книги / Прогнозирование прочности и анизотропного состояния деформированных конструкционных материалов

а

сплав Tl-AL листа 4 . Для сохранения близких уровней их свойств при выплавке слитка из сплава TL-AL- V использован более мяг­ кий (а значит, болев чистый от примесей) сорт титановой губки. Поэтому химическая неоднородность структурных элементов в ме­

мелкозернистой однородной структурой без полосчатости характе­ ризуются более плавными кривыми анизотропии пластичности.

Кривые изменения ударной вязкости в зависимости от ориен­ тировки образцов не имеют таких резких перегибов и понижений, как кривые пластичности, и анизотропия по ударной вязкости ха-

аотропии от суммарного обжатия при прокатке пластин поперек («) направления прокатки исходного листа; штриховые - в продольном),

растеризуется главным образом различием значений в направлени­ ях осей.

Таким образом, о точки зрения уменьшения анизотропии бо­ лее предпочтительными технологическими схемами изготовления ли­ стов являются схемы, устраняющие грубую полосчатость макрост­ руктуры, либо обеспечивающие получение листов с мелкозернистой равноосной структурой совсем без полосчатости.

Для оценки технологических возможностей управления процес­ сом формирования анизотропии механических свойств горячеката­ ных титановых листов в ходе прокатки автором выполнены лабора­ торные опыты горячей прокатки образцов-пластин.

Пластины, вырезанные из листа I , были подвергнуты горячей прокатке в температурной области ©up -титана на карточки раз-

перечном направлении. После прокатки и обычного рекристаллиэапиоиного отжига из поверхностного слоя карточек были приготов­ лены и испытаны продольные и поперечные (относительно направ­ ления прокатки исходного листа) образцы на растяжение я удар­ ной излом типа Гагарина и Менаже. Подученные результаты (сред­

ствующему продольному, так что при уменьшении анизотропии /М . Па рис.20 следует, что при докатке на меньшие толщины ли­ стов, имеющих полосчатую структуру, наблюдается повышение уров­

Рже.20 позволяет сделать вывод,, что цри докатке листов на меньшую толщину управление анизотропией свойств изменением ве­ личины суммарной деформации и выбором направления докатки воз­ можно лишь в ограниченных пределах. Уровень свойств изменяется более существенно.

происходит ориентированное перераспределение различных физиче­ ских и химических неоднородностей.

Для проверки этого предположения автором выполнен опыт го­

сечению части промышленного слитка, имеющей равноосную струк104

лабораторном стане дуо о валками диаметром 240 мм в продольном

б) прокатка поперек (одна кантовка при толщине 63 мм),схе­ ма обжатий т а же, наименьшая выкатанная толщина 27 мм;

щины.

Соотношения обжатий и последовательность наложения дефор­ маций вдоль и поперек по всем вариантам прокатки удобно иллю­

пятикратные раарывные образцы с диаметром рабочей части 3 мм.

Образцы вырезались изг разных слоев но толщине карточек на глу­ бине я от одной и другой поверхности.

По результатам испытаний разрывных образцов отроились тра­ фики (часть которых приведена на рис .21) изменения величины ме­ ханических свойств по толщине карточек и их анизотропии. Р и с .^ иллюстрирует высокую чувствительность анизотропии к изменениям схемы прокатки, причем определяющее значение имеет преимуще­ ственное направление течения металла на заключительной стадии

ной стации деформации в обжатии суммарном .

Действительно, после прокатки с кантовкой кривая значений

б02,МПа

вдо г

товкл, и анизотропия в результате кантовки лишь увеличивается в средних слоях по толщине проката.

При средних суммарных обжатиях (толщина 36 мм, I / ^ s =2,50) кривая значений К после прокатки с одной кантовкой по срзвне-

нию с кривой после прокатки без кантовок резко меняется в поверхностшх слоях ила по всему сечению проката. После прокатка с двумя кантовками, когда направление прокатки на заключитель­

дый раз резко меняется по всему сечению проката. Прокатка с дву­

руктуру, в результате чего пластичность металла повышается. Таким образом, лабораторная горячая прокатка достаточно

убедительно свидетельствует, что, изменяя схему прокатки тита­ нового ос-сплава в одном и том же температурном интервале, мож­ но влиять как на общий уровень, так и на анизотропию механиче­ ских свойств сплава. При атом определяющее значение для форми­ рования анизотропии имеет преимущественное направление течения металла на заключительной стадии горячей прокатки.

§ 5 .3 . О природе анизотропии механических свойств горячекатаных листов из титановых сплавов

Прежде всего установим экспериментально, действительно ли относительный вклад преимущественной кристаллографической ори­ ентировки (текстуры) в анизотропию механических овойотв иссле­ дуемых листов является незначительным. При такой постановке во­ проса достаточно получить качественный результат. Горячая про­ катка исследуемых листов из титановых сплавов, имеющих целиком либо почти целиком a -структуру, начинается, как правило, в р - области, а наибольшая часть деформация осуществляется в двух-

фазной а 4^ -области. Заканчивается обычно прокатка при темпе­

ратуре вблизи нижней критической точки, т . е . либо чуть выше, либо путь ниже температуры фазового перехода с/+(Ь-^сс„ Дяя из­

мельчения структуры и повышения характеристик пластичности и вязкости всегда стремятся по возможности больший объем дефор­ мация на заключительной стадии горячей прокатки осуществить в ос-области. Но практически обычно пока удается выполнять в к * .

области лишь последние несколько проходов о малыми частник об­

а энергосяловыми возможностями существующего прокатного обору­ дования, так как с понижением температуры сопротивление тита­ новых сплавов деформации быстро р а с т е т . Со вводом в эксплуата­

цию более мощных станов, специализированных по прокатке листов из титановых сплавов, указанная оптимизация промышленной тех­ нологии горячей црокатки будет, вероятно, сделана. Пока же мел­ козернистая полиэдрическая структура горячекатаных листов мо­

жет быть подучена лишь в результате применения кратко описан­

ной выше экспериментальной технологии с промежуточным перекристаллиэационным отжигом и с выполнением затем в ое-области за ­ ключительной стадии прокатки, характеризуемой относительно не­ большим суммарным обжатием.

Таким образом, при горячей прокатке исследуемых листов ос­

новной объем деформации осущ ествляется в таком температурном

интервале, когда в металле может развиться лишь весьма рассе­

вращение образца вокруг нормали к его поверхности, так что пло­ щадь облучаемой поверхности составляла около 170 мм2 .

Данные о частоте появления в отражающем положении tqpac по сравнению с эталонным

как площади под максимумами на записанной при съемке диаграм­ ме интенсивностей отражения ■ выражались затем в относитель­ ных числах I в процентах от суммы, отдельных площадей. Текстурованность оценивалась частными от деления всех полученных та­ ким образом относительных значений интегральных интенсивнос­ тей отражения I на такие же относительные значения интенсив­ ностей» полученные в результате съемки эталонного (разориентированного) образца I * .

Результаты описанной обработки измерений сведены в табл.

5 Т

• JL ф

Цифровые индексы I и 5 при I в таб л .5 .1 обозначают номе­ ра листов» из которых были приготовлены соответствующие образ­ цы» а буквенные индексы - ориентировку этих образцов в приня­

зультат полностью подтверждает основанное на литературных данНО