Фазовые превращения в титановых сплавах

ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ [c.511]

В литературе, посвященной исследованию фазовых превращений в титановых сплавах, утверждается, что при образовании да-фазы объем [c.70]

На основании изучения фазовых превращений в титановых сплавах при низкотемпературном старении выбирали режимы стабилизирующей термической обработки. [c.74]

Наиболее важными фазовыми превращениями в титановых сплавах являются [c.200]

Рнс. Схема фазовых превращений в титановых сплавах [56] [c.208]

В деформации сплавов при температурах на 10—100 °С ниже температуры рекристаллизации с обжатием не менее 50 7о- Горячий наклеп после обработки в таких условиях обеспечивает протекание рекристаллизации и формирование УМЗ микроструктуры. Такой способ достаточно эффективно можно применять к полуфабрикатам, прошедшим предварительную обработку в а+р-области. Измельчение микроструктуры заготовок, прошедших термическую обработку или деформацию в р-области, требует учета некоторых особенностей фазовых превращений в титановых сплавах. В процессе охлаждения заготовок из р-области наряду с образованием пластинчатых выделений а-фазы по границам бывших р-зерен образуется прослойка а-фазы. Наличие такой прослойки увеличивает неравномерность деформации, что затрудняет получение однородной УМЗ микроструктуры в сплавах. [c.209]

Отжиг с полной фазовой перекристаллизацией для измельчения зерен титана и его сплавов практически не применяется. В отличие от стали, в титановых сплавах измельчить зерно благодаря полиморфному превращению практически невозможно. [c.316]

Чувствительность к КР большинства промышленных сплавов в водных растворах согласуется с общим поведением, описанным выше. Исследования промышленных сплавов направлены на дальнейшее исследование металлургических параметров, влияющих на КР. Это объясняется отчасти довольно сложными фазовыми превращениями и структурами, которые могут быть получены в титановых сплавах. [c.409]

Эти данные указывают на существенное изменение фазового состава в сплаве при сравнительно небольших изменениях температуры. Наиболее сильные изменения фазового состава отмечаются на начальных стадиях выдержки. По-видимому, прохождение фазовых превращений в процессе выдержки связано с чрезвычайно медленным перераспределением легирующих элементов в титановых сплавах при нагреве, что прежде всего обусловлено относительно низким коэффициентом диффузии -стабилизаторов [291]. [c.188]

Из приведенных данных следует, что микроструктура и фазовый состав двухфазных титановых сплавов претерпевают существенные изменения при нагреве в верхней части a-j-p-области в результате развития рекристаллизации и фазовых превращений. В связи с этим механические свойства при горячей деформации двухфазных титановых сплавов определяются микроструктурой, формирующейся в процессе нагрева к началу деформации. Достижению наибольшей пластичности сплавов ВТб и ВТ9 способствует формирование в процессе нагрева двухфазной УМЗ микроструктуры. При температуре испытания выше оптимальной у сплавов наблюдается значительное укрупнение зерен фаз (см. рис. 73), поэтому пластичность резко снижается. При температурах, меньших оптимальных, пластичность снижается ввиду недостаточной активизации диффузионных процессов. [c.188]

Специфическая особенность двухфазных титановых, сплавов — ускорение фазовых превращений в процессе СПД. Этот процесс не играет определяющей роли в развитии СПД, поскольку наблюдается на начальной стадии деформации, но способствует получению УМЗ микроструктуры, необходимой для СП течения. Оптимальные температурные условия СПД для двухфазных титановых сплавов зависят от температуры полного полиморфного превращения. При переходе в однофазную область наблюдается резкий рост зерен, и пластичность сплавов уменьшается. В результате температуру полного полиморфного превращения следует рассматривать как верхний предел для возможности реализации СПД в этих условиях. Нижний предел температурной области СП определяется температурой начала рекристаллизации. Так, в сплаве Ti—б % А1—4 % V [c.196]

Особенно сильный рост зерна идет в титановых сплавах при температурах выше температуры фазового превращения, т. е. когда сплав находится в р-области. Отсюда следует, что окончательные операции ковки-штамповки должны вестись при температурах ниже температуры верхней линии фазового превращения. [c.280]

Титановые сплавы, благодаря своим уникальным свойствам, находят все более широкое применение в качестве конструкционных материалов не только в аэрокосмической, судостроительной и химической отраслях промышленности, но и на различных предприятиях машино- и приборостроения, например, в автомобилестроении. По обрабатываемости резанием титановые сплавы близки к коррозионно-стойким и жаропрочным сталям и сплавам. Высокая прочность и чрезвычайно низкие значения теплопроводности и температуропроводности (примерно в 4-5 раз меньшие, чем у малоуглеродистых сталей) часто становятся причинами интенсивного тепловыделения в зоне резания, а следовательно, структурно-фазовых превращений в поверхностном слое материала. Обработка заготовок из титановых сплавов сопряжена с опасностью образования растягивающих остаточных напряжений первого рода и усталостных трещин. [c.266]

Титановые сплавы отличаются повышенной чувствительностью к концентраторам напряжений. Для них характерна низкая теплопроводность, поэтому при шлифовании происходят фазовые превращения, развиваются неблагоприятные остаточные напряжения. Поверхностное пластическое деформирование помогает устранить их влияние на работу детали. Обкатка галтели у болтов из титанового сплава ВТ-16 ликвидирует вредное влияние шлифования и повышает долговечность болтов в условиях повторно-статических нагрузок в 17—20 раз, а предел выносливости — в 2 раза [36]. Схема обкатывания показана на рис. 43. Радиус профильной части ролика принимают на 0,1—0,15 мм меньше радиуса галтели. При обкатке болтов [c.103]

В данной главе изложены результаты исследования названных фазовых превращений и определения режимов термической обработки титановых сплавов, обеспечивающих стабильность размеров деталей машин и приборов в интервале температур от —40 до -t-105° . [c.68]

Отжиг титановых сплавов проводят с целью выравнивания структуры, фазового состава, достижения однородности свойств, повышения пластичности, а также устранения внутренних напряжений, возникающих в процессе обработки давлением, сварки, механической обработки и т. д. Отжиг состоит из нагрева при температурах выше температуры начала рекристаллизации, но ниже температуры полиморфного превращения, выдержки при соответствующей температуре и последующего охлаждения (медленного с печью, на воздухе илп ступенчатого). [c.144]

ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ЖАРОПРОЧНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ [c.209]

Различия в способах доведения металла до расплавления вызывают различные термические циклы, обусловленные спецификой введения тепловой энергии. Таким образом каждому способу сварки присущи свои, меняющиеся в сравнительно небольшом диапазоне скорости нагрева и охлаждения. Наряду с химической активностью титановых сплавов при высокой температуре и поглощении вредных примесей характерны фазовые и структурные превращения при термическом цикле сварки, обусловленные различными скоростями нагрева и охлаждения. Детали и узлы из титановых сплавов сваривают после полного режима термической обработки. [c.328]

Нейтральные элементы Sn, Zr, Hf, Th мало влияют на температуру полиморфного превращения (рис. 14.5, г). Легирование титановых сплавов этими элементами не меняет их фазового состава. Нейтральные элементы влияют на свойства титановых сплавов благодаря изменению свойств а- и /3-фаз, в которых они растворяются. Наибольшее практическое значение имеют Sn и Zr первый повышает прочность титановых сплавов при 20 - 25°С и высоких температурах без заметного снижения пластичности, второй увеличивает предел ползучести. [c.413]

Обычный отжиг для фазовой перекристаллизации с целью измельчения структуры к титановым сплавам неприменим из-за быстрого роста зерна в /3-состоянии. С этой целью проводят комбинированный (двойной) отжиг по следующему режиму нагрев до (a-f/3)-области ( 950-1000°С) для частичной перекристаллизации и последующее быстрое охлаждение с целью получения внутрифазного наклепа в результате мартенситного превращения /3-фазы и нагрев выше температуры рекристаллизации для снятия этого наклепа ( 800 °С). [c.414]

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]

Таким образом, двухфазные титановые сплавы проявляют признаки СП течения при наличии и мелкозернистой, и пластинчатой микроструктуры. При нагреве этих сплавов до температур, близких к температуре полного полиморфного превращения, в них развиваются фазовые превращения и рекристаллизационные процессы В результате создаются условия для получения УМЗ микроструктуры либо при нагреве, либо в процессе изотермической деформации в последнем случае пластинчатая микроструктура трансформируется в равноосную. [c.196]

Как известно [292], при ВТМО титановых сплавов достигается высокий комплекс механических свойств. Это обусловлено созданием в процессе высокотемпературной деформации высокой плотности дефектов, которые наследуются при фазовых превращениях, происходящих при закалке. СО обычно проводится в иных условиях, чем ВТМО. При этом СО ведут в несколько этапов до достижения необходимой степени деформации с промежуточными нагревами, заготовки охлаждают на воздухе, после чего проводят термическую обработку [293]. [c.216]

СОЖ для шлифования заготовок из титановых сплавов. Обработка титановых заготовок шлифованием сопряжена с опасностью возникновения нежелательных структурно-фазовых превращений и растягивающих остаточных напряжений ввиду низких теплофизических характеристик титановых сплавов. Коэффициент теплопроводности титановых сплавов, содержащих около 4 % алюминия, близок к теплопроводности жаропрочных сталей и составляет 8,37...9,63 Вт/(м К) [36], что примерно в 4 раза меньше, чем у электротехнической стали. [c.309]

При ТЦО не все процессы, свойственные нагреву слабо деформированных м еталлов, протекают одновременно, а именно в силу непрерывности изменения температуры могут идти одни, тормозиться другие и развиваться третьи. Если структурные составляющие материала деформированы не сильно, как это имеет место при ТЦО, то в полуцикле нагрева возможно протекание первичной рекристаллизации, а при меньших температурах — и полигонизации. Центры рекристаллизации образуются в первую очередь в тех участках решетки, которые наиболее искажены, в том числе у границ зерен и их стыков. Это ведет к формированию мелкозернистой структуры. Процесс рекристаллизации при ТЦО можно представить как многократные чередования малых деформаций и рекристал-лизационных отжигов. Однако механизм термонаклепа выражен не у всех полиморфных материалов одинаково. Так, фазовый наклеп при а р-превращениях в титановых сплавах настолько слаб ввиду малой разницы удельных объемов а- и р-фаз, что невозможно ожидать сколько-нибудь значительного искажения кристаллической решетки при многократных перекристаллизациях. [c.8]

Температура полной фазовой иерекристаллизации в тптаиовьтх сплавах совпадает с температурой полиморфного превращения, поэтому отжиг в р-области нежелателен, так как сопровождается быстрым ростом (см. рис. 59, позиция 7—9) зерна и значительным снижением прочностных и пластических свойств. В отличие от стали характер структуры титановых сплавов формируется в процессе деформации и не поддается исправлению при термической обработке. При нагреве в -области структура необратимо изменяется в связи с ростом зерна первичной р-фазы. Такую структуру можно изменить только последующей деформацией в а+Р-области. Оценка макроструктуры титановых сплавов производится в соответствии с 10-балльноп шкалой макроструктур (рис. 60). [c.149]

Процессы рекристаллизации особенно интенсивно проходят в том случае, когда пластическая деформация сопровождается фазовыми превращениями. Прессование однофазных сплавов из-за малого интервала a+ -области осуществляется или в а-, или в -области и фазовые превращения не сказываются на процессах рекристаллизации. При прессовании двухфазных титановых сплавов (ВТЗ-1, ВТ6, ВТ8) вследствие более низкой температуры фазового a+ -превращения и значительно более щирокой двухфазной области процессы рекристаллизации успевают пройти даже при более низких температурах прессования (<1000°С). Поэтому их прочность в прессованном состоянии находится приблизительно на уровне прочности кованой пробы нлн ниже. [c.152]

Перераспределение водорода в зоне сварки в титановых сплавах происходит под влиянием целого ряда факторов дегазации расилавленной ванны, окклюзии водорода нз окружающей среды металлом шва и околошов-ной зоны, термодиффузии водорода из горячей зоны в области с более низкой температурой, перераспределения водорода под влиянием возникающих при сварке напряжений и сегрегации его из-за фазовых превращений. Из-за перераспределения водорода его концентрация в околошовной зоне может быть достаточной для развития замедленного разрешения сварных соединений при сравнительно низких напряжениях. [c.363]

В соответствии с видами трещин, встречающихся в сварных соединениях, различают технологическую прочность металлов в процессе кристаллизации (горячие трещины) и в процессе фазовых превращений в твердом состоянг.и (холодные трещины). В справочнике вопросы образования холодных трещпн изложены только применительно к стали. По вопросу холодных трещин в титановых сплавах авторы отсылают читателей к книге М. X. Шорщорова [44]. [c.190]

Электропномикроскопическос исследование показало [64], что в двухфазных титановых сплавах при закалке происходят не только фазовые превращения, но и существенные изменения тонкой структуры. На примере сплава ВТЗ-1 показана структура после закалки с различных температур (рис. 99). Снимки получены с реплик, изготовленных методом серебряпо-углеродистых отпечатков. [c.218]

Фазовые превращения, происходящие при медленном и быстром охлаждении титановых сплавов с различным содержанием р-стабилизаторов, а также получаемые структуры отражены на обобщенной диаграмме (рис. 17.3). Она справедлива для изоморфных Р-стабилизаторов (рис. 17.1, б) и, с некоторым приближением, для эвтектоидообра-зующих р-стабилизаторов (рис. 17.1, в), так как эвтекторщный распад в этих сплавах происходит очень медленно, и им можно пренебречь. [c.701]

Термоводородная обработка титановых сплавов, предложенная А.А. Ильиным, — это сочетание обратимого легирования водородом с термическим воздействием на наводороженный сплав. В основе ее лежит особенность взаимодействия водорода с фазами титановых сплавов при термической обработке, его влияние на механизм и кинетику фазовых превращений для получения различных структур и разнообразных свойств. [c.417]

Водород легко поглощается титановыми сплавами в водородсодержащей среде при относительно низких температурах. Во избежание интенсивного роста зерна температура наводораживающего отжига должна быть на 50 °С ниже температуры фазового превращения а + В за- [c.417]

Кроме упрочняющей термич. обработки, титановые си.лавы подвергают отжи1 у для выравнивания структуры и мехапич. св-а [нагрев до темн-ры выше точки рекриста. -лизации, но ниже темп-ры фазового (а-Ьр)—Р превращения и охлаяадение на воздухе]. Режимы отжига нромыншенных титановых сплавов приведены в табл. 2. [c.309]

Впервые диаграмма изотермического распада аустенита в стали была построена в 1930 г. Бейном и Давенпортом. Метод изучения кинетики фазовых превращений с помощью подобных диаграмм, называемых также С-диаграммами или С-образными кривыми, оказался исключительно плодотворным в теории термической обработки. Число опубликованных диаграмм изотермических превращений переохлажденной фазы для сталей измеряется величиной порядка 10 , для титановых 10 , алюминиевых (построенных совсем недавно) 10 . С-диаграммы построены также для чугунов, некоторых медных, урановых и других сплавов. [c.149]

При выборе режима отжига для титаовых сплавов, как правило, учитывают не только оптимальное соотношение характеристик прочности и пластичности, но и термическую стабильность сплавов, т. е. неизменность физико-механических свойств в процессе эксплуатации. Однако во всех случаях для титановых сплавов применимы общие принципы термической обработки различают отжиг первого рода, не связанный с фазовыми превращениями (например, рекристаллизационный отжиг), и отжиг второго рода, основанный на изменении фазово- [c.89]

Эти особенности мартенситного преврашения указывают на то, что оно не связано с диффузионными процессами. Бездиффузионный механизм роста частиц мартенсита заключается в совместном (кооперативном) пе-ремешенни атомов на расстояния, меньшие межатомных, в результате чего и возникает новая кристаллическая решетка. Оказалось, что подобные превращения присущи не только углеродистым сталям, но и другим сплавам железо — никель, медь — алюминий, титановым сплавам и даже чистым металлам — кобальту, литию. Мартенситное превращение возможно в тех случаях, когда более высокотемпературная модификация не имеет возможности превратиться в нпзкоте у1пературную путем обычного диффузионного процесса. Препятствием для этого может явиться значительное снижение температуры и введение чужеродных атомов, т. е. легирование металла. Например, в чистом железе мартенсит не удается получить, но в углеродистых сталях (сплавах железа с углеродом) он появляется при достаточно быстром охлаждении. Повышение прочности металла вследствие мартенситного превращения объясняется образованием пересыщенного раствора (если речь идет о сплаве), возникновением двойников и возрастанием плотности дислокаций из-за упруго-пластической деформации, вызываемой фазовым превращением, выделением из раствора мельчайших частиц карбидов (в случае сплавов с углеродом). [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...