Титановые сплавы - Дипломная работа

Титан его сплавы нашли применение во многих отраслях промышленности. К настоящему времени в мире разработана и используется достаточно широкая номенклатура титановых сплавов, различающихся по химическому составу, структуре и свойствам. Особое внимание уделяется деформируемым титановым сплавам. Деформируемые титановые сплавы должны обладать высокими прочностными и эксплуатационными характеристиками и одновременно с этим высокой технологической пластичностью при температурах получения полуфабрикатов.Титан (лат.Titanium) - металл, элемент IV группы периодической системы Д.И. Менделеева. Чистый титан характеризуется невысокой прочностью (), высокой пластичностью () и технологичностью при обработки давлением, включая холодную штамповку. Титан отличается высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах (щелочах, кислотах, щелочных и кислотных растворах) и других активных средах. Титан существует в двух аллотропических модификациях: высокотемпературной ? (с О.Ц.К. решеткой) и низкотемпературной ? (с Г.П.У. решеткой). ?-титан существует при температурах ниже 882?С, а ?-титан - при более высоких температурах вплоть до температуры плавления. ?-титан имеет следующие параметры решетки: а=2,9504 ; с=4,683 ; с/а=1,587 . Период решетки ?-титана при температуре 900?С а=3,3065 , при 25?С (получено экстраполяцией) а=3,282 . [2].Первая группа представлена ?-стабилизаторами - элементами, повышающими температуру полиморфного превращения титана (рис. Во вторую группу входят ?-стабилизаторы - элементы, понижающие температуру полиморфного превращения титана. Их можно разбить на три подгруппы: а) В сплавах титана с элементами первой подгруппы при достаточно низкой температуре происходит эвтектоидный распад ?-фазы (рис. Влияние легирующих элементов на температуру полиморфного превращения титана.[9]. б) В сплавах титана с элементами второй подгруппы при достаточно высокой их концентрации ?-раствор сохраняется до комнатной температуры, не претерпевая эвтектоидного распада (рис. К числу таких элементов принадлежит ванадий, молибден, ниобий, тантал, вольфрам. в) В сплавах третьей подгруппы равновесная ?-фаза также стабилизируется при комнатной температуре, но непрерывных ?-твердых растворов не образуется (рис.В зависимости откласса легирующих элементов и их содержания структура титановых сплавов в отожженном состоянии может быть представлена а-фазой, b-фазой и двумя фазами a и b при различном их количественном сочетании. Псевдо ?-сплавы, структура которых представлена ?-фазой и небольшим количеством ?-фазы или интерметаллидов (не более 5%). (? ?)-сплавы, структура которых представлена ?-и ?-фазами; сплавы этого типа могут также содержать небольшое количество интерметаллидов. Структура этих сплавов в отожженном состоянии представлена ?-фазой и большим количеством ?-фазы. По существу это сплавы, в которых в зависимости от колебаний и химического состава после закалки из ?-области может сформироваться ?-структура (возможно с ?-состоянием внутри нее) или структура, представленная ?-фазой и мартенситом.Сплавы (a b)-класса обладают широким диапазоном свойств, так как они включают в себя материалы, содержащие от ~ 5 до~100% b-фазы. Эти сплавы непременно должны содержать переходные b-стабилизирующие элементы в количестве, которое может обеспечить содержание b-фазы и способность к термическому упрочнению, необходимые для получения заданных свойств. Во-первых, изоморфные b-стабилизаторы обеспечивают более высокую пластичность и технологичность при одинаковой прочности, а во-вторых, в b-эвтектоидных системах при сравнительно невысоких температурах происходит эвтектоидный распад b-фазы с выделением интерметаллидов, охрупчивающих сплавы, так что эти сплавы принципиально не являются жаропрочными. Поэтому (a b)-титановые сплавы, легированные преимущественно эвтектоидообразующими стабилизаторами, обладают значительно большими прочностными характеристиками в отожженном состоянии, чем сплавы с изоморфными b-стабилизаторами. 3.Поскольку b-стабилизаторы мало растворимы в а-фазе и по этой причине обусловленное ими растворное упрочнение, даже если оно велико, не может быть реализовано в достаточно полной мере, (a b)-сплавы непременно легируют алюминием и часто одновременно нейтральными упрочнителями, хорошо растворяющимися в а-фазе и повышающими ее прочностные характеристики (значительной растворимостью в а-фазе обладают тантал и ниобий, но они обеспечивают небольшое растворное упрочнение).Следует отметить, что для a-и псевдо-а-сплавов титана повышение уровня прочности в основном связано с твердорастворным механизмом упрочнения как за счет легирования алюминием и нейтральными упрочнителями, так и b-стабилизаторами на пределе их растворимости в b-фазе. Прочностные свойства промышленных (? ?)-сплавов в отожженном состоянии возрастают с увеличением содержанияb-стабилизаторов и достигают максимума при таком их содержании, которое обеспечивает примерно равное количество a-и b-фаз.

Содержание

Введение

I. Характеристика титановых сплавов

1.1 Общие сведения

1.2 Влияние легирующих элементов на температуру полиморфного превращения титана

1.3 Классификация титановых сплавов

II. Деформируемые титановые сплавы

2.1 Деформируемые ( )- титановые сплавы и принципы их легирования

2.2 Влияние фазового состава и структуры на механические свойства (? ?)-титановых сплавов

2.3 Термическая, термомеханическая и термоводородная обработка ()-титановых сплавов

2.4 Термоводородная обработка титановых сплавов

2.4.1 Взаимодействие титана и его сплавов с водородом

2.4.2 Основы термоводородной обработки титановых сплавов

IV. Перспективы развития деформируемых титановых ( )- сплавов

4.1 Технологии термоводородной обработке и эффект водородного пластифицирования

4.2 Новые комплексно-легированные деформируемые ( )- сплавов

4.2.1 Опытный сплав ВТ16И 4.2.2 Новый комплексно-легированный сплав ВТ43

Выводы

Список использованной литературы