Термічна обробка титанових сплавів
Титан і α -сплави титану незміцнюється термічною обробкою, та їх піддають тільки рекрісталлізаціоіному відпалу. Температура відпалу α + β -сплавов повинна бути вище температури рекристалізації, але не перевищувати температури перетворення α + β → β. так як і в β-області відбувається сильне зростання зерна. Відпал при температурах, відповідних β-області, мало впливає на σ в і σ 0,2. але сильно знижує δ і ψ. В'язкість руйнування К1с зростає при підвищенні температури обробки в α + β-області при збереженні високих значенні δ і ψ. Для забезпечення високої конструктивної міцності слід застосовувати відпалювання на 20-30 ° С нижче температури α + β → β -перетворення (псевдо β -отжіг).
Для зняття внутрішніх напружень, що виникають при механічній обробці α - і α + β -сплавов, застосовують неповний відпал при 550-600 ° С; α + β -сплави можуть бути зміцнені загартуванням з наступним старінням.
Рис.1. Структура сплавів титану після гарту з β-області (а) і вплив концентрації легуючих елементів (Л.Е.) на точку Мн (а і б)
Рис.2. Мікроструктури сплавів титану (× 100)
а - α 'фаза; б - α '+ β-фази (β-фаза - темні ділянки)
В процесі старіння загартованих сплавів відбувається їх зміцнення, обумовлене розпадом α "-фази і залишкової β-фази. Підвищення міцності при розпаді α "-фази невелика. Зміцнення, пов'язане з утворенням ω-фази, використовувати не можна через виникнення високої крихкості сплавів. Щоб уникнути крихкості, пов'язаної з утворенням ω-фази, застосовують більш високу температуру старіння: 450-600 ° С.
Упрочняющая термічна обробка для великих деталей з титанових сплавів застосовується рідко. Це пояснюється малою прокаліваемост'ю титанових сплавів, низьким значенням в'язкості руйнування (К1с) і викривленням деталей. Прожарювана зростає зі збільшенням вмісту β-фази, ускладненням складу сплаву (ВТ9, ВТЗ, ВТ22) і застосуванням регламентованої швидкості охолодження при загартуванню (для сплавів ВТЗ-1, ВТ9 до 20 ° С / с).
Високу конструктивну міцність забезпечує «м'яка гарт», яка зводиться до нагрівання при температурах α + β-області. охолодження зі швидкістю 50-150 ° С / год до 700-600 ° С і подальшого охолодження на повітрі або в воді. Після м'якої гарту проводиться старіння при 450-500 ° С. Після такої обробки частки α "-фази в метастабільною β -фазі замість пластинчастої форми мають округлу форму, що і підвищує надійність деталей в експлуатації.
Типові сплави мають низькі антифрикційні властивості, і при використанні в вузлах тертя вони піддаються хімікотерміческой обробці. Для підвищення зносостійкості титан азотіруют при 850-950 ° С протягом 30-60 год в атмосфері азоту.
Товщина дифузійного шару в сплавах титану після азотування при 950 ° С протягом 30 год 0,05-0,15 мм, HV 750-900.
ЛІТЕРАТУРА
- Матеріалознавство / Ю.М. Лахтін, В.П. Леонтьєва. - М. Машинобудування. 1980. - 493 с.