автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Демфирующая способность и структурные превращения в титановых сплавах

i Г .":

ТОЛЬйТТИНСШ ШШШНШСШ ИНСТИТУТ

На. правах рукоакс*

САМОЙЛОВ ЕРИИ АЛЕКСЕЕВИЧ

УДК 669.013.6.

¿ЕШИР7ШЯ СПОСОБНОСТЬ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАТИЛ 3 ТИТАНОЗНХ СП ЛАЗАХ

05.16.01. - Металловедение и термнчвсгая обработка

металлов

АВТО PEÍ SPAT

диссертация на сэискахае учёнее стаавяи кандидата твхяжчзсккх hijk

ТОЛЬЯТТИ - 1992

Работ кыаслиет в Самарском ордена Трудового Красного званекв авкацмоннсм институте кмепи академика С.П.Королёва.

Научпми руководитель - доктор технических наук,

профессор ШСТОВ Ю.К.

С^хцкалыше сввонеятм - доктор технических наук,

профессор ПЯ1730В С.д. доктор ¿щэнко-матемагических на/к профессор ЬЕКРЕНьВ А.И.

Бедувее предприятие - Проблемная лаборатория "Сплавы

высокого дехп^ировакия", г.Кирол.

Заката состоятся ")/ * ^^¿^уг^а 1992 г. в сов на

заседании спвцеалаэкрогакного Совога К.Сб'*.43.01 в Тсльяттииско» полхтекнлческом институте по адресу; 445б6?-ГСД, уд. £елорусская»1А.

С диссертацией иохно ознакомиться £ баблнотеке Тольяттннг-кого политехнического ннстст/та.

Автореферат разослав "¿'9 " ^и^-^лы^Я 1992 г. Отэиа на автореферат в двух экэеягляр&х.гавереяныЯ печатьо учрвяденхя.вросмн направить в Совет по указанному адресу.

Учёный секретарь спецх&дизкрвЕштог» Совета

Актуальность. йасюядиЯ период нлучно- га х ннче с к ог о развития 1ргКГерИЗуетеД,С одноа СХ0р0йЯ:рвЗКЕЫ повышением ТрвбОЬЬНЯЙ к ссгшуатациышкм с а о,! с те ал материалов; с другой сгоровы обзды эвыванием icc дефнццгкоста. Это с гаги г перед «вталиоводаыи про-¡ему полного использования всех потенциальных свойств сталей к

Ш1В0В.

По отношении в. ткгаясвим сшивам зза проблема ставит аегача 5 только повыаешш травиальмых свсЕсгз.тахк^ьалример^сак проч-хть л пхастичнасхь,но а выявления е освоения «овьо: свойств,paja не учитывает«: конструкторами. К таховнм относятся деып{;иру1>-1Я способность и память .рорыы.

¿эип'.ирутгя способность является а^а-.а згеплуатационной илкгарист/.коз. конструкдаоьнах ыагориалов,слрвд01л1гдва виброах-пшость детален ыа.сян н иеханизыов,зыракйвдуоса з возшискозвкии Qjibjjitx по величине резонансных кодвСаниа,котсрна могут привести пелоыкз и медленном затуг-аннм собственных колебаний, вей ншщ.»-sx от импульсных нагрузок.

Навивание деипфиругкеа способности сплавов на основе титана, гсьаа перспехглвкнх и шрежо яримендеиах в раздичьмх отраслях уоишлеЕносги,а перауи очередь а авявционней я судостроении, редставдяет собой прахтичесгаа интерес в деле развития нивой ехншш.

{¡астоязая работа является первки у нас систеиатичесгшм лс-ледоэеишеи с пологптелькш» исходом по выявление возыозносгн езхсого повыеения демп$ирувщаа способности в стандартных титляо-цх сплавах ае годами г:ерыическоа обработки.

Предположение о возаогкости обеспечения высокого деылЬярсвл-иs в титановых салаьах было сделано на основании теории buco-ого рассеяния энергля в сплавах на ыаталдической ссяо:за а рззу-ыатов анализа ывхглгиэиов рассеяния энергии в сплавах яа оси азе икелида гитана,изззегннх как сплавы с памятью формы.

Проверке зтого предположения и быль посвящена данная работа, виду большой вагности работы для авиационной промышленности ас-ледования проводились с участием BiüUJ. Работа была вкдочена з оордина1яснныа план Aü CCCí.

Целью рабогл является изучение вс..'юхнос{бй повышения урона даипфируювГ. способнрсти проыьшлевних титанobux сплавов ае-одаыи термической обработки до значении,позволяешь отнесга •ги сг?лава к классу сплавов высокого демпфирования.

При- сканировании работ боли поставлена следуввде задачи:

I. Усхаисвдвнйв ьгаяыосБязи ивхду демп^ируюей сл ос t>G к ос ti ü с грукгурол iHíaacstiX сплав оь»

г. Сиредвзенхс сг.хкиагьнох рвишов тврикчвокой обработки г.екк»зх»:шс хяшшгых сплг.ьов,оСеспвчи8ЫКХх высокое значение j п}иру:~.сй. способности при удогдехворахальнов кшпдексе иохйни-

с. i'.ccxe¿osei:iie тиэносхи высокого декяфкров&ниа дм. с rc-h::;-. реэсь oís снах ашиигуд вибраций н гааевяя собственных код? (>c.í:-,-.:i на к оькре rasix дехьдях (дсаахки турбин,пру

Ось спине ^езудыаты рйбохи,В1аюсимцв на гьдкгу. -¿акоьоиерносхи изиеке^д ¿еып^арувдеа способности титановых ставов прк iDUObejíHu тбыпервхуры закалки; -закскайериостк кзнекгшш деип^врусчеа спсюоСиостл сплавов npí азиемеила парлаехров стйреы.а (твинаратура. и вреыя выдеркхк.) поем а&к&акк, оСасиеадвмсва высвг.ие деипгярую»« хауахтерксп кк.что xftcuKxepKjyei етг-Зиькосгь еысоко:'. егт4 -íyс¿;! способности ткге^оакх siuübob при ахсп^у^тецш: в рее^ы.-.; умоькял; -s;;i:o;ioua¡ косте изкекекка iistoxci^x аехаиичеезких x¿.-r.x~6p;!C7ta noc¿e ¡.аэллчних рехлнов :е;.и/,чесг:с2 оСра&огки (-ti:a¿:::: и стар! пня), включавши:: zta^csrj, йсеслбчивг.вдус гысскай уровень деиг.ри-possauta. ¿го нива-идо с.-..-едс.-.axi- ¡-e^uu «¡>:у,ческой сбоебохк! погтедяицие лолуч;:п опхииидъни»: котиекс «¡ехе.ы!Ч&ск;;х хгр&х-ге.

- .с^.-.ые^ы г.^ху; Viií xciüiTúKixÁ двхалей,херническн обрабогвни на. t.;:coKEfi уровень деипфируЕаег спососвосгк.

гдучкс.£ коакана. I-езудыаты ксследовакзй гктакогох смев( noKf.3'os;:í,*-i~o ¡o: ¿гиппфугсая спооооьоггь обусловлена ептхделе! у.va. z'.\ук?;. i ньсч cocrosHiieu. ваксилíUbHitíi уровень деип^ис-.гиш бо всех проиослеь^их хигаяоыос сплавах ыартекентк! го E-Rcca ,предполагает наличие в структуре с„:сдугд;;х ра с «üKs::jifu"bh03 ветагхавихькоехьв и c¿ *-«архенснх&.. Соохюйвш ?хих ¡л& кахдого сплаве. индивидуально. ;лхервал эьлахочназ хеипйратур, ооеспечлна.п-,;:х м&хскиа^ъкув деап?круьцу^ споссбьос: ,-jis каждого слхааа. разхкчек.

Ь ptCoxe вредгагаехся кристаллографическая модель, объясш кдая ьеханизи высокого деип;кроБания. ¡:зьгс:гиа,что паежедкез обусловлено обрахиваи перемещение» хггкоподЁ^них пшерхьосш де.^сххоа,кохаркаЕ в гих&еоъых сплавах еехягхся иех£взкые г рак i -цы две"киков его ГЛ5&. и Ы " •

лрксиииогра^шз превразеьаа {ЦК Л -фьзи з petfexí^- о/ !

но представить,как проходяяуг) в 2 стадия. Первая стадия закл»-аотся а двоЗаиаозои сдвига с плоскостью даодкикованля направление!! [шЪ .приводящем ¡с образовали*) репе тки с/^. с** екотсрым MOHOxj;iHKíafпсха^еьием углов,на второа стадии проис-одит снятие ионоклпяного искажения в репёгхеЫлри обдуется еаётка с(" -мартенсита.

Исследования по определении температурной стабильности дем-jKpynsefl способности показали, что ари естественном старо кии в ачение одного года денпфвруюзая способность в области рабочих иплитуд деформации ( ^ & 0,5*10~э) практически не снижалась, кз-отораа заропрочнна сплава СВТ9 и В525Y) могут работать в качесг-а высоходемп$ируэдшс материалов в области температур до ICC-.- 0°С. ниаекие демпрарувдей способности титановых сплавов г.ра cíate wn бъясняется стабилизацией ыехфазных границ вследствие образования блоков примесных атомов з облает:', плоскости двсЛииковакия типа бл&ков Судзухи.

Практическое значение. дромшгденные титановые сплава с высоки уровнем демпфирования могу г найгя определённое место в аиро-ой номенклатуре изделий,применяемых в различная отраслях проиы-ланносш.

Хотя уровень прочности титановых саз ai оз, закаленных на бцсс™ .уп деипфярувяую способность,снижен по сравнения с прочность*) поле стандартной термической обработки, тем нз менее он остаётся .оволено высокий.-Например,для сплава ЬТ9 ерэднез значение проч-ости характеризуется £>< = IGSO Ша при значительней пластично-ти .Характеристики зыкослиаости также оставтся вн сок ли и.

Наибольший эффект при внедрении сплавов титана с акссг-как емпвирусдаи свойствами принесут виброгасяцис элемент типа пру-лк,лопаток турбодвигателей. Биброиспатапия схалькод плкхи при ис-ользовакии опорных прришних подставок из сплава ВТЭ с внеогим ровней демпфирования показали сличение уровня амплитуд вибрации ¿,5-3 раьа и идентичное увеличение интенсивности затухания сао-сдиах колебаний по сравне::>:¿ с результатами испытаний roa ze литы с пружинами, термически обрабоганныни по серийнсг} технологии.

Натурные испитая ия лопаток,обработанных на высокий у^озе.-ь ;ецпфирования, показали увеличение характеристик дегазирования пе редних в 2 и более раза.

При проведении работы, весьма инзерссяим оказался тот 4>iet, :ю температура закалки, обеспечиватаая высокие дэип^иру^зие. сЕо::-

огав,окй£1а£йСЬ в ятшедьисй температурой, оОеспечииавдеа высок* Kounsesc «едакических свойств после старения.. Это постелило раз ре^стагь методику кзьрделовия опиш&дььой теипературы аькалкк cm :а»оз, которая о и .-л утверкдева ЫШ к рекомендована идя проиш:

Цэдсдиа, cOi-ûûOîûHHue по те», ^логик,рекоиекдозаккой по гез^ ïareu ьастовцег иЮогь^виедрены на предприятии п/я Г-•â.G с зкс ьсмическии э&^хтои 250

/п,э;&ц;-.я ЧаС'Отк. 1'атб^ади ¿;;ссйр гадки ¿слаяаи ча е.у>сл bcec;ûinnci., t;.ci j еспу ,че raj'ëi страсхеьшс и саек

i.Cr..: йречи1'.лх,е muse на соввц&ини в хШАТ.

ГуСдиитиа. Сскоаьое содергакке диссертации опубликовано £ Ik. ¡аСстс—.

Соьс.и s структур оаДоть;. ¿иссертсдкя состоит из введения, ? по j-5.t'Cit*,спист ;;с;:с;.1луе.':с.". ¿ьбстЬ

кздсжека на

границах, вырвет 6F сксунхоь, 7 габдиц, список Kcnciisyeuoc дктерлтуры наиыеновтй..

ССиСзКОЕ COÀEriâàil£ РАЗОТЫ

Во ведения да£тся сощд .характеристика сплавов высокого деиа1крев&|шя,з качни ость шх испод ьзсааиня в ргзднчках отралдих проншздйкьосхк. Указаны основные нащ-евдекая е изучения е кспа* sob&hme ставов. с?орыу ¿кровавы цедя к задачи,ревееике в процес Ы!падяек1!д paQoiu.

^icvese гсава. В ке£ оОъасадегса $ттеекая суадость декп^и pytecî cnoccûKûciH (внутреннего трения;,подрездехахдеяся в зава «ост от iie:c£ijï3ua рассеяния энергии иа редаксационк^с к нереда ксационнус. Ь рассиахркваеисй. рабств изучается тош.о кередаксе ц оннад дек^ируи^д способность.

Спгсываезся обеда вод зависшее г* наредаксадиокяса дешквр споссоности ci аыпдмгудн напряженно кдн своьодкшс гатухак ксдбСанядх в материалах вад цшед^ .ес&ои нагружен;ш.

Г.рк аыпдетудконеэавшйао!! деив^ированнх затухание сйусдоа-дено гдйвныл ойразш оог.ев дефектностью кристаллической ревётки еь нс^агеш оегьв вследствие образования мартенсита кдк наыёпа.

Эгаэиваюгся пути разработки садавов висок or о деип^кроваквя ¿«¿щштудновависниов девпфированяв:обусловлено в основной поверг к остншш дефектам: упрупшк дв оанихедн, грашщелн иертененгннх

ёрен яра сбрлткаых иартозситкшг прэврагениях (тармйугфугосгь), ■р&ницц доменов в -арроиагнегиках н антрерроа&гйвмках,

¿еип^иросаяив,вызванное первыецение» эхах дефектов,во-яерзых, i связи с reu,что оно охватывает значительный обьён металлов,дол-:ко быть большим; во-вторых,вследствие обраткаостк переиецеямя :е приводят к устадостисау разрушению ыетанла.

Проанализировали основные группы сплавов высокого деиг. ¡ирз-'xíii:я. Loe промиалеакое значение сплавы высокого деап-

■арованая в зависимости от основного аехакизыа рассеяния энергии [ ог состава условно разделяются на 4 группа:

Ъ упру г одаой никуодг.вся сплавь; (.сплавы на наргандевоиедной ich ose и сплавы на основа каткая.);

Z) спдаз!: с обуатиийм ыартенситкны превращением (сплава на еднсадгаиыиевсй ссиозе; сплавы на ыздисцпнкоьой; сплавы на ос-,све и сн снихяаида титгна; сплавь- «а ссиозе хелеза);

3) сплавы с иагнитовеханяческиа деып шрованиен (.сплавы на ¡скове яелеза и сплааы на основа никеля и кобальта;;

•х) сплавы с резко заразяшной гетерогенной стругкурса (чугу-¡ы; свинчовисае бронза; сплавы адэдиния с оловом и цинк cu;. Б литература ветра чаются и другие системы кдассихикадии. ¿дя сплавов на основа яикелида титана приводится подробна.-: :ристалдографическая схема обратимого аартенситного превращения 32.-А-&/У . ото превращение дифференцируется на дзе операции: - операция двойникового сдвига с пдошсостьо габитуса (llcjg^ Ii IlOjf и направлением едзига flllj^/l [ою]^ .приводящая к обра-ованпв роабичесхсй решетки-фазы; 2 - операция перетасовки, ■аклотахцаяся з сдвиге чётных плоскостей типа (.QQZ) в направлении "oioj на расстояние в/8,приводязая к образовании структуры 319.

Высокий уровень демпфирования. в сплавах на основе ыононихе-шда титана обусловлен как переиащениеы границ ыехду разами в зух-.;гзной структуре, газ и иезвд различный« модуляциями аартен-:ига. делается предположение,что в сплавах титана, ааеадих pea¿-:ки,изоаор!рные соответствующий решёткам сплавов на сснсве аоно-гикелида титана,такге зсоик:но получить высокое демпфирование, но прздоодояеинв полностью подтвердилось при изучении деыпфмру-способности в титановых сплавах. Практически во всех тита-мвых сплавах,ирипзкяешх в проыыаленности, относящихся к иартеп-íisTHoay классу, и она о на аорядок и более увеличить демпфирующую :пссобность.

Во втосоя, главе приводятся основные свойства гитана.и в* i

co.ie.sis. Ерньоднзся классификация резьвчнах легируюзис элеыенгов по юс влияние ва ноа&аекие области стабильности roa «и кнзг фа-зц ь к таловых сплавах. ф1гёсаваются |азоьые превращения с образо

У / ь ff

шкап Ы , о к со -ьаравкойеслада.

Loxboal практический интерес представляет обраэоБакке наве-¿l'Kr.cro ita^te;. сп ra фазк^д, при иехакическом к&грухгяии.

При пака«-© îxrtiHOsux сллагов о температур, соответствующее кон-s&ktjsoss лвгкдеооа аввкенговЛ^» 1,об$взумсй ¡sM -фаза, ебла-„¿и-цг-л, кааиеаьсе.. устс^ч/.БОсшг а иаксмальнсг: иетасгаСидььосты :: кахозо^о«. келичасха'о oC'-iosa с 1шкскка£Ы2& степень» лашроьз к оси!. 2&;.¡uícj:i,obUiKüs-йава способна врк цньлнчс-скоа игие-ьениа теыпер&тураь оь^ах/лоиу ицртенскгксыу превращений ври «^«¡.•как »кеьаеа ньп упкв je-оср&зоьанив так аезяьаеиогс аие-¿eiiucrù иархексита. Пул снята* 'ч&схач&о ш» яслкссгы?

i*„L:r Хммкое ¡lapre ¡¡ситное ърйьр&явшй'Ы" -*¿>H . Прякое и обрг кос üCi'ir8HCHr»S» превраавние « обусхавдяьасг гисскуг, даивфкрусц; способном*. i этей же главе оиисаваегса првдпслагаемая схейс ки'.сгйллогр-ахай — Ы" .

с Tartes главе рассматривается иегодкческие вопроса выполнения д«сс<1ргадиОйка', работа, связанной с комплексной нсследоба» cu ьлилккв состава в терыкческоа обработки ¿а стсуктуру.дбиггрйр; щус способность £ «ехаьмчеехкв свойства гяхановаз «налов.

Структурные исследоьания вклвч&гк s се о л це галлографгчесхи исследоььюш * ректгевострукгурньа аваига» Ыстеддогрефическае к следс-закиА веяжсь на оптическом квкросаоае М1Ш-6 к электронной кгароскспэ УЗДЫООБ. лавтгеЕОСтруктуршгЬ анализ проводился на аппарате УК! 5GÏS. Бее схруктуркае исследования валясь по сг&ед ptwai "иетедкнш. ¿еыприрукая способность замерялась с поаозь» орягльалькей аппаратура, Езготовяеввсе в KyAii. ¿&s ксшгчествеинс оценка характеристик рассеасвя а вер гак onus делалось относкхель-Н06 рассеяние анерпш У ,вычисляемое по ^оркулаи:

Оценивалась псгрескость при хзкере^кк двипфирукзег способ; пс кзвесишк фориулач «агеиазичвекоа статистик*. Сарвделлхась i дедыга* санбка при оцределенки- отлоегхвлького сдвига. Она равш

Отнссительиая предельная оиябха нря определении декпфярувдеа способности равна.: Рр - 3% ; - 1%

. Чегзёртая глава посаязгна изучение дэмп^лруднвЛ способности проиааденамх титановых спдаэсв и воэисадосгеа её повышения »¡утей создания опткиеиьяоа структуры.

Исследовались премиален.чые двухфазные сплавы 323-*,БГЭ,ЗГ14, ЕПб,В25У и 5233,а тахза псевдо-^ -сплав 1С5. Ссновниа вадои анализа, отвечают задаче поставленной работало исследование влияния закалки сплавов на дешьряруцчу» способность. <У.\г.-ж ис-ояедуеаал смавов закаливались яз of +ujb -областей э интервале температур 74С - IvXtTC через у-алдце ¿С°. Исследования поха-залк,чго -аппаратура задал:-;« чрезвычайно сшыю аладег шг деипф;ь сухзцую способность.

Анализ подученных результатов пеяведяэт сделать вывод,что для хаядего сглава »шезгеа езой. определённый интервал закал;ш,обеспе-чиваадий высохиа уровень деып-сирувдеа способности,при этой аирияа яктерБадв температур для различных сплавовтаьге нзодинакова.

На рас.1 показана типичная ашиштудная зависимость деип:иру-вдеа способности для сплава ¿19 посла различных reuaepaiyp закалки.

. Амплитудная зависимость дзыЕфирупзза способности стаза ВТЭ после гакадки с различных теиператур.

JG/Tp^vUdCjSi'C/f?

-ь-

Ьаднс,чю ковывенае температуры закалки ¿с некоторого крит, чсо.сго кнлчвнмя увеличивает деипфироьание, Температура ?а-..слхи, сйеспвчигавдвс вксоаа уроаекь дешсркиоваяая у^аю.огс справа ¿'00 - ¿длькейсвв поаыяениг хекпергурьг заг-адхи попадает

дехп'.'йроьакве. АиыогичыЛ характер нзыеиския-деиприрукеа спо-сиоьосги иыеех иесто дхл ьсех ЕсследоЕашкх ставов.

¡¿а рнс.й. поы^ак свогаиВ гредкс гшгшгтудьоа вавгси«ост^ дг: прируЕчСй способности для всех исследованных схиавои после захал ки на иаксииглъиое дшг;;.ироеакие.

Аиаактудньл зависякость деипфиругеей сиосозвости кссдодоьаккых сплавов ткгаш после аакахка с тейпера-тур, ооесльч^ваюис ка£Сшгальнод декп&ероьанке.

Ъркручиёогсир

1-БВЗ-(оОО°С); З-Ы-ЙК^Ю0^; 4-3116-

СеССсС;; 5-Ы14-(БсОсС}; 7-105-^0^};

8- деип4®рукая спссобясггь эхах саг&геш посее схаядарх-

ьог херавческса обрайотка.

. . -

5о храрахсв схедует,чхо дамафаруктда способность титановых сиавов пахае сйредеайаЕкх хеьлер&хур еякмкв иохех досхагахь £-4$,чхо соохвегсгвуех уровне деапфгравагая х&хоге известного конструкционного вахерагаа с васохаа дбипфарусдеь споео&косхьи, ках серьа чугун. Наибоаее ьиссаий уровень дешнХрсаа-чкл ка^г^а-

0« для сплавов ВЙ,ЫХ6,Ь!Е5У и БВЭ. Демпфирующая способность сэх исследуемых сплавов после стандартной упрочняющей терыичес-ь: обработки не превшаает 0,1-0,2^.

для эксплуатации сплавов тктана с ьисокиы уровней деипфиро-шия чрезвычайно ьа^ыл! остаётся «опрос сохранения полученного ¿ссшого уроьня ьо всё время эксплуатации,т.е.его стабильность различных теипературнах диапазонах работы. Било показан о, что )сде естественного старения при коанатноЯ температуре в течение <,ного года для асех вцсеукааашых сплавов яе наблюдалось заыет-)го изменения двмп±,ироьанкл в области амплитуд крутильных коле-1£1£й - 0,1 + 1,0'Ю"3.

Искусственное старение проводилось при температурах 50,70, Ю,150,200°С с различной продолжительностью. Наиаенылей стаби-■ностьо яарастеризуется смаз.КБ. Ьвдерхка сплава при 50°С в «ензз £ часов резко «фхавт деиприруизуя способность^ выдерг-. в течение £ часов при 10С°С полноетьо скинает эффект повние-я деап.;нруюдзй способности.

¡гакскиальной стабильностью деиг^ируощей- способности облада-сплавы Ы9 и Ка рис.3 показано изиененив демпфирующей

сссбности сплава БЕ5У в процессе старения при 1£0°С,

Демпфирующая способность сплава В325У в процессе старения лра 150°С после захалки на макскиельное деипфирование (цвф а у кркашЕ - выдержка в час.)

О/77>/< Усй^?

ЗСКР уч

ГВС.З.

. • -1<у . .....

Заметное снижение демпфирующая. способности наблюдается toi: ко после длительной выдержки.

Понижение демпфирования в титановых сплавах при старении о; ясняется стабилизацией иежфазных двойниковых границ вследствие образования облаков примесных атомов в области плоскостей дворник ования гипа .облаяов Судзухи.

В пятой главе описывается комплексное изу. .ние структуры и физико-механических свойств титановых сплавов. ..(¡следования про водились на образцах,закалённых с температур,обеспечивавших.мах сииальнкИ уровень демпфирующем способности, a хакзе с температур на 40+50° Бь'ие и шизе указанной, конкретно для различных сллазс брались следующие температуры закалки (,ùC}:I;ïOS - .760,600,550; 2)BT3-i - 650, 910,960; 3)£Ï9 - ö5C,v00,950; 4.jBÎ14 - 820,S6C,9I 5}B'Ho - 750,600,640; 0)В'&5У - 860,900,960;7)£T33 - 740,S00,&6 '¿ля сплава. 5Ï9 проводились такхе исследования свойств поел старения при 4.00, <¿50,500,5 50,580,G00°C. Бремя старения во всех случаях - 2 часа.

С целью определения параметров и количественного соотноаеь Фаз в титановых сплавах и периодов их реаёток был проведён каче стзенный и количественный рентген осгруктурныа анализ. Фазовое содержание определялось по общепринятой методике.

Осн0ВНЩ.1И фазами (э<)-спдавов после выбраяных нами р< жимов закалки являются метастабильная фазану ,а также с/ и < -фазы. Зри закалке с ' температур, обеспечивающих максимальное' де! фироьание, обязательно присутствуйßM и ci ", 'ißидами. металлографического анализа определить зги фазы практически невозможна ввиду идентичности рельефов ос" и с( С 0( )-Фаз.

Низкотемпературная.^ -модификацая0титана имеет решётку ] с параметрами a» 2,â5III А и.с«-4,<¿8433 А. В связи с тем,что oi ковше злеаелты,используемые для-легирования титановых сплавов малорастворииы в Ы е,параметры ее кристаллической реыётк; как правило,близки к параметрам Ы -титана.,

,6 -фаза гитана, способы: к растворении дегируюдих элемент и изменяется: в относитеяьно аироких прадедах. Параметр решётки фа zu 0L3v с::лько завлси? от содержания в не£ растворённых легир саих элементов g изменяется в относительно :широких пределах (о

3>2Iô до 3,2Бо А),......; - f/

йагтекситнаа фаза«", имеет орюромбическую кристаадическу

_IX_ .. • о •

¡ёгку с параметрами, деаэдимя в npgíeiax: а» 2,956 + 3,026 А, ¿,97C * 5,110 А, с- 4,65 * ¿',07 А.." .

Результаты ¡лчественного ренхгекострукхуркого анализа для tasa S'IS приведена на рис.4

Дифрактограшш образцов сплава Б19 после закалки с юкиератур: ВСС,900,960°С

и

-зг

"3-2Г

Тис. 4

Количественный анализ проводился по стандартной ивходике с 1ределениеы объеиного содарг&ниа и параметров ячеЗки фаз в .чоно-ахшх. образцах. Подучена раз личине соотношения фаз в зав но ни ост;: т температуры закалки в силаае ЬТЭ.

В этой главе вдл еплаьсв ЕТЭ'и ЗВЗ- подробно рассмотрены ешетрические со аоаения решёток^ и ¿/"при их обратим сыпре-раценаи по предл^ккоа-кристаллографической схеме. Приводим езультахц расчёта для сплава .859 о параметрами:' а) /I 0-фа)а -- 3,266 I; б) о["-фаза - а« 3,018, в- 4,944, с* 4,£69 А. Г-'ар-еногткое вревр&цение осуществляется, как было показано вше,не-дЕЕишкованием.ха^ахтеризуемци плоскость! . двойник ования 112)^ ,переходящей в плоскость (ЦО)^" ж направлением двой-яхованая [ш]^ идя 5е1йчина ухла сдвага.обеспвчи- К

л

-Зевавшая полное двоИнкхозйние,для надето случая равна 15°. Неполный сдвиг,пряводвди$ к образованию мартенсита с параиетраыи а» 3,18 и в= 4,244 А при сохранении когерентности с ыатричяоЯ ааз'ои по диагонали в направлении сдвига характеризуется углей сдвига $ = 10°. Моноклинное искажение образовавшейся пролежу то чной фазы ' составляет всего 1°. ¿тог угод и является характер схиксй сдвига в решётке сУгр,приводящего к образсваляю а«/> -газы-в Ы" -фазу.

Б работе представлен тахяе иеталдограличес.-сии анализ кегле ваннах сплавов. Представлены также механические свойства мтано внх сплавов после термкческо.1 обработки.

Согласно многочисленны!! статистическим данным,яоеле закалк на высокий уровень демпфирования у иссдедозанных идии сплавов предел прочности ни;-:е на 1С-1Ь;..-,й лрадел текучести - на 35-40* по сраьнекиа со стандартной упрочняющей теруичесхой обработкой.

При проведении работы ьесьма интересные оказался тот ~ект, что температура закалки,обеспечизаюлая высокие демпфирувдие сво йстза, оказалась и опти.иальноп теипературод, обесп.ечиоаыел зысо-кип комплекс механических свойств после старения.

Зхо позволило каи разработать методику определения епткмал ной. температуры закалк:! сплавов,которая была утьер^дена ВЛА^ и рекомендована для промышленных предприятий.

¿ля определения оптимальных режимов термической обработки целью получения наиболее благоприятных механических свойств был подробно исследован сплав БТЭ. Он изучался как после закалки с различных температур,так и посде старения при 400,-¿50,£00,550, 5Ь0 и оОО°С. Время старения во Есех случаях - 2 часа.

Анализ полученных данных показал,что оптимальный режимом, термообработки сплава В Гу является закалка с 900°С и последуете старо:.: 3 при '¿50°С в течение I часов. Обычно используемый в прс ыыая2п:-.огти режим состоит из закалки с 940°С и старения при 55С 5£0°С в течение 1-6 часов. Он хоть и обеспечивает высокую прочность.но вместе с тем показывает значительно меньшую пластич-еосх^ и,следовательно,меньшую надёжность.

В аоо."^ главе анализируются данные,подученные в процессе иссдвлезания езедегв титановых сплавов.

Седьмая глага лосвяце.ча эффективности применения титановых спл%вое с В1:ск:см-демпфирующей способности для промышленных изделий..

Сгзнь,овыз асгытакия стальной плиты с использованием опорнь

¡руяиккых подставок из сплава ВТ9 с высоким уровней демпфирования, i также после термообработки по серийной технологии ка вибростен-ie CI43GOQ показали, что плита с пружинами, обработанными на ьы-:ахии уровень децпфирования,обладает значительно более высоким 1атуханием,чеы при случае с лрузинаии,тернообрабогаяньши по серил-í ал технологии.

Приводятся характеристики де^п-рирусцей способности плиты с ¡румынами, те р::оо0рабогакними по дьуч резинам.

ССБСЫьдЕ ЪиЬО^х

I. Впервые дан о корректное представление о механизме высок о-'5 рассеяния энергии б титановых сплавах,заключающегося в обрати-iou сиеденй'д дворников ой гран ^ы веаду нетаст&бидьной -фазой ; Ы." -мартенситом. ■

/с. 1л основании знания механизма высокого демпфирования про-•нозкропана возможность обеспечений высокого рассеяния энергии во icex двух.езкцх d -тигаяоЕцх сплавах и ар ген снтного класса, с. ¿первые проведено систематическое исследование на боль-группе промышленных титановых сплавах с целы) возможности по-iMoei.ts их деипфирусцей способности методами термически обработан. Из исследованных сплавов СБЕ-1,Ю5,БТ9,ЗШ,В11б,Б!Е5У,ВВЗ) еиболее высокий уровень демп^ирувдей способяоаги показали сплавы ЕЗ,В2г5У,ВТ!>,Б510.

Проведённое систематическое исследование позволило раск-ыть закономерность влияния технологических факторов (теиперату-ы закалки; на деып;.ируодую способностьd + fi, -титановых спла-оа. Показано,что деап^ирувдая способность зависит от теыперату-и закалки,причем эта зависимость имеегвид кривой с максимумом, йипература закалки, соответсгвуадая максимуму дгцпфируодей спо-обносги для каждого сплава индивидуальна. Структурные исследо-ания сплавов,закалённых с этих теыперагур, показали обязательное тлсугствке двух ¡tas •. Ам л Ы

. 5. проведённое систематическое исследование стабильности ¡;:окого уровня демпгиру-дей способности для всех рассматривае-<-í в работе сплавов показали,что максимальной стабильностью tлактеризувтск "гаропрочные сплавы В19,В125У. Заметное снижение е.-.пфирусцеа способности в этих сплавах наблюдал ось только полк- нагрева и длительной выдеркки при температурах выше ICO и 50"С соохветсзвеняо.

6. Натурные испытания на виброактивность деталей кз гитано вых сплавов (лопатки турбин,пружины) показали синение уровня амплитуд резонансных колебаний в 2,5-3 раза и идентичное увели-чзнке интенсивности затухания свободных колебаний.

7. Наряду с результатами,связанными непосредственно с демп фируюцеа способностью,бчло обнаружено, что згкадка с температур, обеспечивающих высокий уровень деыпрированк*,обеспечивает после старения по птатной технологии оптималыша комплекс механически: характеристик прочности и пластичности (св\*-ё0 , ■ 5 ). ¿то позволило разработать инструкции по определенно оптимальной температура закалки ь промышленных титановых сплавах аартекситного класса,которая быле утверждена ВИАЫ для использования на всех предприятиях отрасли.

8. Экономический эффект от внедрения результатов раз работа: ных технопогий у заказчика составляет 250 тысяч рублей.

ОСНОВНЫЕ П0й0*2Ш ДИССЕРТАЦИИ И3110и2НЫ

1. 5австов D.K.,Самойлов ¡).А.,11вкуохин З.А. Явления неупру-гссти и структурные превращения в ниглноле /./ Зизкка прочности и пластичности: Таз.докл.IX асесопзкоа научи.конф.- Куибышеь.-Поллтзхн. ик-х. -1979. -G.23 4-235.

2. Самойлов U.A. Демпфирующая способность некоторых констр; кционшх авиационных сплавсв после стандартной термической обра-бо'хТ.:; и наклёпа // Вопросы прикладной механики в авиационной технологии. ¿en.s ВИНИТИ от 16.СБ.Ы.-5 1209-61.

3. Фавсгс-й ц. К», Самойлов Ю.А. Демпфирущад способность тип новых сплавов и способы её повышения // Демпфирующие металлкчес: материал:.: Цатерпалы III научно-технической конференции. Деп.в ВЙШШ Di Ü5.G7.82.-S 936-02.

4. Фавнов Э. К., Саысйлов ¡O.A. Демпфирующая способность тии лопы.х салив оа и способы её, ловмпения// йитШ.-1983.09.-С.29-3<

с. Фазотов D.ü.,Gauоллов U.A. • .Повышение демпфируема onoi ноегк в 'а.саааланкшс Г'^ановых сплавах // Дзипфируадив ме?аллич( ск;к иатеуиала: Тез. док л. IУ научяо-тзхн.конф. -Киров. -Политехи, пн-т.- 0.29-30.

"" 6. лазстов'й.'К.,Самойлов D.A. Титановые сплавы с высоким уровнем демпфирования // Рассеяние энергии при колебаниях механ! ческах систеы: Материалы ЛИ республиканской лаучяоа конференщ Киев.-Еаукрва думке.- IS35.-Q.X84-I88.

7. Фавсгов и.К.,Самойлов Структурный механизм демпфирующей способности титановых сплавов Л Рассеяние энергии при колебаниях механических систем: Материалы НУ республиканской научной конференции.-Киез.-Коукоеа дунха.-1967.-С.1<3-127.

8. Таран Г.4.,Сайй:лев ¿).А.,СгребкоЕа К.А. Определение режима термически.-, обработки двухс.аэнах титановых сплавов // Обработка и применение новых конетрукционних нате риалов: Сб.научных хрудоз.-луЛбыщев.-йолитвхньч.ик-г.-1957.-С.¡¿7-31.

5. 'гавсхов и.к. Механизмы рассеяния энергии в

сплавах гитана х ккьелида титана // Декл^ирущие металлические, макряали: Тез.докл.к У каучло-тзхя.конф. Киров.-Политехн.ин-т,-1588.-С .32.

Ю. £авсгов й.к.,ио::еееа В.К..Самойлов О.А.,Таран ¡¿адкеза Н.Б. Термическая обработка титановых сплавов,обеспечиЕа-всаа высокую демприрувдув способность // материалы совещания. Прогрессивные технологические процессы и оборудование для термообработки.

XI. Фаьстов Ю.К.,Самойлов ¡¿.к. Зериическая стабильность двигсьаруше». способкхтк титановых сплавов // Рассеяние энергии при колебаниях механических слстаи: Тез.докл.ХУ республикански научной конференции. Киев.-Наухова ду.\;ха.-1939.-0.115-120.

1г. Фавсгои ¿.К.,СамаГигов Ю.А.,Таран Г.г. Определение Ткр для титановых \.о( *)-оплавов мартенситного класса методом Екугренне го трении // физика прочности и пластичности: Тез.докл. XI всесоюзно;': научно! конференции. Ку/.быпев.-Полнгехн.ин-т,-1569.- С.ЗЭ.