Введение к работе
Актуальность работы. Благодаря высокой удельной прочности и эррозионной стойкости в различных средах, титановые сплавы являются дайми из самых перспективных материалов, применяемых в авиации и эсмонавтике. В связи с их использованием в реактивных, космических и акетных системах особую важность приобретают вопросы жаропрочности.
К настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал и деланы существенные научные обобщения по взаимосвязи структуры и свойств лтановых сплавов, в том числе и жаропрочных. Сложились твердые рсдставления о типе структуры, которой должны обладать жаропрочные вухфазные сплавы титана для получения повышенных характеристик лужебных свойств. В основном это относится только к морфологическим собенностям а и р-фаз и практически нет единого мнения о роли нтерметаллидных частиц в формировании этих свойств. В то же время чевидно, что для более полной реализации возможностей легирования и ернической обработки необходимо детальное изучение роли элементов, оторые могут образовывать интерметаллиды в процессе технологического іикла обработки, и выяснение их оптимальных количеств для создания іатериалов, работающих при повышенных температурах и обладающих ысокой термической стабильностью и крипоустойчивостью.
Основной целью настоящей работы явилось изучение закономерностей ;ыделения шггерметаллидньгх частиц в двухфазных сплавах титана и 'становление их роли в формировании служебных и технологических свойств в іроцессе цикла термодеформационной обработки, влияние силицидных частиц m последующее образование алюминида титана ТізАІ (аг-фаза), благодаря соторому можно обеспечить повышение уровня жаропрочности. В связи с этим в эаботе были поставлены следующие задачи:
На сплавах типа ВТ9 и ВТ25у изучить влияние кремния и циркония на закономерности образования и роста частиц силицидов.
Установить роль силицидных частиц в формировании технологических и служебных свойств двухфазных сплавов.
Выяснить влияние выделения силицидов на процесс формирования упорядоченной аг-фазы в двухфазных сплавах титана.
Сформулировать практические рекомендации по корректировке составов сплавов и режимов их термической обработки для получения материалов, работающих при повышенных температурах с удовлетворительными служебными характеристиками.
Научная новизна
Проведено систематическое исследование выделения силицидных частиц в двухфазных жаропрочных сплавах титана при термодеформационной обработке и установлено их влияние на характеристики технологической пластичности и жаропрочности.
Впервые показано, что в отечественных жаропрочных сплавах типа ВТ25у при повьішеїши температуры обработки или существенном увеличении длительности изотермической выдержки происходит трансформация силицида типа (Ti,Zr)5Sij в силицид типа (Ti,Zr)2Si с тетрагональной решеткой, в то время как в сплавах типа ВТ9 наблюдается переход в силицид (Ti,Zr)6Si3 с гексагональной структурой.
Доказано, что силициды типа (Ti.Zr^Sij, выделяясь по межфазным границам, приводят к понижению технологической пластичности, в то время как силициды типа (Ti,Zr)6Si3 и (Ti.Zr^Si выделяются в а-фазе и понижают жаропрочность сплавов.
Практическая ценность
На основании проведенных экспериментов разработаны рекомендации по корректировке составов и режимов термодеформационной обработки
двухфазных жаропрочных сплавов, использование которых на ВСМПО позволило повысить уровень жаропрочности сплава ВТ25у.
Рекомендовано в отечественных жаропрочных сплавах понизить содержание кремния до их минимального значения в пределах марки для предотвращения нежелательного выделения силицидных частиц.
Предложено в процессе цикла термической обработки осуществлять ускоренное охлаждение в интервале температур (ТПП-50)...650С для подавления обеднения твердого раствора по кремнию, а последующее старение проводить при температурах не выше 600...630С.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на 6-м Республиканском совещания по старению сплавов, Екатеринбург, 1992; на Российской научно-технической конференции "Новые материалы и гехнологии", Москва, 1995; на Юбилейной научно-техішческой конференции 'Фундаментальные и прикладные исследования - транспорту." УГАПС, Екатеринбург, 1996; на 13-й Уральской школе металловедов-термистов, Киров-Екатеринбург, 1996; на 14-й Уральской школе металловедов-термистов, Ижевск-Екатеринбург, 1998.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и выводов, изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 5 габлиц, 33 рисунка. Библиографический список включает 96 наименований.
