Новости

Новости

Выбор режимов старения промышленных полуфабрикатов из титановых сплавов


Выбор режимов старения полуфабрикатов сложной конфигурации представляет трудность из-за наличия большой структурной неоднородности в них из-за сложности обеспечения требуемой мелкозернистой структуры перед закалкой и старением. Выбор режима старения, позволяющего получить устойчивые результаты на катаных прутках сечением до 40—60 мм, листах определенных толщин, профилях простого сечения, не представляет больших сложностей. Указанные выше трудности встречаются при упрочнении старением штамповок и поковок сложной конфигурации.
В ряде работ было показано, что проведение закалки и старения крупнозернистого материала приводит к получению очень низких показателей пластичности Предварительный нагрев материала в в-области в несколько раз снижает показатели пластических характеристик. Ниже приведены значения механических свойств сплава ВТ14 после предварительного нагрева при 900 и 1000° С.

На рис. 162 показаны наиболее характерные допустимый и недопустимый типы микроструктуры полуфабрикатов перед упрочняющей термообработкой. Сравнительные данные по механическим свойствам штамповок толщиной 150 мм, полученных при двух температурах деформации, показывают, что низкотемпературная деформация позволяет получить показатели пластичности в 1,5—2 раза выше, чем высокотемпературная

Однако осуществление желаемой деформации при низкой температуре не всегда возможно из-за плохого оформления изделия при штамповке. По этой причине оптимальным вариантом является разумный выбор значений этих показателей. Вопрос о скорости охлаждения при упрочняющей термообработке имеет большое значение. На практике часто приходится заменять резкое охлаждение в воде при закалке на более низкие скорости охлаждения.

Применение резкой закалки при упрочняющей термической обработке титановых сплавов нецелесообразно, так как приводит к снижению ряда важных характеристик и увеличению опасности поводки деталей. Во избежание этого охлаждение деталей следует проводить с умеренными скоростями, которые в зависимости от суммарного содержания в-стабилизирующих элементов, определяющих способность к упрочнению, составляют 5—20° С/с. Такое охлаждение позволяет на 10—20% повысить кратковременную прочность, жаропрочность и выносливость а+в-титановых сплавов при некотором увеличении или лишь небольшом снижении пластических и конструктивных свойств (рис. 163).
Существенным достоинством мягкого охлаждения при закалке, обусловленным менее значительным снижением пластичности титановых сплавов, является также возможность уменьшения ограничений по структуре полуфабрикатов, применяемых в термически упрочненном состоянии.

Так, если при резкой закалке пригодной считают только мелкозернистую структуру, то при мягкой закалке может быть допустима пластинчатая структура с величиной зерна до 100—200 мкм и более (в зависимости от требований по пластичности), способствующая повышению вязкости разрушения.
Наиболее благоприятные условия охлаждения для полуфабрикатов сечением 20—40 мм обеспечивает «кипящий слой», расплавы солей и некоторые другие горячие среды. Важные достоинства этих сред — высокая равномерность охлаждения и пониженная охлаждающая способность при низких температурах, что способствует сохранению стабильности размеров
При большей толщине полуфабрикатов указанные среды уже недостаточно эффективны, в связи с чем для охлаждения таких полуфабрикатов необходимо использовать масло и воду. При этом весьма эффективным способом повышения равномерности свойств по их сечению является предварительное подстуживание на воздухе или закалка в более мягкой среде.