Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время из-за увеличения стоимости природных ресурсов все большее значение приобретает разработка технологий, позволяющих удешевить производство материалов, используемых в различных отраслях. Одной из таких технологий является термоводородная обработка титановых сплавов. Достоинством ее является то. что введение водорода на промежуточных стадиях технологического процесса позволяет повысить деформируемость сплавов за счет эффекта водородного пластифицирования, а на заключительных стадиях водород из металла легко.удалить. В свете этого, водород может найти применение в .сверхпроводящих Tl-Nb-сплавах в качестве р-стабилизатора вместо дорогостоящего ниобия. Такая замена позволит стабилизировать .р-фазу при более низком содержании ниобия и обеспечить высокую пластичность данных сплавов в холодном состоянии. Это необходимо в процессе изготовления полуфабриката, включающем операции закалки, холодной деформации и старения. Однако сведения по вопросам влияния.водорода на формирование структуры и свойств Ti-Nb-сплавов после вышеперечисленных операций практически отсутствуют. ,"
С другой стороны.снижения общей стоимости изделий из сплавов титана можно добиться повышением комплекса свойств за счет введения малых добавок легирующих элементов, способных играть роль модификаторов.. 'Для титановых сплавов это особенно.важно из-за трудности измельчения крупнозернистой структуры, получаемой при нагреве в jJ-область. Анализ результатов предыдущих исследований показал, что наиболее перспективными являются микродобавки иттрия, однако механизм влияния иттрия на структуру, размер зерна и свойства титановых сплавов недостаточно изучен. Также практически нет оценки влияния комплексного микролегирования иттрием и другими переходными металлами на формирование фазового состава и внутризеренной структуры сплавов. В связи с этим постановка работ, направленных на выявление закономерностей формирования структуры и свойств в сплавах системы Tl-Nb' с водородом, псев-до-а- и (а+Р)-сплавах с иттрием, представляется актуальной.
Целью работы явилось комплексное исследование процессов структурообразования в сплавах системы Tl-Nb, Tl-Nb-H и в а+р-, псевдо-а-сплавах.титана с иттрием и другими переходными элементами - цирконием, гафнием, хромом и ванадием.
- і -
В работе были поставлены следующие задачи:
- исследовать закономерности протекания фазовых превращений, формирования структуры и свойств в сплавах систем ТІ-No и Ti-Nb-H в процессе закалки;
провести сравнительный анализ влияния холодной деформации и старения на структуру и свойства промышленного сплава НТ50 и сплава со стабилизированной водородом fl- фазой;
изучить влияние микролегирования иттрием в сравнении с действием добавок других переходных металлов на структуру и свойства а+р- и псевдо-а-сплавов после разных видов обработки.
Научная новизна
Установлено аномальное изменение количественного соотношения фаз в сплавах системы Tl-Nb при закалке. Показано, что"оно определяется положением температур Ms и Тш и напряжениями, возникающими при фазовых превращениях в решетке 0-фазы. Экспериментально' обнаружено образование массивных выделений ш-фазы размером свыше 100 нм в сплаве с 23,0 вес. Ж ниобия.
Построена диаграмма фазового состава сплавов системы Tl-Nb-H закаленных с температур р-области. Показано, что введение водорода сдвигает концентрационные границы существования метаста-бильных фаз в сторону уменьшения концентрации ниобия, выклинивает область образования ю-фазы.
Впервые установлены кристаллогеометрические характеристики, механизм формирования и температурные интервалы существования переходного гидрида (Т1.Ш)}НЯ, где 0,86<х<2.
На примере псевдо^с- к (а+{5) -сплавов показано. что введение иттрия способствует замедлению роста зерна при нагреве в р-об-ласть за счет.внутренней адсорбции иттрия по границам зерен.
Установлено, что введение операции предварительного старения перед отжигом : закаленных микролегированных сплавов типа ВТ18У обеспечивает повышение Стабильности лартенситоподобной структуры устойчивости межзеренных границ, уровня прочностных свойств..
Практическая ценность работы. Проведенные исследования расширяют /существующие, 'представления . о закономерностях фазовых превращений в сплавах систем Tl-Nb. .Ti-Nb-H. что позволяет разработать экономнолегированный ниобием сверхпроводящий сплав с водородом; и технологию его обработки. Результаты исследования показали реальность и перспективность использования водородного пластифицирования в технологии обработки сверхпроводящих сплавов
. . , ...-5- ....
Внедрение рекомендаций по использованию комплексных микродобавок: иттрий-хром, гафний-хром в сплаве ВТ18У позволяет снизить потери металла (экономия на ВСМПО составит.до 10%, что подтверждено актом внедрения).
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на Первой международной конференции "Водородная обработка металлов" -В0М-95 (г. Донецк,'1995): на 1-й Международной-научно-технической, конференции по титану стран СНГ'(г.Москва, 1994); на 6-м Республиканском совещании по старению сплавов (г.Екатеринбург. 1992); на первом и втором Российских научно-технических семинарах "Водород в металлических материалах" (г.Москва. 1993, 1994)..
Публикации. По теме диссертации опубликовано И работ.
Объем работы. Диссертация изложена на 200 страницах машинописного текста, включающих .60 рисунков и 12 таблиц, состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 123 наименований и приложения.
Во введении обоснована"актуальность темы, работы и кратко сформулированы задачи исследования. '.
