Фазовые и структурные превращения в титановых сплавах

Структура

Фазовые превращения, связанные с полиморфами титана, оказывают решающее влияние на формирование структуры и, следовательно, на свойства титановых сплавов. Показана диаграмма фазовой диаграммы для «элементов из титанового сплава», отражающая подразделение элементов из сплава по характеру влияния на полиморфные превращения в четыре группы титана.

Стабилизатор увеличивает температуру полиморфного превращения и расширяет область твердых растворов на основе a-титана. Учитывая эффект охрупчивания азота и кислорода, только алюминий практически важен для легирования титана.

Это основной легирующий элемент всех промышленных титановых сплавов, снижающий их плотность и склонность к водородному охрупчиванию, а также улучшающий прочность и модуль упругости. Стабильные термически обработанные сплавы a-структуры не затвердевают.

Стабилизатор типа «Температура конверсии b понижается, а диапазон твердого раствора на основе титана b расширяется.

• Эвтектоидообразующие b-стабилизаторы (Cr, Mn, Cu и т. Д.) Могут образовывать интерметаллиды титана и TiX. В этом случае при охлаждении фаза претерпевает эвтектоидное превращение почти
• Стабилизаторы увеличивают прочность, термостойкость и термостойкость титановых сплавов и немного снижают пластичность. Кроме того, сплавы со структурами и могут быть закалены термической обработкой (упрочнение + старение).

Нейтральные элементы не оказывают существенного влияния на температуру полиморфного превращения и не изменяют фазовый состав титанового сплава.

Полиморфное превращение может быть выполнено двумя способами. При медленном охлаждении атомов и высокой подвижности это происходит по нормальному диффузионному механизму, который включает образование многогранной структуры a-раствора твердого раствора.

Понижение температур

Быстрое охлаждение демонстрирует или более высокой степенью легирования благодаря мартенситному механизму без диффузии с образованием игольчатой ​​мартенситной структуры.

• Кристаллические структуры имеют почти одинаковый тип (HCP), но решетки более искажены, и степень деформации возрастает с увеличением концентрации легирующих элементов.

Существует доказательство что решетка а-фазы представляет собой алмаз, а не шестиугольник. Во время старения b-фаза или интерметаллическая фаза высвобождаются из фаз.

В отличие от мартенсита в углеродистой стали, который представляет собой промежуточное решение и отличается высокой прочностью и хрупкостью, титановый мартенсит является альтернативным решением, а закалка титанового сплава на мартенсите приводит к небольшому упрочнению и резкой пластичности Там нет спада.

Диаграммы состояний систем

Фазовые превращения, происходящие при медленном и быстром охлаждении титановых сплавов с различным содержанием стабилизатора и получающейся в результате структуры, отражены на обобщенной диаграмме.

Эффективен для изоморфных -стабилизаторов.

Кроме того, разложение эвтектоидов в этих сплавах можно игнорировать очень медленно и, следовательно, приблизительно эффективно для образующих эвтектоид стабилизаторов.

• При медленном охлаждении титанового сплава в зависимости от концентрации стабилизатора получается следующая структура..

При гашении в результате мартенситного превращения в интервале температур пунктирной линией необходимо различать четыре группы сплавов.

К первой группе относятся сплавы, которые содержат b-стабилизирующие элементы в концентрациях сплавы, которые имеют структуру исключительно при закаливании из области b. После закалки этих сплавов от температур в области (a + b) в диапазоне от полиморфного превращения до их структура представляет собой смесь фаз меньшую, чем структура после гашения от температуры.

Влияние легирующих элементов на механические свойства

Вторая группа состоит из сплавов с концентрациями легирующих элементов. При быстром охлаждении из области мартенситное превращение не происходит до конца, и структура. После гашения от температуры от полиморфного перехода к Tcr эта группа сплавов имеет структуру и структуру от температуры ниже.

Закалка сплавов группы 3 с концентрациями b-стабилизирующего элемента от 2 от температур в области b или от полиморфных превращений в включает превращение некоторых из в w-фазы. Этот тип сплава после закалки, структура. После закалки от температуры ниже, третья группа сплавов имеет структуру.

• Четвертая группа сплавов после закалки от температур выше полиморфного превращения имеет только структуру b, а (b + a) от температур ниже полиморфного превращения.

Отметим, что превращение может происходить как при закалке сплавов с концентрацией, так и при старении сплавов с метастабильной b-фазой выше пожалуйста. В любом случае присутствие w-фазы нежелательно, поскольку это делает титановый сплав очень хрупким.

• Рекомендуемый режим термообработки исключает наличие в промышленных сплавах и возникновение условий эксплуатации.

Схема изменения фазового состава сплавов

Для титановых сплавов используются следующие виды термообработки: отжиг, упрочнение, старение и химическая термообработка азотирование, силицирование, окисление.

Реферат на тему	На заказ	Образец и пример
Фазовые и структурные превращения в титановых сплавах	Все титановые сплавы отжигаются для полного формирования структуры, выравнивания структуры и неоднородности концентрации, а также механических свойств.	Температура отжига должна быть выше, чем температура рекристаллизации, но она должна быть ниже, чем температура перехода в состояние, чтобы избежать роста зерна.

Применяют обычный отжиг, двойной или изотермический для стабилизации структуры и свойств, неполный (для снятия внутренних напряжений.

• Закалка и старение упрочняющая термообработка могут быть применены к титановому сплаву со структурой. Принцип отверждения при термообработке заключается в получении метастабильных фаз и их разрушении вследствие выделения дисперсных частиц фазы a и b во время искусственного старения при закалке. В этом случае эффект отверждения зависит от типа, количества, состава метастабильной фазы и дисперсии частиц фазы a и b, образовавшихся после старения.

Химическая термообработка проводится для повышения стойкости к «закалке» и усталостной прочности при работе в условиях твердости, износостойкости и трения, а также для повышения коррозионной стойкости, жаростойкости и термостойкости. Практическое применение — азотирование, силицирование и некоторые виды диффузионной металлизации.

Рефераты по материаловедению

Тенденции и перспективы развития материаловедения.	Металлическая связь и структура металлов.
Полиморфные превращения в металлах.	Строение и свойства двойных металлических систем.