Как влияет увеличение концентрации b-стабилизаторов на процесс мартенситного превращения?
Термическая обработка. Химико-термическая обработка.
Каким видам термической обработке подвергают титановые сплавы?
Титановые сплавы подвергают термической обработке – рекристаллизационному отжигу, закалке старению, а также химико-термической обработке.
5.3.2. Каков режим рекристаллизационного отжига для титановых сплавов?
Отжиг титановых сплавов проводят главным образом после холодной деформации. Температура отжига должна быть выше температуры рекристаллизации, но не может превышать границу перехода в b-состояние во избежание роста зерна. Температура их рекристаллизации составляет в среднем 500 °С, и отжиг при температуре 700-800 °С (с выдержкой от 15 минут до 3 часов) вполне достаточен для устранения наклепа. Тонколистовой прокат рекомендуется отжигать в вакууме для предотвращения насыщения газами и охрупчивания.
Почему титановые сплавы не подвергают обычному отжигу?
Обычный отжиг для фазовой перекристаллизации с целью измельчения структуры к титановым сплавам не применим из-за быстрого роста зерна в b-состоянии.С этой целью проводят комбинированный (двойной) отжиг по следующему режиму: 1) нагрев до (a+b)-состояния (~950-1000 °С) для частичной перекристаллизации и последующее быстрое охлаждение с целью получения внутрифазового наклепа в результате мартенситного превращения b-фазы и 2) нагрев выше температуры рекристаллизации для снятия этого наклепа (~800 °С).
|
|
|
5.3.4. К каким сплавам применима упрочняющая термическая обработка ? Каков ее режим?
Упрочняющая термическая обработка (закалка + старение) применима только к сплавам с (a+b)-
структурой. Закалка состоит в нагреве до b-состояния и охлаждения в воде .
На рис.2 показан характер структур титановых сплавов в отожженном и закаленном состояниях.
Рис.5.3. Структура титановых сплавов в отожженном и закаленном состоянии: 1 – переходный
Класс; - 2 –мартенситный класс
Какая структура образуется в результате закалки?
Превращения при закалке в титановых сплавах в принципе похожи на соответствующие превращения в стали. При медленном охлаждении образуется полиэдрическая структура a-твердого раствора, а при быстром – игольчатая мартенситная структура, обозначаемая a¢ или при большей степени легированности - a². Кристаллическая структура a, a¢ и a² практически одинакова (г.п.у.), однако решетка пересыщенных твердых растворов a¢ и a²более искажена при высокой скорости охлаждения. В результате фазовой перекристаллизации происходит измельчение зерна, что положительно сказывается на их пластических свойствах.
|
|
|
Фазовые превращенияb«aв титановых сплавах при закалке (быстром охлаждении)происходят по сдвиговому механизму, типичному для мартенситного превращения. Структура титановых сплавов в процессе закалки зависит от скорости охлаждения из β-области и от концентрации элементов в сплаве (рис. 5.4, а, б).
Рис. 5.4. Структуры, которые получаются при закалке из β-области сплава титана: а) – с β-изоморфными стабилизаторами; б)– с β-эвтектоидными стабилизаторами
В сплавах титана с β-изоморфными и β-эвтектоидными стабилизаторами при закалке образуется игольчатая мартенситная структура, обозначаемая α' (рис. 5.4,а) или при большей степени легированности - α" (рис. 5.4,б). При нагреве закаленного титанового сплава происходит распад мартенсита: из a¢- и a²-фаз выделяются b-фаза или интерметаллидная фаза – TiX.
Пунктирные линии Мn и Мк соответствуют температурам начала и конца превращения β-фазы по мартенситному типу. Видно, что температуры Мn и Мк зависят от концентрации элемента в сплаве. По мере увеличения концентрации β-стабилизаторов в титановых сплавах происходит снижение температуры начала мартенситного превращения.
При концентрациях С другого компонента в сплаве, когда С'кр<С<С"кр часть β-фазы, а при С"кр < С< С'"кр, когда температура мартенситного превращения становится ниже комнатной, — вся β-фаза сохраняется при комнатной температуре не превращенной. (Концентрации С'кр и С"кр названы первой и второй критической концентрацией соответственно). β-фаза, полученная в этих сплавах при длительном нагружении распадается. Поэтому ее называют механически нестабильной, обычно обозначаемой β(ω). Старение сплавов со структурой β(ω), во избежание сильного охрупчивания, связанного с образованием метастабильной промежуточной ω-фазы (когерентной решетке β-твердого раствора), производится при более высокой температуре 500-550°C
|
|
|
При концентрациях элемента в сплавах больше С (рис.5.4,б) это явление не наблюдается и β-фазу называют механически стабильной. Однако β-фаза в этих сплавах является термодинамически нестабильной: из нее при нагреве (старении) выделяются дисперсные частицы α-фазы.
Как видно из рис. 5.4, а, б, в зависимости от состава сплава после закалки могут образоваться весьма разные фазы:
1) при С<С'кР — мартенсит α' (α");
2) при С'кр>С>С''кР — мартенсит α' (α") + переохлажденный β (ω)-твердый раствор;
3) при С''кр >С> С'"кр — переохлажденный β(ω)-твердый раствор;
4) когда С>С'"кр—β-твердый раствор.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 316; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!