книги из ГПНТБ / Свойства титановых сплавов в сложных условиях применения сборник статей

130

Результаты исследований и их анализ

Сначала были выполнены предварительные исследования, со­ стоящие в определении влияния отжига на механические свойства и микроструктуру. Они показали, что отжиг сплава 0T4-I в ат­ мосфере воздуха при 650 и 700° в течение 15 мин как разовый, так и многократный (до 4 раз) не оказывает существенного вли­ яния на механические и технологические свойства, причем пла­ стичность не только не снижается, как можно было бы предпола­ гать, имея в виду влияние газонасыщения, но даже увеличивается.

Микроисследование показало, что выдержка сплава при 700° не сопровождается образованием явно выраженной зоны газонасы­ щения. При 800° только намечается образование альфированного слоя. При температурах 900, 1000, и 1100° образуется контраст­ ная альфированная зона толщиной соответственно 0,007; 0,05 и 0,07 мм.

При исследовании итампуемости получение стаканчика с вну­ тренним диаметром 30 мм проводилось за 4 перехода с коэффициен­ том вытяжки от 1,44 до 1 ,2 , причем значения коэффициентов в процееее штамповки изменялись с учетом штампуемости материала, выявляемой в процессе исследования.

Характеристика переходов приведена в табл .2. Второй и чет­ вертый переходы первоначально характеризовались большими коэф­ фициентами вытяжки, однако в процессе штамповки была установ­ лена необходимость выбора меньшое значений этого коэффициента. Поэтому в табл .2 для этих переходов указано по два значения коэффициента вытяжки и размеров инструмента. Значения, приве­ денные во второй строчке для второго и четвертого переходов, были выбраны после того как оказалось, что штамповка по ранее вобранному режиму не дает удовлетворительных результатов.

Штамповка выполнялась на гидравлическом прессе, развиваю­ щем усилие 250 т, при скорости пуансона при холостом ходе 20 мм/сек и при рабочем 5 мм/сек. Всего для опыта было изготов­

лено 16 круглых заготовок; половина их была подвергнута отжи­ гу на воэдухе при температуре 700° в течение 15 мин. Все 16 за­ готовок перед штамповкой покрывались защитным лаком ХВД. В ре­ зультате штамповки по первому переходу ни на одной из загото­ вок трещин или надрывов не было (р и с .З ).

135

допустима только на первом переходе, т.е . при непосредствен­ ном превращении плоской заготовки в стаканчик. На всех после­ дующих переходах коэффициент вытяжки должен быть существенно

снижен.

136

ПОКРОВСКАЯ В .Б ., инженер-полковник ПУЛЬЦИН Н.М.

МЕТАЛЛОГРАФИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Микростроение титановых сплавов имеет много общего со строением сталей. И те и другие материалы имеют игольчатые мар­ тенситные кристаллы, однофазные равноосные зерна твердых ра­ створов, мелкодисперсные продукты распада мартенсита, интерметаллидные и карбидные выделения, эвтектоиды.

Однако процесс изучения микростроения титановых сплавов сложнее, чем сплавов на основе железа. Основное затруднение состоит в том, что титановые сплавы имеют очень мелкозернистое строение, причем это относится не только к исходному матери­ алу, но и к термически обработанному. Мелкозернистость сплавов осложняет дифференцирование фаз, определение соотношения, раз­ меров и формы их. Особенно тонким строением отличаются двухфаз­ ные ot+ р -сплавы.

Подготовка титановых сплавов к микроисследованию требует большой осторожности и тщательности. На поверхности микрошлифов даже при небольших усилиях в процессе разрезки или шлифовки возникают двойники, наличие которых может сильно исказить стро­ ение исследуемых материалов. Учитывая такое свойство титана и его сплавов, необходимо уже при разрезке материала соблюдать большую осторожность и не допускать значительной деформации.

При нагреве материала в процессе резки до температуры выше 100° в сплавах, имеющих неравновесные фазы, могут протекать фа­ зовые превращения. Поэтому во избежание искажения структуры такой нагрев допускать не следует. Если для металлографического анализа или определения микротвердости необходимо изготавливать

137

шлифы в заливке, то, имея в виду указанное выше обстоятельство^ целесообразно образцы не заливать горячим сплавом, а заделывать в полимеризующуюся пластмассу. При этом можно применять также

ют мыльную воду с добавкой нескольких капель 5%-ного раствора щавелевой кислоты, вероятно, с целью снятия окисной пленки, которая может образоваться в процессе полировки образца. И, на­

Следует иметь в виду, что при полировке на поверхности об­ разца могут оставаться частицы абразива Сг203 или fli203 .Поэтому, если приготавливаемый шлиф предназначен для микроспектрального анализа, то содержание хрома или алюминия при исследовании та­ кого шлифа может оказаться завышенным.

Механическая шлифовка и полировка вызывают образование в поверхностной зоне.образца очень тонкого деформированного слоя, который может искажать картину микростроения. Это особенно недопустимо при исследовании материала с помощью электронного микроскопа. Поэтому в ряде случаев желательно применять не механическую, а химическую или электрохимическую полировку.

В работе (з] для устранения рельефа методом химического полирования рекомендуется применять кипящую ортофосфорную кис­ лоту. При такой полировке довольно быстро исчезают следы шли­ фовки, но одновременно с устранением рельефа интенсивно идет процесс травления, в результате чего получается очень сильно растравленная искаженная структура материала. Для исследования на электронном микроскопе такая структура вполне пригодна, но при изучении на обычном оптическом микроскопе сильно растрав­ ленные границы зерен не дают возможности правильно оценить строение металла.

138

лированной воды; желательно добавлять 30 об.ч. этиленгликоля или 150 об.ч. глицерина. Условия травления:температура не бо­ лее 93°, время - I минута (табл.1). Авторы [V) указывают, что при обработке материала этим реактивом происходит одновремен­ ное полирование и травление образца.

■ Для получения более качественных результатов целесообраз­ но применять не механическую и не химическую, а электрохими-- ческую полировку титановых сплавов. Процесс этой полировки можно легко регулировать, что дает возможность получать удов­ летворительную поверхность шлифа без наклепа и растравливания границ зерен. В литературе встречается много рекомендованных рецептов электролитов, предназначенных для электрохимической полировки титановых сплавов. Основой почти всех растворов яв­ ляется хлорная кислота. В табл.2 приведены составы электроли­ тов, предложенных различными авторами.