Разработка методики исследования микроструктур. Проведение оценки титановых сплавов. Эксплуатационные свойства дисков турбинного агрегата, их надежность и ресурс работы, связанный с методом получения заготовок с минимальными внутренними дефектами.
Аннотация к работе
Тема диплома: «Усовершенствование технологического процесса изготовления литых титановых деталей типа диск турбинного агрегата ГТД» Работу выполнила: Студентка группы 1430 Цель работы: выполнить исследование титановых сплавов, проанализировать зависимость формирования структуры сплавов при кристаллизации, осуществить выбор материала для детали диск турбинного агрегата ГТД. Задачи: 1.Разработать методику исследования микроструктур и провести оценку титановых сплавов.Диски турбиннного агрегата ГТД относятся к наиболее ответственным быстровращающимся деталям (10000 об/мин) и требуют выполнения технических требований на изготовление со стопроцентной надежностью. Разрушение диска, как правило, приводит к катастрофе т.к. относится к наиболее серьезному виду нелокализованного разрушения, выводящего из строя не только дефектный двигатель, но и соседние системы и агрегаты самолета. Прогрессивный техпроцесс изготовления дисков турбин с высокой степенью надежности должен обеспечить: - Получение заготовок с высокими механическими характеристиками, однородностью структуры, равномерностью свойств по различным направлениям и отсутствием внутренних дефектов; Возможность получения качественных фасонных отливок из титана была продемонстрирована в США уже в первые годы его промышленного освоения (в 1950г.) Однако создание промышленной технологии производства фасонного титанового литься и соответствующего технологического оборудования потребовало много усилий и времени, главным образом изза чрезвычайной высокой химической активности титана, особенно в жидком состоянии. Для получения качественного фасонного титанового литья разработано специальное литейное оборудование, позволяющее осуществить плавку и разливку металла в вакууме или защитной атмосфере, а также внедрены специальные виды обработки литого металла с целью повышения уровня механических свойств.Титановые сплавы подвергают термической обработке всех видом, применяемых для сплавов на основе других металлов: отжигу разного назначения, закалке, старению и, в меньшей степени, химико-термической обработке. Структура и механические свойства высоколегированных (? ?)-сплавов, сплавов переходного класса и псевдо ?-сплавов, напротив, сильно зависят от скорости и способов охлаждения после отжига. Возможность эффективного влияния режимов охлаждения при отжиге на механические свойства титановых сплавов обусловлена тем обстоятельством, что полиморфное превращение ?? может происходить по двум схемам: А) путем зарождения и роста новых дисперсных частиц ?-фазы и ?-матрице, что приводит к упрочнению Б) путем роста уже существующих на первой ступени отжига частиц ?-фазы; при этом укрупнение частиц ?-фазы вызывает разупрочнение сплава. Если ?-фаза распадается с образованием - фазы, резко охрупчивающей сплав, то температуру старения выбирают равной 500-600° С, поскольку - фаза образуется при температуре ниже 500° С, а при выше 600° С продукты распада слишком крупны, чтобы дать значительное упрочнение.Для фасонных отливок применяют титан и его сплавы: ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ6Л, ВТЗ-1Л, ВТ9Л, ВТ14Л. Наиболее широко используют сплав ВТ5Л с 5% Al, отличающийся хорошими литейными свойствами, технологичностью, недефицитностью легирующих элементов, удовлетворительной пластичностью и прочностью (= 700 МПА и 900 МПА соответственно). Особенность титановых сплавов в литом состоянии - высокие характеристики прочности (предел прочности, предел текучести), вполне сопоставимые с характеристиками прочности, получаемыми на деформированном металле.Сплав ВТ9Л - литейный сплав, применяемый для изготовления фасонных отливок. Отливки из сплава отличаются меньшей пластичностью по сравнению с деформированным полуфабрикатом из этого же сплава. Для сплава ВТ9Л характерен относительно низкий предел выносливости, составляющий всего около 50% от аналогичной характеристики деформированного полуфабриката. Химический состав титана и титановых сплавов определяют химическим методом по ГОСТ 19863.0-80 - ГОСТ 19863.13-80 или спектральным методом по ГОСТ 23902-79. При наличии разногласий химический состав определяют по ГОСТ 19863.0-80 - ГОСТ 19863.13-80 .Высокая стойкость титана объясняется быстрым образованием на его поверхности окисной пленки, прочно связанной с основным металлом и исключающий непосредственный контакт металла с электролитом. Были рассмотрены структуры технических титановых сплавов, применяемых для литья. По сравнению с деформированными сплавами литейные имеют повышенную жаропрочность. Например, сплав титана с алюминием, молибденом и цирконием ВТ9Л обладает повышенной жаропрочностью и предназначен для изготовления литых деталей, работающих при температурах 500-550°С. Вследствие малого интервала кристаллизации титановый сплав имеет высокую жидкотекучесть и обеспечивает получение плотных отливок.Технология литья титановых отливок используют для получения высококачественных сложных титановых отливок.
План
Содержание
Введение
1. Общая характеристика литейных сплавов
2. Термическая обработка титановых сплавов
3. Механические свойства отливок из титановых сплавов
4. Структурный класс, назначение и типовое применение сплава ВТ9Л, его химический состав.
5. Составление системы выборочного контроля состава сплава ВТ9Л, структуры и свойств в соответствии с ГОСТАМИ