3. Який вплив справляють легуючі елементи на температуру критичних точок в сталях? Як класифікуються легуючі елементи? p> 4. Які особливості гарту і відпустки легованих сталей по порівнянні з вуглецевими на всіх стадіях термообрабокі?
5. Що являє собою нормалізація? Як класифікуються стали за структурою після нормалізації?
6. Що являють собою закаліваемость і прокаливаемость сталей, від чого вони залежать? Як визначається прокаливаемость сталей? Які показники прокаливаемости?
7. Які особливості мікроструктури легованих сталей в рівноважному стані і після термообробки в порівнянні з відповідними структурами вуглецевих сталей?
Лабораторна робота № 9
Зміцнення титанових сплавів легуванням і термічною обробкою
Мета роботи
1. Вивчити вплив легування на структуру, властивості і можливість зміцнення шляхом термообробки титанових сплавів.
2. Розібратися в фазових перетвореннях, що протікають в термічно упрочняемих титанових сплавах при загартуванні й старінні.
3. Експериментально встановити вплив ступеня легування на твердість і міцність термічно незміцнюючих і термічно зміцнюючих (у рівноважному стані) титанових сплавів.
4. Провести загартування зразків з титанового сплаву і їх старіння з різними режимами:
а) при різних температурах протягом постійного часу;
б) при постійній температурі з різним часом старіння.
5. Використовуючи металографічний мікроскоп і комплект мікрошліфів, вивчити і замалювати найбільш характерні мікроструктури сплавів титану.
Зміст роботи
Титан відноситься до легких металам з щільністю 4,51 т/м 3 . До температури 882 В° С він має гексагональну щільноупакована (ГПУ) кристалічну решітку a (Ti a ), вище цієї температури стійка об'ємно центрована кубічна (ОЦК) кристалічна решітка b (Ti b ). Хімічно чистий титан має низький межа міцності (s в = 250 МПа) і високу пластичність. Істотний вплив на міцність титану надають домішки. Наприклад, невелике (до 0,5%) вміст домішок в технічному титані ВТ1-0 збільшує s в до 500 МПа.
Легирующие елементи в основному утворюють з титаном тверді розчини і забезпечують інтенсивне зміцнення сплавів. Наприклад, легування сплаву ВТ5 п'ятьма відсотками алюмінію упрочняет його до s в = 800 ... 900 МПа. Сложнолегірованние однофазні a-сплави типу ВТ18 мають межу міцності в відпаленого стані до 1000 ... 1200 МПа. p> Крім зміцнення легуючі елементи впливають на температуру поліморфного перетворення a-титану в b-титан. Деякі з них дозволяють отримати сплави з стійкою при кімнатній температурі двофазної (a + b)-структурою, які можна упрочнять шляхом термообробки.
Класифікація легуючих елементів залежно від їх впливу на температуру аллотропіческого перетворення в титані a-стабілізатори - Al, Ga, La, Ge, C, N, O - підвищують температуру поліморфного перетворення a В«b і розширюють температурну область існування a-фази (рис. 9.1, I). Для зміцнення як однофазних, так і двофазних a-сплавів з цих елементів застосовують тільки Al (від 2 до 8%). Решта метали - дорогі, а С, N і О занадто охрупчиваются сплави і допускаються в якості домішок не більше 0,1; 0,15 і 0,05% відповідно.
В
Рис. 9.1. Вплив легуючих елементів (Л.Е.) на поліморфне перетворення в титанових сплавах
Нейтральні упрочнители - Zr, Hf, Th, мало впливають на температуру поліморфного перетворення, застосовують для зміцнення як a-, так і b-фази (рис. 9.1, III).
b-стабілізатори знижують температуру поліморфного перетворення в титані, розширюють температурну область існування b-фази. Ці елементи в свою чергу можна розділити на дві підгрупи:
а) ізоморфні b-стабілізатори - V, Мо, Nb, Та, Rе. Ці елементи мають однотипну з b-титаном кристалічну решітку, добре в ньому розчиняються і перешкоджають його перетворенню в a-титан (рис. 9.1, II а ). Поступове збільшення ступеня легування цими елементами дозволяє отримати двофазні (a + b)-сплави, а при деяких досить великих ступенях легування - і однофазні b-сплави.
б) евтектоідообразующіе (квазіізоморфние) b-стабілізатори - Cr, Со, Mn, Fe та ін (рис. 9.1, II б ). Вони володіють сповільненій швидкістю утворення евтектоїдної структури (a-фаза + интерметаллидное з'єднання титану з вказаними металами). При реальних швидкостях охолодження в процесі термообробки евтектоід не утворюються, а легуючі елементи стабілізують b-фазу.
Існує також група евтектоідообразующіх елементів активних - W, Ni, Cu, Si. Температура виділення їх евтектоід - вище 700 В° С, і в реальних випадках вони утворюють у складі евтектоід тендітні інтерметаллідним фази. Цими елементами можна легувати титан в дуже малих кількостях в межах їх розчинності у a-фазі.
Класифікація титанових сплавів за структурою в рівнов...
