Основные виды термической обработки титановых сплавов
1. Рекристаллизационный отжиг холоднодеформированных сплавов при температурах 650-750 оС.
2. Изотермический отжиг при температурах 780-980 оС с последующей изотермической выдержкой при 530-680 оС и охлаждением на воздухе, обеспечивающий высокую пластичность и термическую стабильность (α + β)-сплавов.
3. Двойной ступенчатый отжиг, отличающийся от изотермического тем, что переход от первой ступени ко второй осуществляется охлаждением сплава на воздухе с последующим повторным нагревом до температуры второй ступени, приводящей к упрочнению сплава, и некоторым снижением пластичности.
4. Неполный отжиг при 500-680 оС с целью снятия возникающих при механической обработке остаточных напряжений.
5. Упрочняющая термическая обработка – закалка с 850-950 оС в воде с последующим искусственным старением или отпуском при 450-600 оС.
6. Титановые сплавы подвергают химико-термической обработке.
Особенности насыщения титана и его сплавов бором методом химико-термической обработки
Химико-термическая обработкатитана и его сплавовпроводится для повышения твердости и износостойкости, стойкости к «схватыванию» при работе в условиях трения, усталостной прочности, а также улучшения коррозионной стойкости, жаростойкости и жаропрочности.
Растворимость бора в α и γ-титане небольшая, и упрочнение при борировании происходит благодаря образованию на поверхности слоя боридов титана (рисунок 1.1).
|
|
|
Рисунок 1.1 – Микроструктура боридных слоев титановых сплавов: а) – электролизное борирование при температуре 1050 оС с выдержкой 3 ч Х500; б) – борирование в вакуумной печи в аморфном боре при 1000 оС – 3 ч Х600
Согласно диаграмме состояния системы Ti-В (рисунок 1.2) диффузионные слои могут содержать два твердых раствора при 750 до 1300 оС с растворимостью до 0,05% бора в α- и β-титане и бориды Ti2В, TiВ, TiВ2, Ti2В5 с содержанием бора ~10,0; 18,4; ~31,0; ~36,0 % соответственно. Между слоем боридов и сердцевиной обнаруживается темная промежуточная зона из смеси фаз α +TiВ.
Рисунок 1.2– Диаграмма состояния системы Ti-B
Борирование титана может осуществляться в порошке бора или карбида бора, а также в расплаве буры [16].
При электролизном борировании боридные слои образуются только при больших плотностях тока (1-2,5 А/см2). Однако при таких плотностях тока происходит сильное растворение титана и поверхность образцов бывает чаще всего неровной, а боридный слой неравномерным по толщине (рисунок 1.3 а). Иногда все же удается получить равномерные слои глубиной до 0,025-0,03 мм с микротвердостью более Нµ 2500 (микротвердость TiB2 Нµ 3370, микротвердость TiB Нµ 3370) [16].
Микроструктура борированных слоев зависит от условий борирования и состава обрабатываемого состава. В ряде случаев удавалось обнаружить двухслойные боридные каемки (рисунок 1.3 б). При этом внешнюю зону боридов предположительно можно отнести к бориду TiB2, а внутреннюю – к бориду TiB. Между слоем боридов и сердцевиной обнаруживается темная промежуточная зона той или иной ширины. Например, на сплавах титана с 5 % хрома возникает широкая промежуточная зона, в 3-5 раз превосходящая по толщине боридную зону. Возможно, что промежуточной зоной является смесь фаз α + TiB, образовавшаяся при охлаждении из β- и α-твердых растворов вследствие уменьшения растворимости бора с понижением температуры.
|
|
|
При борировании титана в смеси порошков карбида бора и буры в потоке водорода при температурах 1100 и 1200 оС и выдержках соответственно 8 и 4 ч были получены слои только с одним боридом TiB2 толщиной 8-9 мкм и микротвердостью Нµ 2950-3100 [14].
Рисунок 1.3 – Микроструктура боридных слоев титановых сплавов: а) электролизное борирование сплава титана с 0,5 % W при температуре 1050 оС, выдержке 3 ч и плотности тока 2 А/см2; б) борирование в вакуумной печи в карбиде бора: сплава 5 % Cr при 1050 оС, 3 ч
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 980; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!