ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 МИКРОСТРУКТУРА МАГНИЕВЫХ И ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
Структура титановых сплавов
Структура железоуглеродистых и цветных сплавов. Лаб. практикум
сле деформации и отжига в α -области структура титана и α -сплавов пред-
ставлена полиэдрическими зернами α-фазы. Особенностью α-титана является
склонность к двойникованию, поэтому в техническом титане видны двойни-
ки в виде узких длинных полос, пересекающих зерна α-фазы.
После деформации в β-области и последующего отжига в α -области
(600–800 °С) структура сплава ВТ1-0 имеет пластинчатый характер с зубча-
тыми границами зерен бывшей β-фазы. После деформации в β-области и от-
жига при температуре 870–890 °С в структуре нелегированного титана на-
блюдается структура α -фазы пластинчатого типа с крупными зернами пре-
вращенной β-фазы, имеющая внутреннее пластинчатое строение. Отжиг в
β-области ведет к значительному росту зерен β-фазы и изменению их формы.
В зависимости от скорости охлаждения из β-области можно получать струк-
туру двух типов: с зернами неправильной формы, имеющими зубчатые гра-
ницы при охлаждении с печью, и мартенситную при охлаждении на воздухе
или в воде.
Для исправления пластинчатой структуры технический титан дефор-
мируют при температурах α -области со степенью деформации 30–40 % и от-
жигают при 600–800 °С для рекристаллизации. Структура титана после рек-
ристаллизационного отжига представлена равноосными зернами α -фазы. От-
жиг при температуре 780–800 °С приводит к полному разупрочнению титана.
Тип структуры α-сплавов не оказывает существенного влияния на жа-
ропрочность сплава, но оказывает значительное влияние на сопротивление
усталости. Сплав ВТ5-1 с равноосной полиэдрической структурой обладает
наиболее высоким сопротивлением усталости.
Псевдо-α-сплавы ОТ4, ОТ4-1, ВТ20 содержат до 2,5 % β-стабилизаторов,
а также алюминий и нейтральные упрочнители. К этой группе деформируе-
мых сплавов принадлежит сплав ВТ20 (6 % Al, 1,5 % V, 1,0 % Mo, 2 % Zr),
который разрабатывали как более прочный листовой сплав по сравнению с
ВТ5-1. Упрочнение ВТ20 обусловлено его легированием, помимо алюминия,
цирконием и небольшими количествами молибдена и ванадия. Технологиче-
ская пластичность сплава невысока из-за большого содержания алюминия,
поэтому листовую штамповку можно проводить при 800–900 °С. Сплав ВТ20
отличается высокой жаропрочностью, хорошо сваривается, прочность свар-
ного соединения равна прочности основного металла. Сплав предназначен
для изготовления изделий, работающих длительное время при температурах
до 450–500 °С, и широко применяется для изготовления ответственных свар-
ных самолетных конструкций. Большинство псевдо-α-сплавов применяют в
отожженном состоянии.
Титановые (α + β)-сплавы ВТ6, ВТ14, ВТ9, ВТ3-1 в отожженном со-
стоянии имеют двухфазную структуру с содержанием β -фазы в количестве
от 5 до 25 %. После закалки с температур выше t
кр
, но ниже Ас
3
в этих спла-
вах, в зависимости от природы β-стабилизаторов, образуются мартенситные
фазы α' или α ". Последующее старение закаленных сплавов позволяет суще-