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

ТОЛЬЯТТИНСШ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На арам* рукописи

САМОЙЛОВ СРИИ АЛЕКСЕЕВИЧ

УДК 669.018.6.

Д5М1ШРУШЯ СПОСОБНОСТЬ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАТНАЯ 3 ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ

05.I6.CI. - Мвталлвэедвяяэ м термическая обработка

металлов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соиехаяае учёной ствявяя кандидата техикчасккх адуг.

ТОЛЬЯТТИ - 1992

Работа выполнена в Самарской ордена Трудового Красного зяанеки г.виацхонном институте имени академика С.П.Королёва.

Научая руководитель - доктор технических наук.

профессор ШЗСТОВ Ь.К.

С^кциа-и-ные оппоненты - доктор технических наук,

профессор ПЛГ730В С.Б. доктор ¿яэико-матеиатичесхих нау« профессор ЬЕКРаНьВ А.Н.

Ьедувее предприятие эоблемная лаборатория "Сплавы

г. кого демпфирования", Г.Киров.

Завета состоится "5/ "а 1992 г.в/^ ^часов заседании специализированного Сове;- 43.01 в Тольяттнисс

политехническом институте го адресу; — -ГСП, ул. Белорусская.!1».

С диссертацией можно ознакомиться в бпблкотекь Тольяттннс кого политехнического института.

Автореферат разослан "с/^^^о^^Я 1992 г. Отзкв на автореферат в двух экземплярах.заверенный печати» учреждения,просим направитк в Совет по указанному адресу.

Учений секретарь спецкализкросаниог» Совета кандидат технических наук,

доцент - 5<С __-------Г^ НРАСН0ПЕВЦ8В А.£.

Актуальность, пасгоядлй период научно-технического развития рг-к:еризуетса,с одной стороны :реэхЕЫ повышением требований к .сплу&тацимшым свойствам ыатериадоз; с другой стороны: обэдм -выпанием их дефицитности, эхо сгагит перед кеталловодами проему полного использования всех потенциальннх свойств сталей и лпбов.

По отнопенип к титановим сплава* зта проблена ставит задача только повыгешш травиаль.чых свойств, таких,ьалример,как проч-сгь л пхастичносгь,но и выявления и освоения ковш; свойств,ра-а кз учитываемых конструкторами. К таковым относятся демафирую-я способность и память формы.

áeun'.apyсяа способность является ва-ihcü эксплуатационной ргктаристикой конструкционных материалов,слрвдедлвдеа виброах-иаость деталей Ый.и::н и иеханиэыов,зырахавдуЕса з возникновении по величине резонансных колебаний,которые могут привести поломка и медленной затузднии собственных койзСаний,вс«ншса»-х от импульсных нагрузок.

Поведение демп^ирупаей способности сплавов на основе rziapa, сьма перспективных и шросо применяемых в {езличных отраслях оиышленяости,з первуи очередь в авиационной и судостроении, едставлЕег собой практический интерес в деле развития нивой хнихи.

• Настоящая работа является, первым у нас систематическим яс-ед^занием с пологктелькыы исходом по выявлении возможности экого повышения деып{>ирун>двй способности в стандартных титлно-х сплавах методами :;ермическоа обработки.

Предположение о возможности обеспечения высокого демпзярсва-я в титановых оплатах было сделаяо на основании теории buco- ■ го рассеяния энергии в сплавах на иеталлической ссно:за и рззу-татов анализа uexf-низисв рассеяния энергии в сплавах на оснозе келида титана.иззэстннх как сплавы с память» формы.

Проверке этого предположения и была посвящена данная работа, иду большой важности работы дла авиационной пршыпленности ас-едования проводились с участием ВИ&.1в- Работа была вшютена з ордина^ионныа г.лан АН СССР.

Не дыр рабой является изучение в а.-юм ос i ей повышения уро-я деипфирукеГ. способности промышленных титановых сплавов ме-дами термической обработки до значений,позволявших отнести п сплавы к классу сплавов высокого демпфирования.

При плакировании работ были поставлена следующие задачи:

I. Устаисвхение вгалиосвязи ивхду деьп^ирусзеа способ ноет* i! структурой титановых сплавов.

с. Определение ог.ткиальних ретысв терикчбекой обработки кск!-:;гзт!:шс титановых сп.-.аьов,обеспечиай®135х высокое значение j спессбности при удовлетворительна! комплексе ивхаки-чес::;:х :.ap¡u::e;

ü. i'.coxe^cuüiuie сгф^екгизносги высокого демпфирования для. { ;x-í::!.'í реэоьаксних амплитуд вибраций и гааеиия собственных кол« на коьк.егних деталях (доасгхи турбив,нружишО. Сснотше результаты работы, викосиыие на а ад/, ту. -¡Зокоьоиерности изыеьешя деыд;арукдей способности титановых сг.хаьов при «зиеконии температуры закалки; -2üKCH0üeph0CiK изменения ¿euníipytaoa способности сплавов npi изиекении параметров старения (температурь. и время выдерккк) посхв закадкк, сбзспечивахсег. високие леи^гирукую харахтеркезя кк,что характеризует стабильность васоко;'. деипфируезея способ' ноет;» тйтако^их сплавов при зксг.А\>ата:;и;: е реалы.;:.; усдоьпял; -auí.üKeas¡ кости изменений н sí. отер их иеханкчесыи ха.-лх-еристи: íioc^e раялячких ic^:uob :й[.иу,ческа. oepsoorкк (-е-кад:::; и стар ¡шя),включик;;'.:; заьелку, ссеспечг.вг.щуг, высокий уровень денпри posaHiW. ¿то козваглдо с.^едслать ие^иы «¿.".кчееко?. c6pe6oiK .-¡отедяхепе ло;,уч;-т; оптимально комплекс ааханичвсл/а жараь-г<з, üciük;

- _е \. ..biaiU кщ; иска танк.! деталей,термически обработали на !,;:соккГ. уровень демпфкрушеи снос сон ости.

Научна.': новизна. результаты исследований титансвих сплав по»;озад::,ч?о гас деипМфуг-дая способность обусловлена опрхдеяе нам ст] уктуркии состояние«. ¡саксиаальнай уровень демп.'лрсс.гкк ьо всех проиы^леьких тнтановше сплавах «артеисить го класса .предполагает наличие в структуре сдедугдкх tas: с Mai;c::i!f.rbboa иетастабилькостьс и c¿ '-ыартененга. Соотнояе* у пи .раз для каждого сплава индивидуально. ..ктервал заколочка температур, обеспечивают:* иакскнадькус деапукрукцу:; способно; для -цехдето сплава различен.

Ь работе npeAíaraesc?. кристаллографическая иодедь,обгяс! юдая механизм высокого деап;кроьаш1Л. Известно,что последнее обусловлено обратимый перемещением легкоаодБ;а.ных погорхьоси дефектов,которыиь в титановых едлоаах являйся иех£озкые rpai un двойникового типа и Ы " •

Крис томографию превращения {ЦК -фези г решётку ©/

гно представить,как проходязув в 2 стадии. Первая стадия заключается в двоЗвиковоы сдвиге с плоскостью дволниковадля (1Т£)/? 1 направлением [пЛ .приводяаеы к образовании реве тки с/^. с4** аекотсрым аоноклиннщГ искагением углов,ка второй стадии происходит снятие моноклинного искажения в репётке Ыф и оснуется реиётка о(" -мартенсита.

Исследования по определенно температурной стабильности ден-лфкрущеп способности показали,что при естественной старании в течение одного года денп$ирувзаа способность в области рабочих амплитуд деформации ( 0,5'10~3) практически не снижалась,ке-к от орав заропсочннв сплавн (ВТ9 и ВТ25У.) могут работать в качестве внсоходекпфирукдих материалов а области температур до 1СО*1:.0оС. Снижение денифируадей способности титановых сплавов при старении объясняется стабилизацией межг-азных границ вследствие образования облаков примесных атомов в области плоскости двсДяикования тпг.а облаков Судзуки.

Практическое значение. Проышгденные титановые сплавы с высоким уровней демпфирования могут найти определённое место в аиро-хоа номенклатуре изделий,применяемых в различных отраслях проык-□лэнности.

Хотя уровень прочности титановых стаесз,закаленных на высокую деипгнруэдуи способность,снижен по сравнении с прочностью после стандартной термической обработки,тем не менее он остаётся довольно высокий..Например,для сплава Ы9 среднее значение прочности характеризуется = 1090 1Л1а при значительной пластичности .Характеристики выносливости также остаются высокий л.

Наибольший эффект при внедрении сплавов титана с зюсспак деып.рирувдими свойствами принесут эиброгасяиис элементы т::па пружин, лопаток турбодвигателей. Виброиспнтагшя стальной плит и ПрИ ИСпользовании опорных пружинных подставок из сплава БТ9 с внсопщ уровнем демпфирования показали с:даение уровня амплитуд вибрации в г,5-3 раьа а идентичное увеличение интенсивности г агул г ни л свободных колебаний по сравнег.ид, с результатами испытаний той хе плита с пруншаьи, термическл обработанными по серийной технологии.

Натурные испытания лопаток, обработанных на высоки! уровень демпфирования,показали увеличение характеристик декапирования пс ■ следних в 'I и более раза.

При проведении работы весьма интересным оказался тот (¿акт, что температура закалки, обеспечивающая высокие демпфирующие. се о;.-

став, оказалась в оптииальноа температурой, обеспечивающей высок комплекс механических своИств после ciaj.eujuu 2тс поиьслсдо ра j,Мотать методику ОЕррделонкя оптимально;! теилературьг закалки слд&иоа, которая ou.'-û утверждена bilAii к рекокендоЕева ия npouu ленных npc^n] .'.£î;i2..

Изделия,обработанные по технологии,рекоиекдованкса по рез; iar&u к&стоаце^ i.aO о ru, внедрены на предпраятии п/я Г-чл© с ак ьсыкческаа эф.^елтои 250 тис./ублей.

An- уаооты. ¿.'атарлада ^¡есйргацаи додмхкы на сдьсл

ucecoisHûk,rr.cx республиканских,четырёх охрасдеыхх ¡1 иельулсзс: ь.0!-:^оречдд'.дх,а rruue на совещании в ШИТ.

Публю-ации. Осноаьое содержанке диссертации опубликовано i li. jacicri—.

Соъс.ы it структура работа, ¿кссертщия состоят кз введения, 7 пс ;.е.!5ег<;,сп;:сгл ;;cr.c.-.wye::c:. гьбсп

кзложека ка /^Рстранкцах,включает 6? рксуккоь, 7 таблиц, список кспсльзуеиоа литературы содеркят /У ыаикенован1й.

OÇiiCbKOE COÀEPjùAttilE гАБОИ

Во введении даётся обцая .характеристика сплавов высокого дви«1»Ф0ьаяия,значимость их нспользойаяня в различных отраслях пркшадвкностк. Указаны основные направленна в изучении z испа* зованик сплав ос. Сформированы цели к задачи, реваеные в прсцес ьцподнения работ.

♦iei вея ггава. Б неа объясняется физическая суцкосгь деып{^ ругхс;: способности (внутреннего трения^подреэделяюег.ся в зава и ости or ыехаызиа рассеяьад энергии на релаксационную к кереле г.сацнонкув. Ь рассматриваемой рабств изучается толы.о керелаксе ц ионная дек14круг~&£ способность.

Списывается обкиа вид зависимости «ерелаясационког деип^цр споссонссти сх амплитуд« напряхеки! ели сьооодехс зыухахс кслвбашгях в материалах пш цекд^. .ескои нагружен

Ерк а^гшстудконезавкскыои демпфировании затухание обусловлено главным образом обзда дефвкткосгьг крисхыдическок реоётки е ё искагенкостьв вследствие образованкя иартевсита кли наклёпа.

Ухазываятса пути разработки спдавов высокого демпфирования Аишштуднсвависнмое демпфирование обусловлено в ос&овнси поверз ьостншш дефектами: упругими двойнтсами,границаын ир-гяенсипшх

)ёрен при обратимых мартаяситяых превращениях (тзрмсупругость), границы доиааоз в -еррсиагивтиках н антн^врроиагнвтнкад.

¿еипгкрооанив.внзвааьоё перемещением этих дефектов,во-первых, в связи с тем,что оно охватывает значительный объём металлов,дол-iho бить большгм; во-вторых,вследствие обратимости перемещения ве приводят к усталостному разрушение металла.

Проанализированы основные группы сплавов высокого демп^ирл-ваккя. Ьсе им е ад 9 промышленное значение сплавы высокого деип-фарования в зависимости от основного механизма рассеяния энергии •л от состава условно разделяйся на 4 группы:

I; упругодвойнихухдпеся сплавы (сплавы на марганцевсыедкой основе и сплавы на основе магния);

1) сплава с обратимым иартекситкым превращением (сплавы на ие/дсалг^книевой основе; сплавы на медн сцинков oí; сплавы на основе цскскнхвлида титана; сплавы на основе железа);

3) сплавы с ыагнлтоыеханичбскиы деып¿-ированием Ссплавы на основе железа и сплавы на основа никеля и кобальта;;

О сплава с резко зыра:ганной гетерогенной струткурсй (чугу-ны; свиицовисые бронзы; сплавы алшяния с оловом и цинком;. 3 литературе встречаются и другие системы классификации, ддя сплавов ка основе вике л и да титана приводится подробная кристаллографическая схема обратимого мартенситного превращения 32 -Д - 6/9 . Ото превращение дифференцируется на две операции: I - операция двойникового сдвига с плоокостье габитуса (112)^ II (ГЮ)^ и направлением сдвигаflllj^jj [do]^ , приводящая к образования ромбической pe as тки' Ц -фаза; 2 - операция перетасовки, заклвчаЕдаяса в сдвиге чётных плоскостей типа (OQ2) в направлении [oio] на расстояние в/8,приводяаая к образовании структуры BI9.

Высокий уровень демпфирования в сплавах на ссноЕе мононпке-лида титана обусловлен как перемещением границ мезду .¡азами в двухфазной структуре,тая и между различными модуляциями мартенсита. делаьтся предположение, что в сплавах титана,амеюих решётки, из оа орерные соответствуют!! решёткам сплавов на основе ионо-никелида титана,также зозуозно получить высокое демпфирование, йто лрздполахешш полностью подтвердилось при изучении деипфиру-rs3¿i способности з титановых сплавах, практически во всех титановых сплавах,применяемых э промшаленности, относящихся к мартея-ситноау классу,можно на порядок и более увеличить демпфируяцуа способность.

Зо второй шаве приводятся основные свойства титана а в^э

сплавов. Приводится классификация различных легирувких элементов по их БХКЯ1.ИС на повышение области стабильности roa иди кног фаза ь тгтаиогых спларах. Опйсывагтся ¡йзоьые превращения с осразо серией о!' , Сл и си -ьеравковеслах »¿аз.

ioitaca практически! интерес представляет образование наведи.:-, ого ца>текста Ы" из фазыДу при механическом шгрухении. ¡ip«i гяи-ллье r;:vahOiuix сплавов с теиператур.соотвегствуоцих конце:'!] ации дегкруьакх зяеввнховЯд« I.ogpasyexcs Д* -фаза, обяа-¿.о^д ьакменьоей усгс&ч/.ьосгы> »: иа^с^алько:; иетастбидьпОСтьЕ :: каьото^ов ксд«чвс1а'о OÍ"-^asu с иекеккддьпо!: степень» лап.роьа иссги. способна при циклической изые-

ьснп;: температуры ь ocpai.tuouy мартенситксиу прввра^вниЕ^а при внеьье!: Huvynai е осразоаашш так каз^ьаеиого каве-¿«WíCTO «аргексита. Яря снятая жгругал часхачна кгк явекосгь»

краткое ларгвкситное преврадакие Ы" -*.&н . Прякое и обра нос иертекскхн!» преврадание и обуславливают высокую деипфкрусцу способность. х>_ urca хе главе описывается предполагаемая схема кл/.сталлогрд^аи Ы" .

Ь трегьеа главе рассматривается кетодвчесхие вопроса выполнения диссчртациоана'. работа, связанног с коыпЕексним исследован« ей ьлиямкя состава я терыкческог. обработки на структуру»деыпфирз гщус способность к кехаьичеекке свойства тнхановаг сплавов.

Структурные исследования вшшк в себя механографически« ксследОБЫшя х ректгевосхруктурныа аяышз. ь'етадх&грвфическае ис следования ведясь на оптической микроскопе \t'&L~b и электронной микроскопа УС-ьВ-ХООБ. геятгекосхруктуркыа анализ проводился на аппарате УК 5СШ. Бее структурные исследования ведись по стаяд* puna метед:;каи. ¿емп^ирукая способность эаыеряшсь с помоаьг орягаыш-кой аппаратуры,шготовленное в KyAil. ¿ss количествекноз оценки характеристик рассеяния энергии определялесь относительное рассеяние анергии Т »вычисляемое во ¿¡оркулам:

-уЩ {npury¡¡;

Оценивалась псгр&сносхь при измерении демпфируема способ»! пс нэвесишн фориулам иатеиатическоа статистики. Определялась п; дельная свябка при определена относительного сдвига. она равна

»или¿f%;

Отнсзительная предельная■ошибка при определения демгфирувдез способности равна: fij- = 3% ; ^¿г -

. Четзёртая глава посвящена изучению демп^ирувдей способности проиаален>шх титановых сплавов и возможностей её повышения чу Tin создания оптимальной структуры.

Исследовались прсыаалеаные дзух-Хазные сплавы 313-1,ЫЭ,ВП4, БП6,В25У и Б2зa,a тахга псевдо-^,/ -сплав ТС5. Основным видом анализа, отвечашим задаче поставленной рабохыДио исследование влияния закалки сплавов аа дзм прирулю способность. Мраяцы ис-.¡лздуеаах сплавов закаливались из с/ »/3 -обласгеа з интер-

вале нанэратур 740 - iCOCC через каждые ¿6°. Исследования показали, что температура зйкалки чрезвычайно сильно глияет на двмпфи-руюцув способность.

Акадиз полученных резульгахоз поязсляэт сделать вывод,что для каждого сплава имеется сзсй определённый интервал закалки,обеспе-чиааащиГ. высокий уровень деыпхирувдеа способности,при этом аирина интервала теыператур для различных сплавов-также нзодинакова.

На рис.1 показана типичная амплитудная зависимость демплиру-меа способности для сплава 319 посла раздачных теапэратур закалки.

Амплитудная зависимость демпфируемая .способности сплава ВГЭ после закалки с различных температур.

Отнссите/гы+ыО Зокручоса^од

' Рис.1

-е-.

Ьвднс,чго иовывекие температуры эак&лки ¿с некоторого крип чеокого кнлчвЕИА увеличивает деипщроьакие. Температура наделки, сСеспечивававв высокий уровень демпфирования указанного сп.-ав.! с.'СО - ¿длькеаьве повывение текпертуры западки понижает

де^н'.-нроваиве. Аналогичной характер изменения де^г4ирусце/. спо-соокосги ¡шеет место для всех ксследованных сплавов.

ш рис.г покатая сводный гра^ис амплитудной йавасимостп дг1 прирусдеГ. спосооиостн дол всех исследованных сплавов после зака^ г .к на и&кскигльиое демв^нровакне.

Амшктудьая зависимость деапфирущей способности ксследоьаккых сплавов титана после закалка с температур, ооеспечпваадис максимальное демпфсроьакие.

ОггиССитвльн ¿/й ыгсл

1-ВВЗ-(оС0°С); 2-М9ЧУ100); 3-Ь2иЬУ-(41С0С>; 4-ВИс- .

С£ООсС;; Ь-БП4-(6сО°С); 6-Е2В-1-(9100С); Т-ТСЗ-СеЮ^);

Б- демп-рярукая способность о тих сплавов после стандартной термической обработки.

& графиков следует, что деиафарузкая способность титановых сплавов поме определенных температур вакадкв мохет достигать 2-4£,что соответствует уровне демо^ованяа тех ого известного конструкционного материала с васоьсй дбмлфирукеь способность*;, как серьй чугун. Еьибоаее я:сс:-:пк уровень децгсгцрсьаы'.г. н&Сдг^а-

я для сплавов В'Г9,ЬИ6,Ы25У и 2232. Демпфирующая способность ex исследуемых сплавов после стандартной упрочняющей термлчес-¿1 обработки не превышает 0,1-0,2;;.

для эксплуатации сплавов твтана с высоким уровнен демпфиро-ния чрезвычайно важным остаётся вопрос сохранения полученного сокого уровня во всё время эксплуатации,т.е.его стабильность различных температурных диапазонах работы. Было показано,что еле естественного старения при комнатной -вмпературе в течение него года для асех вышеуказанных сплавов не наблюдалось замет-го изменения демпфирования в области амплитуд крутильных коленка íf - 0,1 + 1,0'10-3.

Искусственное старение проводилось при температурах 50,70, 0,150,200°С с различной продолжительностью. Наименьшей стаби-кестью характеризуется cmas.TCS. Ьыдергка сплава при 50°С в. иеннз 2 часов резко сникает демпфирующую'способностью ввдерх-в течение '¿ часов при 100°С полностью снимает эффект повнше-я демпфирующей способности.

¡¿акекмальной стабильностью демпфирующей- способности облада-сплава ЬГ9 и ЪИЪУ. Ба рис.З показано изменение демпфирующей особности сплава Б125У в процессе старения при 150°С.

Демпфирующая способность сплава ВЗЕ5У в процэссе старения прг 150°С после гахалхя на максимальное демпфирование (цгф и у кривых - выдержка в час.)

Сти, сс/тельмь/й i/га/? ¿скруцивдния

Ргс.3.

• -Ю- ■ ' -

Заметное снижение демпфирующей способности наблюдается тол: ко после длительной выдержки.

Понижение демпфирования в титановых сплавах при старении oi ясняется стабилизацией межфазных двойниковых границ вследствие образования облаков примесных атомов в области плоскостей двой-никования типа,облаков Судзуки.

В пятой главе описывается комплексное из у«, .лив структуры и физико-механических свойств титановых сплавов. ..сследования про водились на образцах,закалённых с .температур,обеспечивающих максимальный уровень демпфирующей способности,а такзе с температур на 40+50° Выше и шиле указанной.. Конкретно для различных сплаво брались следующие температуры закалки (°c}:Ij'105 -.760,600,550; 2)BS-i - 650,91 û,960; 3}BÏ9 - 650,^00,950; iioTLi - 820,560,SI1 5)В'П6 - 750,600,840; 6)В'&5У - 6c0,à00,960;7)БВЗ - 740,300.65' ¿ля сплава ВТ9 проводились также исследования свойств поел старения при чОО, '¿50,500,550,560,600°С. Время старения во всех; случаях - 2 часа.

С целью определения параметров и количественного соотношен. Фаз в титановых сплавах и периодов их решёток был проведён качественный и количественны?, рентген ос труктурный анализ, -газовое содерлгише определялось по общепринятой методике.

Основными фазами (с/v3 )-сплавов после выбранных нами режимов закалки являются метастабильная фазауЗ// ,а также с/ и с -фазы. При закалке с'температур,обеспечивающих максимальное дем фиробание,обязательно присутствуюти ci", Методами, металлографического анализа определить эти фазы практически невозможно ввиду идентичности рельефов и ОС' ( о(' )-фаз.

Низкотемпературная $ -модификация0титана имеет решётку Г с параметрами a* 2,у5Ш А и с»-4,о6433 А. В связи с тем,что ос новные элементы, используемые для легирования титановых сплавов, иалорастворииы в <Ы -.розе, параметры её кристаллической репётки как правило,близки к параметрам Ы -титана.

- -фаза гитана, способна к растворению легирующих злементо к иа-Вняз:сг. в относитечьно широких пределах. Параметр решётки фаза ОщК с::дьно завзеиз от содержания в не£ растворённых дегиру ваих элементов $ изменяется в относительно широких пределах (от

3>215 до 3,265 А)...... ,/

- U а г текситная .¿аза с( имеет орторомбическую кристаллическую

ётку с параметрами,-лежащими в пр§деяах: а« 2,956 + 3,СЕ6 А, 4,970 * 5,110 А, с- 4,65 * -,,¿7 А.' -

Результаты качественного рентгеноструктурного анализа для .ава Б'15 приведены на £ис.4

Дифрактограммы образцов сплава Б39 после закалки с температур: 860,900,960°С

"Рис.4

Количественный анализ проводился по сзддьрткоа методике с ределегиеи объемного содарганиз и параметров ячейки фаз в :;оно-твнх образцах. Подучены различные соотношения фаз в зависимости температуры закалки в сллазе ЫУ.

Б этой главе идя сплавов ЕТ9 и ЗВЗ подробно рассмотрены метрические со -ноаения решёток£ и ¿/"при их обратимом'пре-шценаи по пргдл1 пенней кристаллографической схеме. Приводим :зудьтай$ расчета для сплава 32? о параметрами:' а) _/2 0-фа5& ->3,2о8 д; б) Ы"-фаза - а« 3,018, в» 4,944, с« 4,669 А. ¡-'ар-1ноитнов превращение осуществляется, как было показано вшЕе,не-шда дЕСликованием,характеризуемым плоскость® двойник ования ,переходящей в пдоскость (П0)о(/' и направлением двой-аования [ш]^ или [но]^. Бедячина угла сдвига,обеспвчи- .

ваюцая полное дБс11нй.\сзйНив,для нагего случая равна 16°. Не пол газ сдвиг,приводят^ к образованию мартенсита с параметрами а" 3,18 и в» 4,544 А при сохранении когерентности с матричной фазой по диагонали в направлении сдвига характеризуется углом сдвига X * 10°. Моноклинное искажение образ овавиегся процежут чноа фазы ' составляет всего 1°. ¿тот угод и является xapaKie стикоЯ сдвига в решётке¿/^приводящего к образованию -;>а зы в et" -фазу.

Б работе представлен хакасе металлографический анализ кссл ваннах сплавов. Представлены также механические свойства титак вкх сплавов после термической обработки.

Согласно многочисленным статистическим данным,после закал ка еысокип уровень демпфирования у исследованных нами сплавов предел прочности ыие ка IC-ib;:-,a предел текучести - на 35-4Qi по сравнении со стандартной упрочняюзей термической обработкой

При проведении работы ьесьма интересным оказался тот т-акз что температура закалки,обеспечиваюлая высокие демпфирующие се йства, оказалась и оптимальной температурой, обеспечивагдей виес кш: комплекс механических свойств после старения.

Это позволило наи разработать методику определения опткмг ной температуры закалки сплавов,которая была утверждена bliALi i рекомендована для промышленных предприятий.

¿ля определения оптимальных режимов термической обрабош целью получения наиболее благоприятных механических свойств 6t подробно исследован сплав БТЭ. Он изучался как после закалка < различных температур, так и пос^е старения при 400,-¿50,500,550, 5Ь0 и оОО°С. Время старения во всех случаях - 2 часа.

Анализ полученных данных показал,что оптимальным режимом, термообработки сплава BIS является закалка с 900°С и последую: старо:.i i при в течение Z часов. Обычно используемый в п;

мыщлзп;.ости ремы состоит из закалки с 940°С и старения при 5! 5£0°С в течение I-б часов. Он хоть и обеспечивает высокую про' ноль,но вместе с там показывает значительно меньшую пластич-есст_/ и,следовательно,меньшую кадетаоегь.

В aoj."7i главе анализируются данные,полученные в процес и с следования сзслств титановых сплавов.

Седьмая глага лосвяяеяа эффективности применения титанов с плевое с В1:сгс:сй'демпфирующей способности для промышленных и делий.

Сген^овыз испытания стальной, плиты с использованием опор

¡рушккюс подставок из спдава ВТ9 с высоким уровней демпфирования, i также посде термообработки по серииноа технологии на вибростек-ie СТ-3000 показали,что плита с пружинами,обработаннши на ьы-:окил уровень демпфирования, обладает значительно более высоким !атуханиен,чем при случае с пружинами,термообработанными по серип-¡ол технологии.

Приводятся характеристики деш^ирукдей способности плиты с ipystHCitH,тер::ообработакнши по двум pesituau.

ОСНСЫЫЕ BLibOj^a

I. Впервые дано корректное представление о механизме высоко-"3 рассеяния энергии в титановых сплавах,закличавдегося в обрати-¡011 смещении дворниковоа гран ды ме;:ду метастабильной -фазой ; d" -мартенситом.

с. 1'л основании знания механизма высокого демпфирования про-■нсзирогана возможность обеспечения высокого рассеяния энергии во icex двух-.аэных d +ß -титановых сплавах цартенситного класса. с. ¿первые проведено систематическое исследование на боль-группе промышленных титановых сплавах с делыэ возможности по-шпектя их демпфирующей способности методами термической обработ-и. Из ксследованных сплавов (.БЕ-1,Ю5,В19,ЗИ4,ВПб,БЕ5У,ВВЗ) ¡аиболее высокий уровень демпфирующей способновти показали сплаЕы

i. Проведённое систематическое исследование позволило раск->ы1ь закономерность влияния технологических факторов {.теиперату-;ы закалки; на демпфирующую способностьd +ß -титановых спла-.ов. Показано,что демпфирующая способность зависит от тенперату-1Ы закалки,причем эта зависни ость имеетвид кривой с максимумом. Sunepaiyua закалки, соответствующая максимуму демпфирующее способности для каддого сплава индивидуальна. Структурные исследо-ания сплавов,закалённых с этих температур,показали обязательно«; •отсутствие двух фаз: А^ и Ы

5. проведённое систематическое исследование стабильности ¡;зокого уровня демп;иру_щей способности для всех рассмагривае-u.t в работе сплавов похазали,что максимальной стабильностью £ ¡актеризуются 'гаропрочные сплавы ВТ9,В225У. Заметное снижение ¡елпфирупщей способности в этих сплавах ваблэдалось только по-:л1- нагрева и длительной выдергки при температурах выше 100 и ;50"С соотпетственяо.

6. Натурные испытания на виброактивность деталей из титаш вых сплавов (лопатки турбин,пружины) показали снижение уровня амплитуд резонансных колебаний в 2,5-3 раза и идентичное уведи-чзние интенсивности затухания свободных колебаний.

7. Наряду с результатами,связанными непосредственно с демг фирувдеИ способностью,бчло обнаружено,что згкадка с температур, обеспечивающих высокий урозень демпфирование,обеспечивает после старения по агатной технологии оптимальны.; комплекс механически характеристик прочности и пластичности (с5 )• ¿то позволило разработать инструкции по определенна оптимальной теп пературы закалки а промышленных титановых сплазах мартенситногс класса,которая была утверждена ВИАЫ для использовакия на всех предприятиях отрасли.

8. Экономический эффект от внедрения результатов разрабогг ных технологий у заказчика составляет 250 тысяч рублей.

ОСНОВНЫЕ ПОПОЛНИ ДИСС£РШЩИ ЮЛО^Ш

1. Заветов Ю.К.,Саыойлов Ю.А.,Явкуакин В.А. Явления неупру гости и структурные превращения в нитииоле // $изкуа прочности и пластичности: 'Гез.докл.IX всесоюзной научн.конф,- Куйбышев.-Полйтэхн.ин-т.-1979.-С.23 4-235.

2. Самойлов U.A. Демпфирующая способность некоторых kohctj кциеншх авиационных сплавов после стандартной термической обрг бога:; и наклёпа // Вопросы прикладной механики в авиационной те хнологии. Деп.в ВИНИТИ от Iö.CB.bl.-S 1209-61.

3. Фавстс-ü jj,к.,Самойлов Ю.А. Демпфирующая способность тит новых сплавов и способы её повышения // Демпфирующие металличес магерис.".-.: иатерпалы III научно-те хнической конференции. Деп.в ВШШ от 05.07.82.-S 936-ö2. .

4. Фа£с;о? D.K.,Самойлов Ю.А. Демпфирующая способность тит ло-шх сплавOä и способы её повыиения // 5JhT0U.-I963.-.'.';9.-C.29-3

с. iasoroB Ю.К., Самойлов D.I. • .Повышение демпфирующей спс носи: в :и.с^ызленнах гтанозых сплавах// Демпфирующие металлич окна иатсриала: тез.докл.1Унаучно-техн.конф.-Киров.-Политехи, ин-т.- С.29-30.

б. ¿азотов ii.ft..'Само;: лов Ю.А. Титановые сплавы с высоким уровнен демпфирования // рассеяние энергии при колебаниях механ чес>;их систем: ¡.¡атериалы.ХШ рэспубликанокой гаучной хокференц Киев.-Наукова думке.- I985;-C.184-188.

7. Фавстов ю.К.,Самойлов и, А. Структурный механизм демпфирующей способности титановых сплавов // Рассеяние энергии при колебаниях мехалических систем: Материалы XIУ республиканской научной :;он^срензи.-кивэ.-Наукова дуика.-1967.-С.1ЯЗ-127.

6. Зйран Г.*.,Самойлов ¿).А.,Стребкова Е.А. Определение режн-ыа термически:-. обработки двухфазных титановых сплавов // Обработка к применение ноиых конструкционных материалов: Сб.научных труд оз. -лу-5 ашг в. -П од и гзхн и ч. пн- г. -I» 57. -С .'¿7-31.

£. заветов ¿.К.,Сан олдоз и.А. 'механизмы рассеяния энергии в сплавах титана и кнкелида гитана // Демпфирующие иеталдические. материалы: Тез.дохл.к У научно-гзхи.конф. Киров.-Политехи, нн-т,-19 88.-С .32.

Ю. £азстов В.К.,иоисеев В.Н.,Самойлов О.А.,3)аран ИалиеЗа Н.В. Цериическая обработка титановых сплавов,обеспечиваемая высокую демпфирующую способность // Материалы совещания. Прогрессивные технологические процессы и оборудование для термо-о5рабо ткк. к.'. -К1УЛ'. -IУ 5 у. -С Л 0.

11, Заветов 1).К.,Сам0-2лов и.А. £ермическая стабильность демпфирующей способнхти титановых сплавов // Рассеяние энергии прк коде&анлах механических систем: Тез.докл.ХУ республиканской научной конференции. Киев.-Наукова ду.чка.-1969.-С.П 9-120.

12. Фавстои I}. К., Сам а'', лов иА., Таран Г.*. Определение Ткр для титансьых (/У ^-сплавов иартенситного класса методом внутреннего трения // Физика прочности и пластичности: Тез.докл. XI воесошно.! каучво! конференции. Куу.быпев.-Полмтехн.ин-т,-1969.- С.32.