ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы СВЕРХПЛАСТИЧНОСТЬ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ из "Сверхпластичность промышленных сплавов " Достаточной пластичностью обладают и сплавы на основе р-ти-тана с о. ц. к. решеткой [291]. Пластическая деформация р-фазы происходит как скольжением, так и двойникованием, и ее пластичность во многом зависит от содержания легирующих элементов. [c.180] Большинство титановых сплавов обладает существенно более низкой пластичностью по сравнению с чистым титаном [291, 292]. Благодаря высокому напряжению течения, интенсивному упрочнению в ходе деформации они с большим трудом поддаются холодной деформации. [c.180] При повышении температуры сопротивление деформации титановых сплавов существенно снижается и увеличивается пластичность [292, 293]. Однако при использовании обычной горячей деформации вследствие ее неравномерности и неоднородности в сплавах образуются так называемые зоны интенсивного течения, приводящие к резко выраженной макро- и микроструктурной неоднородности [292, 293]. Низкая теплопроводность титановых сплавов тол-се способствует образованию таких зон. Стремление избежать появления неоднородности, а также относительно невысокая пластичность сплавов в обычных условиях деформации ведут к много-переходности обработки, введению промежуточных нагревов. Термической обработкой после горячей деформации часто не удается полностью исключить микроструктурную неоднородность в полуфабрикатах и получить требуемое сочетание механических свойств. Между тем титановые сплавы как конструкционные материалы должны иметь комплекс разнообразных свойств — прочность и пластичность, усталостную прочность, жаропрочность, вязкость разрушения и др., которые зависят от структурного состояния. Рассмотрим особенности формирования микроструктуры в титановых сплавах. [c.180] Фазовый состав и микроструктура титановых сплавов изменяются в зависимости от содержания и соотношения легирующих элементов. Основой микроструктуры титановых сплавов являются твердые растворы а- и р-титана. Количественное соотношение между этими фазами в отожженном состоянии определяет классификацию титановых сплавов, которые подразделяют на а- и р-сплавы, псевдо-а- и псевдо-р-сплавы, двухфазные а+р-сплавы [294], На изменение количественного соотношения а- и р-фаз существенно влияет легирование (имеются элементы -стабилизаторы, например алюминий, и р-стабйлизаторы — молибден, ванадий, хром, железо и др.) и термическая обработка. При охлаждении с определенных температур нагрева возможно зафиксировать при комнатной температуре метастабильные фазы р, а или а . Характерная особенность а- и сх-Нр-сплавов — резкое укрупнение микроструктуры при переходе в р-область. Этот процесс слабее проявляется в высоколегированных р-сплавах [294, 295]. [c.180] Существенные изменения микроструктуры происходят непосредственно и при охлаждении сплавов. При охлаждении из р-области в крупных р-зернах а- и а+р-сплавов в результате полиморфного превращения формируется пластинчатая микроструктура. Дисперсность колоний пластин существенно зависит от легирования сплавов. В высоколегированных псевдо-р-сплавах после отжига в р-области наблюдаются значительно более мелкие частицы а-фазы, чем в а- и a-f-p-сплавах [294]. Пластинчатая микроструктура чрезвычайно устойчива и с большим трудом поддается изменению при термообработке. [c.181] Ввиду многообразия микроструктур, наблюдающихся в титановых сплавах и особенно в двухфазных, до сих пор нет четкой устоявшейся терминологии их. Наиболее обобщающая приведена в работе [294], где предлагается, учитывая специфические изменения структуры титановых сплавов после обработки в р-области, рассматривать два типа микроструктур равноосную (глобулярную) и пластинчатую. Для удобства изложения материала и сохранения единства терминологии в этой главе в равной мере используются следующие термины мелкозернистая (глобулярная, равноосная) и крупнозернистая (пластинчатая). [c.181] Титановые сплавы в зависимости от типа микроструктуры имеют различный комплекс механических свойств. Сплавы с мелкозернистой микроструктурой обладают более высокими прочностными характеристиками, ударной вязкостью, пределом усталости, чем сплавы с крупнозернистой пластинчатой структурой [294]. В то же время, например, для двухфазных сплавов с пластинчатой структурой отмечаются более высокие характеристики жаропрочности, вязкости разрушения [294]. Для получения мелкозернистой микроструктуры обработка сплавов должна проходить в a-fp-области. Однако на практике вследствие неоднородности деформации проработка пластинчатой микроструктуры происходит неравномерно по сечению заготовки, и это не позволяет получить однородную мелкозернистую структуру в изделии. [c.181] Отмеченные выше трудности, имеющие место при обработке титановых сплавов, нельзя полностью устранить в рамках традиционной технологии. В связи с этим их обработка в СП состоянии приобретает особо важное значение. Она позволяет резко уменьшить сопротивление деформации и увеличить пластичность титановых сплавов. При этом важно установить влияние СПД на микроструктуру и комплекс механических свойств сплавов. [c.181] Первые исследования эффекта СП в технически чистом титане,, сплавах Ti—0,25 % О, Ti—5 % А1—2,5 Sn, Ti—6 % Al—4 % V, были проведены в работе [296]. Авторы показали, что определяющее влияние на проявление СП оказывает наличие в исходном состоянии УМЗ микроструктуры. Однако, как особенность титановых сплавов, было отмечено, что максимальные значения коэффициента m и удлинения наблюдаются в температурной области фазовых превращений. [c.181] Из табл. 15 видно, что характеристики СП течения титановых плавов, по данным разных авторов, заметно отличаются даже для одного и того же сплава. Значительное влияние на СПД титановых сплавов оказывает их состав. В то же время титановые сплавы имеют весьма большие удлинения — до 150—300 % при наличии в исходном состоянии неблагоприятной для СП течения пластинчатой микроструктуры [299, 304]. К сожалению, в литературе недостаточное внимание уделено влиянию исходной микроструктуры на СПД титановых сплавов, что затрудняет анализ экспериментальных данных. [c.184] В работе [28] отмечено необычное поведение псевдо-р-титано-вых сплавов при горячей деформации. СП наблюдали при наличии крупнозернистой микроструктуры в р-области. Однако достаточно подробный анализ изменения механических свойств и микроструктуры при горячей деформации в этой работе не проводили. Очевидна необходимость систематического анализа особенностей проявления СП в титановых сплавах с различным типом решеток и разнообразием микроструктур, характерных для этих сплавов. [c.184] Вернуться к основной статье