 4,48 4,43 4,52 4,5 4,6 с, кДЖ/(кг С), ориг, С: 200 ЗОО 400 0,586 0,670 0,712 0,544 0,586 0,628 0,502 0,544 0,628 0,502 0,586 0.565 0,586 0,649 0,795 0,879 0,670 0,712 0,670 0,712 0,628 0,670 0,712 Х, Вт/(м С),при/, С: 8,37 8,37 8,О! 8,32 1,12 20 9,21 10,47 9,21 10,50 8,79 10,04 8,37 2,63 9,23 !0,88 1ОО 200 11,70 12,56 33,82 15,49 11,72 12,92 13,82 31,30 12,92 14,24 15,49 11,30 12,56 34,24 15,49 11,70 13,40 34,60 15,90 360 182 202 212 1,36 1,6! 1,53 214 8,4 8,7 9,0 !О,О 303 ЗОО 400 500 боо р 10е, Ом м, при г, С: 20 200 300 500 600 ~ еС-1 е 20-100 100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 8,0 8,2 8,5 8,8 8,9 8,7 8,6 9,8 10,3 10,9 1 1,4 в,з 8,6 8,7 8,8 9,0 9,1 8,0 8,2 8,4 8,6 8,8 МЪ 00 1 1 1 о 1 1 1 1 ф~ '0! 'Ф о 1 4РФ ЮФ СЧ о о" о сч„ о" о" ФЧ о о у 1 МЪ о ~~ ~~ ! ! о о 4Ч 1 Ю 'Ф 1 ! о 1 1 1 Ю 'Ф О сч 1 ° Г$ ~Ф 1 Р е о 1 1 ~0 00 о ~Ф 1 00 00 о 1 Ю ю 00 д ФЧ 1 1 1 1 1 О~ Ю~ 1 1 1 1 1 ! 1 8! ф 1 1 1 1 о ф~ й й й И Й И Ф" И Й Б 0" ~" 1:" 'Ф о 1 44'$ О 8 О СЧ ФЧ 1 1 00 о 1 1 'Ф о" О 8 8 о $Ю ФЧ о о (о о 8 о о д ф Е о сч Д ~О о 1 Р о" ! а,, МПа о „МПа 800 500 104 105 106 107 М, циклы О 400 800 п„МПа Рнс.
5.8. Зависимость предела выносливости от временного со- противления титановых сплавов Рнс. 5.9. Выносливость сплава ВТ6 в закаленном Щ и отожжсниом (2) состоянии 1151 Двухфазные сплавы упрочняют с помощью термической обработки — закалки и старения. В отожжеином и закаленном состояниях они имеют хорошую пластичность, а после старения — высокую прочность и жаропрочность.
Режимы отжига этих сплавов приведены в табл. 5.62, а режимы закалки и старения — в табл. 5.63. Влияние температуры деформирования на свойства двухфазных сплавов после термической обработки по- казано в табл. 5.64, а механические свойства этих сплавов после различных видов термической обработки представлены в табл. 5.65. Чем больше р-фазы содержится в структуре сплава, тем он прочнее в отожженном состоянии и сильнее упрочняется при термической обработке.
По структуре после закалки двухфазные сплавы подраздела~от на два класса: мартенситный и переходный. Ь, ~~ ест,МПа КСУ, МДж/м2 0,6 0,4 0,2 -200 -70 О 200 400 м, 'С -200 -70 О 200 400 ~, 'С Рис. $ЛЭ. Зависимость- механических свойств титановых сплавов после закалки н ста- рения от температуры испытания 303 а,; оод, МПа а,;ооз,МПа 1200 80 1200 80 400 20 О 200 400 ю,"С 0 200 400 у, "С Рис. $.11. Механические свойства сплава ВТб после различных режимов термической обработки в зависимости от температуры испы- а — отжиг 700 С, охлаждение пв воздухе; б - закалке 950 С, вода+ старение прп 500 С, 8 ч 1151 Табдппа 5.62.
Режимы отжита полуфабрикатов из титановых (а+ ф-сплавов 113, Щ ° ! ФЗ о Охлаждение иа воздухе. То же с й до ь со скоростью 2-4 Омии, далее иа воздухе. ° 3 То же с г~ до п с печью, далее на воздухе. 304 П р и м е ч а и и е. В числителе — прутков, поковок, штамповок, профилей, труб и изделий из иих, в знаменателе — листов. Таблица 5. 63. Режимы уиречняющей термическей обработки полуфабрикатов нз титаневых (а+ р)-сплавов ) 13) Прутки, поковки, штамповки, трубы, профили н изделия нз ннх. Табяппа 5.64.
Влияние температуры доформирования т Е иа механические свейства титаиевы* сплавов ВТЗ-1 н ВТ22 )7) ХСТ (а'СР), МДк/ Терммческая обрабо п~а после леформнроаанпя т,в, С МПа 900 С, 1 ч, охлаждение с нечьюдо630 С, 1ч, воздух ! 100 1080 ! 060 1050 14 13 29 26 0,235 0,324 980 1030 900 С, 1 ч, воздух+ ларе- нне550 С,5ч 3! 19 980 1030 1140 1 190 1 100 1 160 0,33 850 С, 1 ч, вода + старение 550 С,5ч 0,108 0,137 980 1030 1310 1250 1240 1210 12 11 750 С, 1 ч, вода+ старение 575 С,8ч 850 950 1050 1230 1270 1270 12 7,7 9,5 48 20 10,6 (0,30) (0„27) (0,20) 1260 1310 13!О 305 Сплавы мартенситного класса менее легированы и в равновесном состоянии содержат сравнительно немного 1)-фазы (5-25 %).
В результате закалки образуется структура мартенснта а' (илн а" в более легированных сплавах). К этому классу относятся высокопрочные сплавы ВТ6, ВТ14, ВТ16 и жаропрочные сплавы ВТЗ, ВТ9, ВТ3-1. Сплавы переходного класса содержат больше легирующих элементов и соответст~нно больше й фазы (25 50 %), р„„нов,в~ной ~~~ру~~~ур~ чем с~~д„ы мар~~н~~о~го класса. Структура этик сплавов чувствительна к колебаниям химического состава и режимам термической обработки (табл. 5.66). Твк, после закалки в этих сплавах можно получить однофазную структуру переохлажденной р-фазы или структуру, состоящую из зтой фазы и мартенсита а".
Наличие большого количества ))-фазы обеспечивает сплавам переходного класса самую высокую прочность среди (а+р)-сплавов. Например, сплав ВТ22 (50 % ))-фазы) имеет после отжига такое же временное сопротивление, как сплав ВТ6 после закалки и старения, Двухфазные сплавы удовлетворительно обрабатываются резанием и сваривавтся. После сварки требуется отжиг длл повышения пластичности сварного шва.
Таблица 5.65. Аиизетреиии механических свойств титановых сплавев Щ ОЕ З КСТ, г МДиlм Марка сплава о,вв 0,45 760 785 726 15 Отжиг 550 С, 1 ч, воздух ОТ4 16,5 !О7О 1ООО !5 11,8 0,363 0,412 ВТЗ-1 Опкиг ВОО С, 20 мии 1120 1095 0,177 О,! 67 1095 ! 140 Закалка 920 С, 20 мии, вода 12,8 1440 15Ю 0,039 О,О3! 3,! 950 870 !1 !3 0,50 0,33 ВТ14 824 735 873 873 !4 0,47 0,882 Отжиг 750 С, ! ч, воздух 2,2 4,9 0,10$ 0,137 16,0 17,6 0,1350 ВТ22 Отжиг 730 С, 30 мин, вакуум 0,1510 !ОЮ 1060 !2,6 $,1 0,236 0,167 1000 1070 13 11 0,235 0,167 1360 ! 480 0,098 3,7 12,6 8,1 О,! 37 0,088 1290 1345 874 810 $68 820 0,902 Отжиг 750 С, 20 мнн, воздух ВТ5-1 12,6 1,45 0,981 1,52 825 815 Отжиг 750 С, 1 ч, вакуум 18,5 912 755 0,9! 1,45 17 19,3 Закалка 950 С, 20 мнн, вода 804 755 Пр и м е чаи и е.
В числителе приведены значения параметров для продольных образцов, в знаменателе — для поперечных. 306 Закалка 920 С, 20 мнн, вода+ старение 520 С, Ю ч Отжиг 850 С, 1 ч, Охлаждение с печью до 650 С, ВОЗДУХ Закалка 880 С, 20 мии, вода+ старение 480 С, 16 ч Отжиг 800 С, 1 ч, охлаждение с печью до 350 С, ВОЗДУХ Отяоп $00 С, 1 ч, охлаждение с печью до 650 С, ВОЗДУХ Закалка 750 С, 15 мин, вода+ старение 500 С, 16 ч Закалка 750 С, 15 мии, вода+ старение 550 С, 16ч 1275 1!70 1375 !2$0 940 883 1080 1060 Таблица 5.66. Влниние термической обработки иа механические свейетва титановых сплавов ~7) а~ оез ЕСТ, Мдж/и 2 МПа Отжиг750 С, 1ч, воздух Закалка880 С,ЗО мин, вода+старение430 С, 16ч 1080 1040 ВТ14 1370 1275 5 0,137 Закалка 880 С, 30 мнн, вода+ старение 510 С, 16 ч 1010 12,5 Отжнг750 С,1ч, воздух Отжиг $00 С, 20 мин, воздух 880 800 8 ! 095 ! 1,3 0,88 0,412 ВТЗ-! Закалка ЮО С, 20 мнн, вода 1140 680 12,8 0,167 Закалка ИО С, 20 мнн, вода+ старение 520 С, 10 ч 1510 0,31 3,! Отжиг 750 С, ! ч, охлаждение с печью до 350 С, воздух 1080 0,147 Отжиг 800 С, 15 мнн, охлаиденне с печью до 350 С, воздух О,!67 3,1 ВТ22 Закалка 750 С, 15 мнн, вода+ старение 500 С, 16 ч 1480 0,88 5,3 Закалка 750 С, 15 мнн, вода+ старение 550 С, 16 ч 1345 3,7 Таблица 5.67.
Технологические свейства и область применении титановых силаева 115, 30, 46! 307 Эти сплавы менее склонны к водородной хрупкости, чем и; и псевдо-|-сплавы, так как водород обладает большей растворимостью в р-фазе (см. табл. 544). Двухфазные сплавы куются, штампуются и прокатываются легче, чем а-сплавы. Их поставляют в виде' поковок, штамповок, прутков, листов, лент. Технологические свойства и области применения двухфазных сплавов представлены в табл. 5.67. Окончание табл 5.67 Область применения Неунрочняемые ТО Высокм Удовле- твори- ТФПЬНМ Средне- прочные: ОТ4 Детали, длительно работающие до 350-400 С Хорошая в горячем состоянии, удсвлетгворительиая в холодном Сварные детали, работающие при температуре от -253 до 400 С Хорошм в горя- чем состоянии ВТ5 Удоме- твсри- тельнм ВТ5-1 Тоже Штампосварные детали и узлы, работающие до 450 С Детали, длительно работающие до 500 С ВТ20 Удовле- твори- тельная Трубы и друже тонкостенные свар- ные детали Уирочняемые 7О Высоко- прочные: ВТЗ-1 Хорошая в горя- ЧЕМ СОСТОЯНИИ Удовле- Хорошая твори- тельнм Кованые и лпампованные детали, работающие до 400 С (6000 ч) и до 450 С(2000 ч) Штампосварные детали, длигельно рабопиощие до 400-450 С Детали, длительно работающие ло 400 С Крепежные и резьбовые детали диа- метром 40мм,рабстающиедо350 С Детали, длительно работающие при 350 С(2000 ч) Детали, работаюпше до 500 С ВТ6 То же ВТ14 ВТ16 Хорошм Удовлепюртельная в горячем со- Хорошая Хорошая 308 Хоро- Тонкостенные детали сложной форшая мы, работающие длителыю до 300 С(3000ч) идо350 С(2000ч) Однвфазные р-сплавы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
