АТТЕСТАЦИЯ СТРУКТУРЫ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ДЕФОРМАЦИОННОЙ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….. 14
1 Обзор литературы…………………………………………………………. 16
1.1 Титановые сплавы (классификация, свойства, применение)…...…….. 16
1.2 Влияние микроструктуры титановых сплавов на свойства……………………………………...……………………………….
21
1.3 Влияние пластической деформации на микроструктуру титановых сплавов………………………………………………………………………..
27
1.4 Однородность микроструктуры деформированных полуфабрикатов титановых сплавов………………………………..…………………………
1.5 Ультразвуковые методы исследования………………………………...
31
35
1.6 Проблемы математического моделирования технологических процессов объемной штамповки…………………………………………....
39
2 Постановка цели и задач исследования.…………………………………. 43
3 Материал и методики исследования……………………….…………….. 44
3.1 Материалы исследования.……………………………………………… 44
3.2 Экспериментальные методики………………………………………….
3.2.1 Методика высадки……………………………………………………..
3.2.2 Методика штамповки………………………………………………….
3.2.3 Методика термической обработки……………………………………
3.2.4 Методика равноканального углового прессования…………………..
3.2.5 Методика дифференциальной сканирующей калориметрии………..
3.2.6 Методика металлографического анализа…………………………….
3.2.7 Методика количественного анализа структуры……………………...
3.2.8 Методика ультразвуковых исследований…………………………….
3.2.9 Методика математического моделирования………………………… 46
46
48
49
50
50
51
52
53
55



4 Результаты экспериментов и их обсуждение………………………….... 57
4.1 Анализ влияния температуры нагрева на макроструктуру высаженных и штампованных заготовок сплава ВТ3-1…………………..
57
4.2 Математическое моделирование…………………...………………….. 60
4.3 Ультразвуковые исследования образцов сплава ТС4………………… 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….. 77
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………. 78

Весь текст будет доступен после покупки

Известно, что процессы объемной горячей штамповки характеризуются градиентом температур в объеме заготовки. Следствием этого является разнозернистость, большой разброс и анизотропия свойств. Этот недостаток поковок снижает уровень воспринимаемых металлом нагрузок, долговечность и ресурс изделий. Решение проблемы обеспечения запаса прочности и надежности при одновременном снижении металлоемкости невозможно без неразрушающего контроля микроструктуры в процессе обработки.
Перспективным методом неразрушающего контроля являются ультразвуковые методы, которые обеспечивают безопасность применения и оперативность измерений. Ультразвук используется во многих областях науки и техники: в медицине, в дефектоскопии материалов, в подводной акустике и множестве других отраслей. В технологии обработки металлов и сплавов он также нашёл широчайшее применение, в частности в процессах обработки металлов давлением.
Титановые сплавы, как известно, относятся к группе труднодеформируемых материалов. Существенным недостатком поковок, особенно крупногабаритных, является анизотропия механических свойств, что объясняется значительной структурной чувствительностью свойств сплавов на основе титана и неоднородностью структуры деформированных полуфабрикатов. Современные промышленные технологии обработки заготовок из титановых сплавов требуют постоянный контроль микроструктуры. Ультразвуковой метод оставляет много неясных вопросов при экспериментальных исследованиях, в особенности относящихся к практическому применению.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обзор литературы

1.1 Титановые сплавы (классификация, свойства, применение)

Двухфазные титановые сплавы обладают отличным сочетанием физических и механических характеристик: высокой удельной прочностью, пластичностью, выносливостью, жаропрочностью, стойкостью к коррозионным средам, благодаря чему они находят широкое применение во многих отраслях промышленности для изготовления высоконагруженных деталей ответственного назначения. Этим объясняются высокие требования, которые к ним предъявляются [1]. Так, например, жаропрочные титановые сплавы должны показывать:
1) высокую кратковременную и длительную прочность во всем интервале рабочих температур. Минимальные требования: предел прочности при комнатной температуре – 1000 МПа, при 500 °C – 650 МПа;
2) удовлетворительные пластические свойства при комнатной температуре. Относительное удлинение не менее 10%, поперечное сужение не менее 30%;
3) термическую стабильность. Сплав не должен охрупчиваться после 100-часового нагрева при любой температуре в интервале 20-500 °C;
4) высокое сопротивление усталости. Предел выносливости гладких образцов при комнатной температуре должен составлять не менее 40% предела прочности;
5) высокое сопротивление ползучести. При температуре 500 °C и напряжении 400 МПа остаточная деформация за 100 часов не должна превосходить 0.25%;

Весь текст будет доступен после покупки

1. Бейли И. Л. Г., Сопер У. П. С. Конструкторский подход к созданию летальных аппаратов. В кн.: Деформация и свойства материалов для авиационной и космической техники. Труды Международной конференции. Пер. с англ. – М.: Металлургия, 1982, с. 13-28.
2. Солонина О. П., Глазунов С. Г. Жаропрочные титановые сплавы. – М.: Металлургия, 1976. – 448 с.
3. Глазунов С. Г., Моисеев В. Н. Конструкционные титановые сплавы. – М.: Металлургия, 1976. – 447 с.
4. Колачев Б.А., Елисеев Ю.С., Братухин А.Г., Талалаев В.Д. Титановые сплавы в конструкциях и производстве авиадвигателей и авиационно-космической техники / Под ред. д-ра техн. наук, проф., заслуженного деятеля науки Российской Федерации А.Г. Братухина. – М.: Изд-во МАИ, 2001. – 412 с.
5. Колачев Б. А., Мальков А. В., Гуськова Л. Н. О принципах построения шкал микроструктур титановых сплавов // Металлы. –1982. – № 5. – с. 192-195.
6. Федотов А. С. Закономерности разрушения двухфазных титановых сплавов с различной микроструктурой // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1984. – № 5. – с. 55-57.
7. Шаханова Г. В., Брун М. Я. Структура титановых сплавов и методы ее контроля // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1982. – № 7. – с. 19-22.
8. Анисимова Л. И., Попов А. А. Связь характера разрушения с микроструктурой и свойствами (?+?)-титановых сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1985. – № 12. – с. 45-49.
9. Борисова Е. А., Шашенкова И. И., Захарова М. В. Свойства сплава ВТ6 после ?-отжига // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1981. – №4. – с. 43-45.
10. Красноярцева Л. С., Лясоцкая В. С., Мозолевская О. А. Влияние режимов отжига на структуру и свойства сплава ВТ6 с исходным крупнозернистым строением // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1984. – №12. – с. 36-39.
11. Кайбышев О. А., Галеев Р. М., Салищев Г. А. Влияние микроструктуры на пластичность сплава ВТ1-00 // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1985. – №1. – с. 37-39.
12. Брун М. Я. [и др.] Влияние параметров глобулярной структуры на механические свойства сплава ВТ3-1 // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1984. – №5. – с. 46-49.
13. Lutjering G., Levin I., Tetyukhin V., Brun M., Anoshkin N. Microstructure and Mechanical Properties of the Russian High-Temperature Alloy BT 25y // In: Titanium“95: Science аnd Technology, 22-26 October 1995. / International Convention Centre. – Birmingham, UK, 1995. – Vol. 2. – p. 1050-1057.
14. Yi-Gang Zhou, Wei-Dong Zeng, Han-Qing Yu An Investigation the Temperature Deformation Strength-toughening of Titanium Alloy // In: Titanium“95: Science аnd Technology, 22-26 October 1995. / International Convention Centre. – Birmingham, UK, 1995. – Vol. 2. ? p. 1235-1242.
15. Листвин Г. П. [и др.] Изучение режимов деформации и термической обработки (?+?)-титановых сплавов, обеспечивающих получение регламентированной глобулярно-пластинчатой структуры // Технология легких сплавов. – 1988. – №1. – с. 57-61.

Весь текст будет доступен после покупки