Титановые сплавы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Декабря 2011 в 13:27, реферат

Описание

Вряд ли можно найти еще один такой металл, история открытия и изучения которого была бы так полна драматических событий, ошибок и заблуждений, как история титана.
Первооткрывателем титана считается 28-летний английский монах Уильям Грегор. В 1790 г., проводя минералогические изыскания в своем приходе, он обратил внимание на распространенность и необычные свойства черного песка в долине Менакэна на юго-западе Англии и принялся его исследовать. В песке священник обнаружил крупицы черного блестящего минерала, притягивающегося обыкновенным магнитом.

Содержание

История открытия титана………………………………………………………………………………3
Структура титановых сплавов……………………………………………………………………….4
Механические и физические свойства титана и титановых сплавов…………..5
Коррозионная стойкость титана и титановых сплавов………………………………..8
Влияние легирующих элементов в титане на коррозионную стойкость…….10
Водородное охрупчивание титана и титановых сплавов………………..11
Высокопрочные титановые сплавы………………………………………………………………16
Повышение прочностных свойств термической обработкой…….………16
Выбор рационального легирования…………………………………………….……..17
Стабилизирующий отжиг……………………………………………………………….…….18
Список литературы…………………………………………………………………………………………19

Работа состоит из  1 файл

Национальный Исследовательский Ядерный Университет МИФИ.docx

— 426.42 Кб (Скачать документ)

Аналогичная картина  наблюдается и при испытании  сплава на ползучесть. После упрочняющей  термической обработки предел ползучести при 300° С выше на 30% и при 400°  С – на 20%, а при 450° С даже ниже, чем у отожженного материала.

Также повышается выносливость гладких образцов при 20 и 400° С  на 15 – 20%. При этом после закалки  и старения отмечена большая вибрационная чувствительность к надрезу.

После длительной выдержки ( до 30000 ч) при 400° С и испытания  образцов при 20° С пластические свойства сплава в отожженном состоянии сохраняются  на уровне исходного материала. У сплава, подвергнутого упрочняющей термической обработке, несколько снижаются поперечное сужение и ударная вязкость, однако абсолютное значение после 30000-ч выдержки остаются достаточно высокими. С повышением температуры выдержки до 450° С снижается пластичность сплава в упрочненном состоянии после 20000 ч выдержки, поперечное сужение падает с 25 до 15%. Образцы, выдержанные 30000 ч при 400° С и испытанные при той же температуре, имеют более высокие значения прочности по сравнению с исходным состоянием (до нагрева) при сохранении пластичности .

С помощью рентгеноструктурного фазового анализа и электронноструктурного микроисследования установлено, что  упрочнение при термической обработке  двухфазных (α+β)-сплавов достигается за счет образования  при закалке метастабильных β-, α´´- и α´-фаз и распада их при последующем старении с выделением дисперсных частиц α- и β- фаз.

Установлено весьма интересное явление существенного  повышения длительной прочности  сплава ВТ3-1 после предварительной  выдержки образцов при меньших нагрузках. Так, при напряжении 80· Па и температуре 400° С образцы разрушаются уже при нагружении, а после предварительной 1500-ч выдержки при 400° С под напряжением 73· Па они выдерживают напряжение 80· Па в течении 2800 ч. Это создает предпосылки для разработки специального режима термической обработки под напряжением для повышения длительной прочности.

Выбор рационального легирования.

Для повышения жаропрочности  и ресурса титановых сплавов  применяется легирование. При этом очень важно знать при каких условиях и в каких количествах следует добавлять легирующие элементы.

Для повышения ресурса  сплава ВТ8 при 450 – 500° С, когда снимается  эффект упрочнения от термической обработки, было использовано дополнительное легирование его цирконием (1%).

Легирование сплава ВТ8 цирконием (1%), по данным позволяет  значительно повысить его предел ползучести, причем действие добавки циркония при 500 более эффективно, чем при 450° С. С введением 1% циркония при 500° С предел ползучести сплава ВТ8 за 100 ч увеличивается на 70%, за 500 ч – на 90% и за 2000 ч на 100% (с 13· до 26· Па), а при 450° С – повышается на 7 и 27% соответственно.

Стабилизирующий отжиг.

Стабилизирующий отжиг  широко применяется для лопаток  турбин ГТД с целью снятия напряжений, возникающих на поверхности деталей  при механической обработке. Этот отжиг  проводят на готовых деталях при  температурах, близких к эксплуатационным. Аналогичная обработка была опробована на титановых сплавах, применяемых для лопаток компрессора. Стабилизирующий отжиг проводили в воздушной атмосфере при 550° С в течении 2 ч и изучали его влияние на длительную и усталостную прочность сплавов Вт3-1, ВТ8, ВТ9, и ВТ18. Было установлено, что стабилизирующий отжиг не влияет на свойства сплава ВТ3-1.

Выносливость сплавов  ВТ8 и ВТ9 после стабилизирующего отжига повышается на 7 – 15%; длительная прочность этих сплавов не изменяется. Стабилизирующий отжиг сплава ВТ18 позволяет повысить его жаропрочность  на 7 – 10%, при этом выносливость не изменяется. То, что стабилизирующий отжиг  не влияет на свойства сплава ВТ3-1, можно  объяснить устойчивостью β-фазы вследствие применения изотермического  отжига. В сплавах ВТ8 и ВТ9, подвергаемых двойному отжигу, из-за меньшей устойчивости β-фазы происходит достаривание сплавов (при стабилизирующем отжиге), что повышает прочность, а следовательно, и выносливость. Так как механическую обработку лопаток компрессоров из титановых сплавов, на финишных операциях проводят вручную, на поверхности лопаток возникают напряжения, разные по знаку и величине. Поэтому рекомендуется все лопатки подвергать стабилизирующему отжигу. Отжиг проводят при температурах 530 – 600° С. Стабилизирующий отжиг обеспечивает повышение выносливости лопаток из титановых сплавов не менее чем на 10 – 20 %.

Список  литературы.

  1.  Б.А. Колачев,  В.И. Елагин, В.А. Ливанов. Металловедение  и термическая обработка цветных  металлов и сплавов. Учебник  для вузов.
  2. О. П. Солонина, С. Г. Глазунов. «Жаропрочные титановые сплавы». Москва «Металлургия» 1976 г.
  3. Материалы с сайта http://revolution.allbest.ru

Информация о работе Титановые сплавы