Альфирование

В титановой стойке шасси самолета Ан-74, изготовленной из сплава ВТ-22, были выявлены следы неубранного газонасыщенного слоя материала (так называемый альфированный слой), также оставшегося после штамповки детали. Измерения микротвердости показали, что разная глубина залегания дефектного слоя материала повышенной твердости характеризовала разную наработку стоек в эксплуатации на момент их разрушения (рис. 1.11). Меньшему по глубине дефектному слою соответствовала большая наработка детали в эксплуатации. Рассматриваемые случаи не привели к тяжелым последствиям, поскольку после распространения усталостной трещины окончательное развитие разрушения происходило во время стоянки самолетов по механизму медленного подрастания статической трещины под действием нагрузки от самолета при низких температурах окружающей среды в условиях Дальнего Севера. [c.48]

Рис. 1.12. Участки поверхности в очаге усталостного разрушения с дефектом материала в виде насыщенного кислородом альфированного слоя в диске компрессора из титанового сплава ВТЗ-1 (а) — двигателя АИ-24 (б) — двигателя Д-30 (окончание на с. 52)

Рис. 1.12 (окончание). Участки поверхности в очаге усталостного разрушения с дефектом материала в виде насыщенного кислородом альфированного слоя (в) — структура нитридного включения в очаге усталостного разрушения диска компрессора двигателя НК8-2у из титанового сплава ВТ8 [c.52]

Титановые сплавы. Титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью по отношению к воздействию окружающей среды, и поэтому роль частоты нагружения, так же, как и выдержка под нагрузкой, в значительной мере определяется состоянием материала или его свойствами сопротивляться росту трещин при переменных условиях температурно-скоростного нагружения. Применительно к авиационным конструкциям следует отметить, что все многообразие разрушений титановых сплавов происходит при близких физико-механических характеристиках материала, которые регламентированы технологическим циклом изготовления той или иной детали. Следует оговориться, что речь не идет о ситуациях, когда разрушение материала в эксплуатации явилось следствием наличия в нем дефектов типа альфирован-ных, газонасыщенных или иных зон с измененными свойствами, в том числе с иными физико-меха-ническими характеристиками в дефектных зонах. [c.359]

В совокупности, все перечисленные повреждения могут сыграть решающую роль в снижении периода зарождения усталостной трещины. Наконец, возможен надрыв материала в зоне забоины, что было продемонстрировано выше. Однако для титановых лопаток даже возникновение тонких слоев газонасыщенного альфированного слоя из-за прижога материала может оказаться достаточным для резкого снижения периода зарождения трещины. [c.605]

Наличие альфированных слоев на деталях не допускается. Поэтому ведутся работы по изысканию метода 7 . 99 [c.99]

Аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом детали толщиной 0,5... 1,5 мм сваривают встык без зазора и без присадки, а толщиной более 1,5 мм - с присадочной проволокой. Кромки свариваемых деталей и проволока должны зачищаться так, чтобы был снят насыщенный кислородом альфированный слой. Проволока должна пройти вакуумный отжиг при температуре 900... 1000 °С в течение 4 ч. Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности. Детали толщиной более 10... 15 мм можно сваривать за один проход погруженной дугой [c.200]

Что такое альфированный слой [c.202]

Попадание частиц альфированного слоя в сварной шов резко снижает его пластичность (рис. 12.6). [c.469]

Поверхность деталей должна быть чистой без окалины и альфированного слоя, так как при нагреве в вакууме выше 600° С кислород диффундирует от поверхности в глубь метала, что снижает эксплуатационные свойства сплава. [c.175]

Удаление альфированного слоя. Перед травлением детали после деформации и термической обработки в воздушной среде подвергают обдувке песком или электрокорундом до полного удаления окалины. Травление производят в растворе 200 см плавиковой кислоты (плотность 1,14), 100 см серной кислоты (плотность [c.371]

Контроль альфированного слоя титановых сплавов [c.91]

В альфированном слое наблюдается сильное упрочнение и резкое снижение пластичности, что существенно отражается на механических и технологических свойствах полуфабрикатов или изделий. При деформировании полуфабрикатов или эксплуатации деталей в охрупченном альфированном слое могут образовываться поверхностные трещины, приводящие к разрушению. Поэтому на практике толщину альфированного слоя контролируют и удаляют, как правило, механическим путем. [c.91]

Закономерности формирования излома титанового сплава ВТ-22 отражают разрушение стойки шасси самолета Ан-74, которое имело место в эксплуатации после весьма кратковременной наработки детали. В материале по поверхности детали на глубине около 1 мм располагался дефектный газонасыщенный альфированный слой с повышенной твердостью, что и привело к быстрому разрушению детали. Преимущественно разрушение прошло в материале квазихрупко, что привело к доминированию фасеточного рельефа, отражающего двухфазовую структуру титанового сплава. Дальнейшее разрушение происходило квазистатически с формированием межзеренного рельефа, по границам которого нарастал ямочный рельеф. Это масштабный макроскопический уровень процесса разрушения (рис. 5.8). [c.265]

Необходимо достичь некоторого критического уровня напряженного состояния материала у кончика трещины, чтобы произошло возрастание средней скорости настолько, что отдельные участки фронта могли бы единым образом упорядоченно релаксировать энергию (усталостные бороздки). Далее, по мере нарастания скорости роста трещины, отдельные участки будут существенно удаляться от макрофронта и тем самым создавать предпосылки для лавинообразного нарастания разрушения материала. Такая ситуация имела место в случае разрушения титанового сплава. В нем трещина развивалась быстро из-за того, что переход ко второй стадии роста трещины с формированием усталостных бороздок не произошел. Причина этого связана с наличием в материале дефектного альфирован-ного газонасыщенного слоя. Он не был удален с детали в процессе производства, что и послужило причиной преждевременного разрушения ее в условиях эксплуатации. [c.269]

Неоднородность поверхности излома, обусловленная наличием. в материале зон с различным составом, структурой и свойствами, учитывается для оценки дефектности материала, для различных видов технологического контроля (выявление крупных неметаллических включений, рыхлот, флокенов, расслоений, серых пятен, глубины альфированного, цементированного и других слоев). [c.12]

ДЛЯ его определения. На некоторых сплавах толщину альфированных слоев (что весьма важно при последующем травлении деталей), по-впдимому, удастся определять с помощью ультразву- [c.100]

Уже в начальной стадии формирования литых деталей и слитков наблюдаются такие дефекты, как засоры, ужимины, спаи, завороты, рубцы, плены, газовые раковины, поры, шероховатость поверхности и пр. При физико-химическом взаимодействии расплава с материалом формы и окружающей средой в контактной зоне отливки образуется поверхностный слой, отличающийся от основного металла по структуре, составу и свойствам, например обезуглероженный слой в стальных отливках, альфированный слой в титановых, окисные плены в магниевых чугунах, тонкая феррито-графитная эвтектика в эвтектических чугунах, черный излом в алюминиевых отливках и др. Этот поверхностный слой, как правило, ухудшает свойства отливок. Изучению механизма образования поверхностных дефектов и разработке мероприятий по их предупреждению посвящено огромное количество работ, в частности работы Г. Ф. Баландина, Н. Д. Дубинина, В. А. Ефимова, И. Б. Куманина, Ф. Д. Обо-ленцева, А. М. Лясса, А. А. Рыжикова, А. Н. Цибрика, [c.7]

При комнатной температуре поверхность титана растворяет кислород, образуется его твердый раствор в а-титане. Возникает слой насыщенного раствора, который предохраняет титан от дальнейшего окисления. Этот слой называют альфированным. При нагреве титан вступает в химическое соединение с кислородом, образуя ряд окислов от TigO до Ti02- По мере окисления изменяется окраска оксидной пленки от золотисто-желтой до темно-фиолетовой, переходящей в белую. По этим цветам в околошовной зоне можно судить о качестве защиты металла при сварке. С азотом титан, взаимодействуя активно при температуре более 500 °С, образует нитриды, повышающие прочность, но резко снижающие пластичность металла. Растворимость водорода в жидком титане больше, чем в стали, но с понижением температуры она резко падает, водород выделяется из раствора. При затвердевании металла это может вызвать пористость и замедленное разрушение сварных швов после сварки. Все титановые сплавы не склонны к образованию горячих трещин, но склонны к сильному укрупнению зерна в металле шва и околошовной зоны, что ухудшает свойства металла, [c.199]

Высокая химическая активность титана к газам (кислороду, азоту и водороду) при высоких температурах требует обеспечения надежной защиты от газов атмосферы не только металла сварочной ванны, но и основного металла, нагревающегося до температуры 400 °С и выше. Сварку необходимо производить в среде защитных газов (аргона, гелия) высокой чистоты, под специальными флюсами или в вакууме. При температурах нафева выше 350 С титан поглощает кислород с образованием поверхностного (альфированного) слоя высокой твердости Ti + О2 = Т10г. При нагреве до температур выше 550 С титан растворяет азот, химически взаимодействует с ним, образуя малопластичные фазы внедрения (нитриды) [c.469]

При травлении титана и его сплавов важна полнота удаления альфированного слоя, присутствие которого контролируется металлографическим методом иа образцах-свидётелях, прошедших травление одновременно с обрабатываемыми деталями. [c.106]

Для повышения поверхностной твердости и износостойкости исиользуется термодиффузионное оксидирование титановых сплавов (альфирование). [c.297]

Альфирование заключается в насыщении поверхности деталей кислородом воздуха при температурах 700— 850°С с образованием на их поверхности твердого износостойкого диффузионного слоя, представляющего собой [c.377]

В процессе нагрева образуется диффузионный слой, состоящий из альфированного слоя (твердого раствора кислорода в титане) и слоя окислов титана (в песке) и карбоокислов титана (в графите). Слой окислов или кар-боокислов имеет плотное строение и прочно связан с аль-фированным слоем. Глубина и твердость диффузионных слоев зависит от состава сплава, температуры и времени на1 рева. [c.378]

Поверхность перед альфированием должна быть обработана по классу не ниже V7. Необходимо учитывать возможное увеличение размера детали в процессе аль-фирования, а также коробление деталей сложной формы с тонкими Степками. Для уменьшения коробления в процессе механической обработки проводят неполный отжиг для снятия напряжений или применяют специальные приспособления, обеспечивающие сохранение требуемых размеров в процессе альфирования. [c.378]

Для проведения процесса альфирования Tinanoisbix сплавов используют песок Люберецкого карьера марки 1Ко и графит электродный марки МГ после прокаливания при 850—900° С в течение суток. [c.380]

Поверхность деталей после альфирования должна быть гладкой темно-серого цвета без раковин и пор. Допускаются небольшие пятна с коричневым, фиолетовым, синим оттенком. Во избежание пятнистости и для ускорения процесса можно производить альфирование в так называемом кипящем слое — при перемешивании песка сжатым воздухом. [c.380]

Микротвердость альфироваиного слоя замеряют па поверхности и но сечению шлифа на приборе ПМТ-3 с нагрузкой 50 и 100 гс после зачистки мелкой шкуркой до появления металлического блеска. Результаты замера микротвердости по сечению и поверхности втулок и образцов из сплава ВТ9 и ВТ18 после альфирования при 850° С в течение 2—6 ч в графите приведены в табл. 168. [c.380]

Толщина альфированного слоя зависит от температуры нагрева, времени выдержки и структуры титанового сплава. До температуры 500 °С кислород практически не растворяется в титане, а при более высоких температурах его скорость растворения резко возрастает. Толщина газонасы-щепного слоя имеет тенденцию к увеличению по мере возрастания в сплаве количества Р-фазы, причем в р-сплавах (например, ВТ 15) наблюдается избирательная диффузия кислорода по границам крупных р-зерен. [c.91]

Контроль толщины альфированного слоя при входном контроле р- и (а + Р)-сплавов рекомендуется проводить непосредственным измерением на шлифе (альфированный слой отчетливо виден, как показано на рис. 3.10). В а-сплавах альфированный слой на пшифе не идентифицируется и контроль его толщины проводят методом измерения микротвердости на приборе ПМТ-3. Для этого от партии титанового сплава отбирают пробу и передают в ЦЗЛ. Плоскость реза пробы шлифуют и полируют, а затем измеряют микротвердость (нагрузка 20 или 50 г) от поверхности в глубь сечения с интервалом 0,05 мм. На основании этих измерений определяют толщину альфированного слоя. Результаты контроля отражают в заключении ЦЗЛ, на основании которого в технологической документации указывается требование на механическое удаление альфированного слоя необходимой толщины. [c.91]

Физическая свариваемость является необходимым, но недостаточным условием существования функциональной свариваемости. Например, в период промышленного внедрения титановых сплавов, обладающих физической свариваемостью между собой, возникли проблемы технологического обеспечения функциональной свариваемости, связанные с образованием при сварке в поверхностных слоях газонасьпценного (альфированного) слоя. [c.94]

При технологических и эксплуатационных нагревах, особенно вьппе 550-600 °С, необходимо принимать меры для защиты титана от окислешм и газонасьпцения (альфированный слой) (см. гл. 3). [c.698]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...