автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Разработка режимов термической и термоводородной обработки прутков из титанового сплава ВТ16 для оптимизации структуры и технологических свойств заготовок деталей крепления

На правах рукописи

АСПИРАНТ Ручина Наталья Валерьевна

РАЗРАБОТКА РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ И ТЕРМОВОДОРОДНОЙ

ОБРАБОТКИ ПРУТКОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ16 ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ КРЕПЛЕНИЯ

Специальность 05.16.01. - Металловедение и термическая обработка металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение и технология обработки материалов» «МАТИ» - Российского государственного технологического университета им. К.Э. Циолковского.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Скворцова Светлана Владимировна

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Егорова Юлия Борисовна - кандидат технических наук Кошкин Владимир Васильевич

Ведущее предприятие - НИИСУ, г. Москва

Защита диссертации состоится 28 декабря 2006 года в 12™ часов на заседании диссертационного Совета Д 212.110.04 в «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете им. К.Э. Циолковского по адресу: г. Москва, ул. Оршанская, 3, «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского, ауд. 220А. Отзыв на автореферат в одном экземпляре (заверенный печатью) просим направлять по адресу: 121552, г. Москва, ул. Оршанская, 3, «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского.

Тел.: (495) 417-8878, факс: (495) 417-8978.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Университета.

Автореферат разослан 27 ноября 2006 года.

Ученый секретарь

диссертационного Совета

Скворцова С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Детали крепления относятся к наиболее ответственным элементам конструкции самолетов, авиационных двигателей и ракетной техники. Они во многом определяют надежность неразъемных соединений конструкций летательных аппаратов. Уже в первые годы промышленного освоения титана начался процесс производства и применения титановых крепежных деталей. Это обусловлено тем, что удельная прочность титановых сплавов, реализуемая в конструкциях, на 50-60% выше, чем для конструкционных сталей, и замена деталей крепления из сталей на детали из титановых сплавов позволяет снизить массу элементов крепления на 35-40%, а массу всего самолета на сотни килограммов.

Сплав ВТб (И-бА1-4У)* в настоящее время остается одним из основных сплавов для получения крупногабаритных деталей крепления. Однако для этого требуется применение горячей деформации. В то же время детали крепления относятся к изделиям массового производства. Поэтому наиболее рациональная и высокопроизводительная технология их изготовления должна быть основана на холодной деформации. Следовательно, сплав для деталей крепления должен иметь высокую технологичность при обработке давлением, особенно холодной высадке, и высокие прочностные характеристики, в частности, сопротивление срезу и циклическую выносливость, в том числе и при наличии надреза.

Наиболее удачным сочетанием механических и технологических свойств применительно к деталям крепления обладает сплав ВТ16 (П-ЗА1-4,5У-5,0Мо). Он содержит относительно небольшое количество алюминия, что позволяет сохранить высокую технологическую пластичность. В то же время значительное легирование р-изоморфными стабилизаторами позволяет проводить упрочняющую термическую обработку. Поэтому из всех титановых сплавов, предложенных к настоящему времени, сплав ВТ16 относится к числу наиболее пригодных для производства титанового крепежа холодным пластическим деформированием.

* Здесь и далее по тексту концентрация легирующих элементов и водорода приведена в процентах по массе.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

БИБЛИОТЕКА :

С.-Петербург

03 2Щжг{р 29

Однако в настоящее время холодной высадкой получают болты диаметром до 8,0 мм, а для изготовления болтов большего диаметра используется технология горячей высадки.

Поэтому проблема разработки технологии обработки полуфабрикатов из сплава ВТ16 диаметром больше 10 мм, обеспечивающей создание строго регламентированной структуры, позволяющей уменьшить удельное усилие сжатия при осадке и обеспечить высокую технологическую пластичность при нормальной температуре, является актуальной. Работа выполнена в рамках научной школы, руководимой членом-корреспондентом РАН, профессором, д.т.н. Ильиным A.A.

Цель настоящей работы состояла в изучении влияния структуры, формирующейся при различных режимах термической и термоводородной обработки, на технологическую пластичность сплава ВТ 16 и разработке на этой основе технологии получения деталей крепления диаметром до 14 мм методом высадки при нормальной температуре.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить влияние фазового состава и структуры на технологическую пластичность при холодной пластической деформации прутков из сплава ВТ16.

2. Изучить влияние структуры и скорости деформации на деформационное поведение сплава ВТ16.

3. Исследовать влияние дополнительного легирования водородом на деформируемость титанового сплава ВТ16 при нормальной температуре.

4. Оптимизировать этапы технологии получения болтов М14 из прутков титанового сплава ВТ16 диаметром 13 мм.

Научная новизна работы.

1. Показано, что создание в прутке из сплава ВТ 16 (а+Р)-структуры, состоящей из 70% а-фазы с пониженной плотностью дислокаций и 30% механически стабильной ß-фазы регламентированного химического состава с суммарным содержанием ß-стабилизаторов, соответствующим значениям условного коэффициента стабилизации ß-фазы К$ = 1,4-1,5, обеспечивает высокую

технологическую пластичность, позволяющую осуществлять операцию осадки при нормальной температуре со степенью сжатия не менее 75%.

2. Установлено, что деформационное поведение сплава ВТ16 в процессе осадки при нормальной температуре зависит не только от структуры, но и от скорости деформации. Увеличение скорости деформации с 2-10"3 до 8-10"1 с"1 приводит к снижению уровня деформационного упрочнения и ббльшим значениям предельной степени осадки при сжатии.

3. Установлено, что для достижения высокой технологической пластичности при сжатии прутков из сплава ВТ16 при нормальной температуре необходимо, чтобы в процессе термической обработки в результате реализации р-ж -превращения происходило не зарождение новых, а рост уже существующих первичных частиц а-фазы. Показано, что максимальной технологической пластичностью при сжатии обладает структура, имеющая форму частиц а-фазы, близкую к глобулярной, с размером 5-7 мкм.

4. Установлено, что дополнительное легирование сплава ВТ16 водородом приводит к образованию в структуре механически нестабильной Р-фазы, претерпевающей под действием напряжения мартенситное Р-»а" - превращение, вызывающее резкое снижение предельной степени сжатия при осадке при нормальной температуре.

Практическая значимость

1. Разработан режим двухступенчатого отжига прутков из титанового сплава ВТ16, обеспечивающий формирование однородной глобулярной (сс+Р)-структуры с низкой концентрацией дефектов кристаллического строения в а- и Р-фазах и строго регламентированным химическим составом Р-фазы. Такая структура обеспечивает повышение технологической пластичности сплава, что позволяет проводить деформацию сжатием при нормальной температуре со степенью не менее 75%.

2. Разработан режим двухступенчатой вакуумной упрочняющей термической обработки, позволяющий за счет охлаждения с регламентированной скоростью 0,9К/с в интервале температур от 800°С до 500°С получить ненасыщенную легирующими элементами р-фазу, распад которой на нижней ступени отжига обеспечивает значение предела прочности заготовок выше 1000 МПа.

3. Разработан состав и технология смазки прутков, позволяющие значительно уменьшить коэффициент трения между металлом и инструментом.

4. По разработанной технологии Фондом «МиТОМ» была получена опытная партия болтов М14 из прутков сплава ВТ 16 диаметром 13 мм методом высадки головки при нормальной температуре, что подтверждено соответствующим актом.

Апробация работы. Материалы работы доложены на 6 научно-технических конференциях и семинарах, в том числе: на Молодежных научно-технических конференциях «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского «Гагаринские чтения» (2004г., 2005, 2006г., Россия), на Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» (2004г., 2006г. Россия), на IV Международной конференции «Ть2006 в СНГ» (Россия, г. Суздаль, 21-24 мая 2006)

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 9 работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка использованной литературы из 101 наименования и приложения. Изложена на 103 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков и 18 таблиц.

Глава I. Состояние вопроса

В первой главе на основе анализа литературных данных дана характеристика (а+Р) - титановых сплавов, показаны основные принципы их легирования, термической и термомеханической обработок. Отмечено, что предпочтительным является комплексное многокомпонентное легирование, при котором каждая группа элементов, выполняя свою функцию, усиливает положительное действие другой функциональной группы элементов для достижения требуемых свойств.

Проанализировано влияние фазового состава и структуры на механические свойства (а+Р) - титановых сплавов. Указано, что для этих сплавов повышение уровня прочности может быть реализовано твердорастворным и структурным (дисперсионным) упрочнением, а изменение технологии деформации и режимов термической обработки дает возможность в широких пределах варьировать механические свойства. Рассмотрены структура и свойства титанового сплава ВТ16. Показано, что из всех титановых сплавов, предложенных к настоящему времени,

сплав ВТ16 относится к числу наиболее пригодных для производства титанового крепежа методом холодной пластической деформации.

Показано, что наиболее перспективным и экономичным методом изготовления крепежных деталей является холодная высадка. Однако, из-за недостатков этого метода (высокие удельные давления высадки, необходимость обеспечения достаточно высокого уровня пластических и технологических свойств исходного материала, неизбежность применения смазки), в настоящее время из титанового сплава ВТ16 холодной высадкой получают болты диаметром до 8,0 мм, а для изготовления болтов большего диаметра используется технология горячей высадки. В главе показана важность выбора состава и технологии нанесения смазок или защитных технологических покрытий для изолирования полуфабрикатов от рабочих поверхностей инструмента в процессе холодной высадки. Рассмотрены различные виды применяемых в настоящее время смазок, дана их сравнительная характеристика.

Показана возможность применения водородной технологии с целью повышения технологической пластичности двухфазных титановых сплавов. Анализ литературных данных показывает противоречивость полученных результатов и объясняющих их гипотез. В частности, отмечается неоднозначность влияния растворенного в кристаллической решетке металла водорода на пластичность, обусловленная, по-видимому, как его различной концентрацией и диффузионной активностью, так и степенью деформации и схемой нагружения при испытаниях.

На основе обзора литературных источников поставлена цель работы и сформулированы конкретные задачи исследований.

Глава II. Объекты и методы исследования

Исследования проводили на горячекатаном прутке диаметром 13,5 мм из сплава ВТ16, полученном по промышленной технологии. Химический состав полуфабриката приведен в таблице 1.

Из прутков исследуемого сплава были вырезаны цилиндрические образцы: для рентгенострукгурных и металлографических исследований - диаметром 13,5мм и высотой 10 мм; для определения технологической пластичности - диаметром 11 мм и высотой 16 мм. Исследование влияния скорости деформации на

деформационное упрочнение сплава ВТ16 проводили на образцах диаметром 4,3 мм и высотой б мм.

Таблица 1

Химический состав исследованного полуфабриката из титанового сплава ВТ16

Сплав Полуфабрикат Легирующие элементы, масс.% Примеси (не более), масс.%

а1 v mo Si н2 С n2 02

вт16 пруток 3 4,3 5,3 0,06 0,003 0,05 0,03 0,15

Примечание: остальное - титан

Термическую обработку проводили в лабораторных печах электросопротивления с воздушной атмосферой типа СНОЛ-1,6.2,5.1/9-И4 и в вакуумной печи марки СВНЭ-1.3.1/16-ИЗ. Скорость охлаждения варьировали от 30 до 0,04 К/с.

Металлографические исследования проводили на оптическом микроскопе «NEOPHOT-30» при увеличении до 1000 крат и на просвечивающем электронном микроскопе JEM-200C.

Рентгеноструктурный анализ проводили на дифрактометре ДРОН-4.07 в фильтрованном Ка медном излучении, а микрорентгеноспектральный анализ - на растровом электронном микроскопе «LEO 430» с микроанализатором «OXFORD mode 7059».

Насыщение образцов водородом проводили в установке Сивертса в среде высокочистого газообразного водорода до концентраций от 0,1 до 0,6 при температурах 650 - 800°С с последующим охлаждением со скоростью 1 К/с до нормальной температуры.

Количество введенного водорода определяли по изменению давления в системе с известным объемом и контролировали по привесу образцов. Абсолютная погрешность при взвешивании на аналитических весах марки BJIA-200M не превышала 0,0001г. Максимальное отклонение количества водорода от заданного составляло 10% при данной точности метода контроля.

Твердость определяли методами Роквелла и Виккерса.

Испытания на осадку проводили на гидравлическом прессе ПМ125 с усилием 125000 кг. Исследование влияния скорости деформации на деформационное s

упрочнение сплава ВТ16 проводили на испытательной машине UTS 100 с начальными скоростями деформации (¿У. 2-10"3с"1; 2-10V; 2-10''с!; ФЮ-'с1 и 8-Ю-1 с

Кратковременные механические испытания на растяжение проводили согласно ГОСТ 1497-S4 на испытательной машине «TIRATEST». Сопротивление многоцикловой усталости определяли по ГОСТ 25.502-79 (вид испытаний - изгиб с вращением, коэффициент асимметрии R= -1, частота нагружения f=100 Гц, базовое число циклов 107). Испытания проводили на испытательной машине и МВП-1000.

Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики.

Глава III. Исследование влияния фазового состава и структуры на деформируемость титанового сплава ВТ16 при нормальной температуре

_ Глава посвящена изучению влияния различных типов структур, создаваемых в сплаве ВТ16 при термической обработке, на деформируемость при нормальной температуре.

Исследования проводили на прутке из сплава ВТ16, последние этапы прокатки которого осуществлялись в верхнем температурном интервале (a+ß)-области. После прокатки материал находился в нагартованном состоянии, но структура была хорошо проработанной по сечению, а субструктура характеризовалась высокой плотностью дислокаций (рис. 1а), что обусловило низкую деформируемость сплава при нормальной температуре: предельная степень осадки (епр) до появления первой трещины не превышала 30%.

Рис. 1. Структура горячекатаного прутка из сплава ВТ16 в состоянии поставки (а), после отжига при 700°С (б) и разработанного режима двухступенчатого отжига (в).

Для исследования влияния структуры на деформируемость сплава ВТ16 при нормальной температуре было выбрано несколько температур нагрева, (670°, 700°, 715°, 730°, 770°, 800°, 830 и 890°С) и три скорости охлаждения 30, 3 и 0,04 К/с. Первая скорость соответствует охлаждению в воде, вторая - на воздухе, а третья -с печью.

Нагрев до температур 670 и 700°С не приводит к существенным изменениям в микроструктуре: размер первичных частиц а-фазы практически не изменяется. Однако он способствует протеканию процессов полигонизации, которые в первую очередь происходят в а-фазе. В частицах а-фазы наблюдается уменьшение дифракционного контраста, в то время как в ß-фазе он практически не изменяется (рис. 1 б). Установлено, что скорость охлаждения от температур 670 и 700°С не оказывает существенного влияния на формирование структуры, а уменьшение концентрации дефектов кристаллического строения способствует повышению технологической пластичности (рис. 2). Дальнейшее повышение температуры с последующим охлаждением на воздухе приводит к резкому падению епр. Это обусловлено тем, что с повышением температуры скорость охлаждения 3 К/с приближается к третьей критической, при охлаждении с которой наблюдается максимальная химическая микронеоднородность и дисперсность образующихся фаз (рис. 2).

Охлаждение со скоростью 30 К/с приводит к образованию в структуре механически нестабильной ß-фазы, которая в процессе деформации под действием напряжения претерпевает мартенситное ß—>а" - превращение, что также является причиной ухудшения деформируемости образцов с повышением температуры нагрева (рис. 2).

Уменьшение скорости охлаждения до 0,04 К/с способствует более полному протеканию диффузионных процессов. В температурном интервале 700-800°С рост частиц первичной а-фазы преобладает над процессами их зарождения, что проводит к существенному увеличению епр до 65% (рис. 2). Дальнейшее повышение температуры отжига до 830°С, которая всего на 40°С ниже температуры полиморфного превращения, значительно уменьшает в структуре количество а-фазы. Поэтому даже медленная скорость охлаждения не обеспечивает только рост

частиц первичной а-фазы. Образование в процессе охлаждения дисперсных частиц вторичной а-фазы вызывает уменьшение значений предельной степени сжатия при осадке и увеличение удельного усилия сжатия (рис. 2).

Ткр Ас,

Рис. 2. Влияние температуры нагрева и скорости охлаждения на предельную степень осадки при сжатии (епр) образцов из сплава ВТ16.

Таким образом, проведенные исследования показали, что ни один из опробованных режимов термической обработки не позволяет получить структуру, обеспечивающую при испытаниях на осадку степень сжатия более 70%, что является важнейшим критерием возможности использования титанового сплава для производства деталей крепления методом холодного деформирования.

Деформируемость при нормальной температуре сплава ВТ16 определяется в первую очередь количеством а- и Р-фаз в микроструктуре, размером частиц а-фазы,

а также их тонким строением (степенью микронеоднородности химического состава и дислокационным строением).

Проведенные микрорентгеноспектральные исследования образцов из сплава ВТ 16 после закалки с различных температур показали, что химический состав а-фазы мало зависит от температуры, при которой она образовалась, а химический состав р-фазы определяется температурой нагрева. С понижением температуры изотермической выдержки степень легирования р-фазы сплава ВТ16 алюминием снижается с 3,3% до 1,4%. Одновременно происходит ее обогащение Р-стабилизирующими элементами: ванадием с 4,4% до 9,1%, а молибденом с 5,2% до 11,5%. Причем наиболее интенсивное изменение химического состава происходит в интервале температур 800-700°С. Суммарное содержание р-стабилизаторов, выраженное через коэффициент Р-стабилизации р-фазы (Крр), также увеличивается от значения 0,78 при закалке от температур выше Ас3 до 1,4+1,5 при 700°С, что близко к коэффициенту р-стабилизации псевдо-р-титановых сплавов. Это означает, что составляющая напряжения течения для р-фазы зависит от температуры термической обработки, а для а-фазы - нет.

Таким образом, для получения высоких характеристик пластичности при минимальном коэффициенте деформационного упрочнения предварительная термическая обработка должна обеспечить формирование а+р-структуры, в которой:

1) Р-фаза должна иметь минимально допустимую степень легирования алюминием и р- стабилизаторами, минимальную плотность дислокаций и максимальную степень химической микрооднородности;

2) ос-фаза должна быть достаточно крупной, т.е. иметь линейные размеры, обеспечивающие работу дислокационного источника при минимальных напряжениях, а также иметь минимальную плотность дислокаций.

На основе изложенных принципов создания структуры, обеспечивающей высокую технологическую пластичность, был разработан режим двухступенчатого отжига, позволяющий уменьшить плотность дислокаций в а- и Р-фазах, и обеспечивающий в процессе охлаждения рост первичных частиц а-фазы без выделения в р-фазе дисперсных вторичных а-частиц (рис. 1в). Реализация этого

режима позволила увеличить предельную степень деформации при сжатии до 76%.

Однако повышение в пластичности материала привело к его разупрочнению (табл. 2), поэтому для обеспечения требуемого уровня свойств для деталей крепления необходимо проведение упрочняющей термической обработки.

Таблица 2

Механические свойства горячекатаного прутка из сплава ВТ16 в отожженном

и упрочненном состояниях.

Состояние а0|2, МПа ав, МПа б,% М/,% с.|, МПа

Отожженное 885 890 20,4 70 580

Упрочненное 1000 1010 16,6 65 650

На основе полученных данных по влиянию температуры нагрева на изменение концентрации легирующих элементов в ß-фазе была разработана ступенчатая упрочняющая обработка в вакууме. Предварительный нагрев до верхнего температурного интервала (а+Р)-области позволяет сохранить в структуре около 30% первичной сс-фазы и ß-фазу минимальной степени легирования. В процессе последующего охлаждения до 500°С в ß-фазе протекают начальные этапы распада, которые завершаются при изотермической выдержке в течение 4-х часов. Разработанный двухступенчатый режим упрочняющей термической обработки в вакууме позволил увеличить предел прочности материала на 120МПа (табл. 2).

Результаты испытания на многоцикловую усталость на базе 107 циклов показали, что в отожженном состоянии предел выносливости сплава ВТ16 составил 580 МПа, а после упрочняющей термической обработки а., увеличивается до 650 МПа (табл. 2).

На следующем этапе работы было исследовано влияние скорости деформации на деформационное упрочнение сплава ВТ16 в отожженном состоянии. Как показали проведенные исследования, удельное усилие сжатия зависит не только от структуры, сформировавшейся в сплаве при термической обработке, но и от скорости деформации. На начальных этапах осадки (до 10%) идет сильное деформационное упрочнение. Дальнейшее деформационное поведение материала при осадке со скоростями 2-10"3 и 2-10'V подчиняется классическим

закономерностям. Деформация со скоростями 2-Ю'1 и ФКГ'с"1 приводит к появлению горизонтального участка на кривой, а увеличение скорости до Б-Ю"1 с"1 в интервале г от 10 до 40% приэодит к разупрочнению (рис. 3).

Скорость дес] Д-г-'О'с1 о -2 *0*сл о -2-'0'с" « -4-"0' с' 0 -8--0'с'' юрмации

7

Шс \> ...............

Рис. 3. Зависимость удельного усилия сжатия при осадке (я) от степени деформации (г) и скорости деформации (£) для образцов из сплава ВТ16 в отожженном состоянии.

На последних стадиях осадки, когда степень деформации превышает 50%, происходит интенсивный реет удельного усилия сжатия при всех скоростях деформации, однако чем выше скорость, тем ниже уровень деформационного упрочнения и больше степень деформации образца.

Глава IV. Исследование влияния дополнительного легирования водородом на деформируемость титанового сплава ВТ16 при нормальной температуре

Глава посвящена исследованию влияния дополнительного легирования сплава ВТ16 водородом на формирование фазового состава, структуры, и на технологическую пластичность при сжатии при нормальной температуре.

Все исследования проводили на образцах, отожженных по разработанному режиму.

Было определено минимальное содержание водорода, позволяющее перевести сплав при температуре наводороживания в однофазное р-состояние. Оценена объемная доля р-фазы, при температурах (а+Р)-области при различных температурах в зависимости от концентрации водорода в сплаве. Полученные результаты исследований позволили уточнить линию (а+РУР-перехода на температурно-концентрационной диаграмме сплав ВТ16 - водород. Построен участок диаграммы «фазовый состав - температура наводороживания -концентрация водорода» для сплава ВТ16.

Установлено, что введение в сплав ВТ16 водорода приводит к увеличению количества Р-фазы при температурах (а+Р)-области и, как следствие, уменьшению степени ее легированности р-стабилизаторамн, что вызывает снижение ее механической стабильности.

Оценено влияние содержания водорода, температуры наводороживания и скорости охлаждения на предельную степень деформации при осадке сплава ВТ 16 при нормальной температуре. Показано, что дополнительное легирование сплава ВТ 16 водородом приводит к снижению технологической пластичности сплава при нормальной температуре по сравнению с отожженным состоянием.

Установлено, что основной причиной резкого снижения технологической пластичности при сжатии образцов, легированных водородом, является увеличение количества механически нестабильной р-фазы н протекание под действием напряжений мартенситного Р—>а" превращения, вызывающее резкое снижение предельной степени сжатия при осадке при нормальной температуре.

Показано, что при схеме нагружения сжатием явления водородного пластифицирования в сплаве ВТ16 не наблюдается. Поэтому применение

водородной технологии для получения изделий крапления из сплава ВТ16 деформацией сжатием при нормальной температуре нецелесообразно.

Глава V. Оптимизация этапов технологии получения элементов крепления из прутков титанового сплава ВТ16

Глава посвящена разработке технологии получения элементов крепления из прутков титанового сплава ВТ16. Кроме того, рассмотрены вопросы, связанные с подбором смазки для проведения процесса высадки болтов и накатки резьбы.

Проведенные в работе исследования показали, что на деформируемость титановых сплавов большое влияние оказывает коэффициент трения на границе раздела металл-инструмент. В процессе обработки происходит его увеличение вследствие налипания металла из-за образования «чистых» поверхностей и высокой химической активности титана. Поэтому в работе было изучено влияние различных типов смазок на величину коэффициента трения. С этой целью были выбраны следующие растворы: масло марки «МоИЬс1еп Ьегшп таппо1 ТеИБупЛейс МоБг»; олеиновая кислота Б-115; коллоидно-углеродные растворы; масло марки Саэй'о! 10 с добавлением дисульфида молибдена; олеиновая кислота марки Б-115 с добавлением дисульфида молибдена; водный раствор дисульфида молибдена, мыльный раствор и раствор щавелевой кислоты.

Для оценки влияния смазки на деформируемость сплава ВТ16 была изготовлена специальная оснастка, в которую с одинаковым усилием запрессовывали образцы, с предварительно нанесенной смазкой, и определяли усилие их выдавливания. По полученным данным рассчитывали относительный коэффициент трения на границе раздела металл-оснастка.

Проведенные исследования показали нецелесообразность применения жидких смазок (масло, олеиновая кислота, коллоидно-углеродные, водные растворы) для деформации, т.к. они не предохраняют металл от налипания на инструмент, что приводит к возрастанию коэффициента трения в десятки раз.

Наилучшие смазочные свойства показало оксалатное покрытие, получаемое при обработке в растворе щавелевой кислоты, с омыливанием. Покрытие образует прочную пленку, имеет высокую адгезионную прочность и деформируется вместе с

основным металлом, не растрескивается и не сползает. Поэтому это покрытие обеспечивает минимальное усилие выдавливания.

На основании проведенных исследований был разработан состав и технология нанесения оксалатного покрытия, позволившего значительно уменьшить коэффициент трения между металлом и инструментом.

На последнем этапе работы на основании проведенных исследований по влиянию структуры на деформируемость сплава ВТ 16 при нормальной температуре, была оптимизирована технология получения болтов М14 из прутков сплава ВТ 16 диаметром 13мм.

Для обеспечения высокой технологической пластичности прутки из сплава ВТ16 диаметром более 10 мм перед холодной высадкой необходимо подвергать двухступенчатому отжигу по разработанному режиму, который обеспечивает создание строго регламентированной структуры с низкой плотностью дислокаций в а- и Р-фазах и частицами а-фазы размером 5-7 мхм. Это позволяет уменьшить удельное усилие сжатия при осадке и получить степень сжатия более 70%.

Для повышения качества изделий и деформируемости в процессе высадки в качестве смазки необходимо использовать оксалатное покрытие с последующим омыливанием.

По разработанной технологии была получена опытная партия болтов М14 из прутков сплава ВТ16 диаметром 13 мм методом высадки головки при нормальной температуре (рис 4 а). Проведенный контроль структуры и твердости по сечениям болта показал, что при холодной высадке происходит сильное деформационное упрочнение головки (рис 4 б). Из-за высоких внутренних напряжений она обладает повышенной хрупкостью, и велик риск ее разрушения при эксплуатации. С другой стороны, резьбовая часть болта, которая в процессе изготовления не испытывает деформационного упрочнения, имеет низкую твердость и прочность менее 900 МПа, что ниже допустимых значений для деталей крепления.

Контроль твердости по сечению болтов после упрочняющей термической обработки показал, что в резьбовой части твердость повышается, а в головке происходит резкое ее падение с 47 до 38 ед. Н11С, что свидетельствует о протекании процессов разупрочнения.

Рис. 4. Внешний вид болта (а), полученного по разработанной технологии, и его структура в сечении (б) с нанесенными значениями твердости.

Таким образом, разработанный режим двухступенчатой упрочняющей термической обработки, включающей изотермическую выдержку в течение 20 минут при 800°С, охлаждение со регламентированной скоростью до 500°С, обеспечивает с одной стороны протекание процессов полигонизации и снижения напряжений в головке болта, а с другой - увеличение прочности резьбовой части до 1010 МПа. Для избежания процессов окисления поверхности изделий, чтобы исключить операцию последующего травления, ступенчатое старение целесообразно проводить в вакуу ме.

Определение усталостной прочности болтов, полученных по разработанной технологии, проводили на испытательной установке с эксцентричным приложением нагрузки при базовой нагрузке (минимальном значении нагрузки в цикле) 30 кН, амплитуде нагрузки 4, 5, б, 8, 10 кН и частоте 127 Гц. Долговечность титановых болтов оценивали путем сравнения с серийными болтами, изготовленными из стали, и требуемыми средними значениями долговечности. Проведенные испытания показали (рис, 5), что у болтов, изготовленных из сплава ВТ16 методом высадки головки при нормальной температуре, значения долговечности при всех амплитудах нагрузки почти в десять раз превышают требуемые средние значения. В то же время титановые болты уступают по долговечности стальным в 2 раза, хотя достижение базового числа циклов (107) стальными болтами и болтами из сплава ВТ16 без разрушения происходит при практически одинаковых амплитудах нагрузки (около 5кН). 18

(Л

I

с; 1=

стальные болты

-о- титановые болты

-требуемые значения

долговечности

5 1*10' N циклов

Рис. 5. Результаты усталостных испытаний болтов, полученных по разработанной технологии, в сравнении с серийными болтами, изготовленными из стали, и требуемыми средними значениями долговечности.

Основные выводы по работе:

1. Исследовано влияние температуры нагрева и скорости охлаждения на формирование структуры и деформируемость прутков из сплава ВТ16 при нормальной температуре. Показано, что при нагреве выше 700°С и охлаждении со скоростями 30 и 3 К/с происходит резкое падение предельной степени сжатия при осадке (е„р) вследствие образования в структуре либо механически нестабильной

Рм-фазы, претерпевающей в процессе деформации Р->а"-мартенситное превращение (\'схл = 30 К/с), либо дисперсной смеси а - и р-фаз с максимальной химической микронеоднородностью = 3 К/с). Охлаждение со скоростью 0,04 К/с способствует более полному протеканию диффузионных процессов и преобладанию процесса роста частиц первичной а-фазы над процессами их зарождения, что приводит к увеличению епр от 42% после отжига при 670°С до 65% после отжига при 800°С.

2. Исследовано влияние температуры нагрева под закалку на химический состав а- и Р-фаз сплава ВТ16. Показано, что химический состав а-фазы не зависит от температуры нагрева, а химический состав р-фазы полностью ею определяется. С понижением температуры изотермической выдержки с 870 до 670°С степень легирования р-фазы алюминием снижается с 3,3 до 1,4%, а р-стабилизаторами увеличивается: ванадием с 4,4 до 9,1%, а молибденом с 5,2 до 11,5%.

3. Сформулированы основные принципы создания структуры сплава ВТ16, обеспечивающей высокую технологическую пластичность при нормальной температуре: р-фаза должна иметь минимально допустимую степень легирования алюминием и р- стабилизаторами, минимальную плотность дислокаций и однородный химический состав; а-фаза должна иметь линейные размеры, обеспечивающие работу дислокационного источника при минимальных напряжениях, и минимальную плотность дислокаций.

4. Разработан режим двухступенчатого отжига сплава ВТ16, позволяющий уменьшить плотность дислоканий в а- и р-фазах, получить регламентированный химический состав механически стабильной Р-фазы и обеспечить в процессе охлаждения рост первичных частиц а-фазы, а не зарождение новых. Реализация этого режима позволила увеличить предельную степень деформации при сжатии до 76%.

5. Разработан режим двухступенчатой вакуумной упрочняющей термической обработки сплава ВТ16, позволяющий за счет охлаждения с регламентированной скоростью в интервале температур от 800°С до 500°С получить ненасыщенную легирующими элементами р-фазу, распад которой на нижней ступени отжига обеспечивает значение предела прочности заготовок выше 1000 МПа.

6. Установлено, что скорость деформации влияет на деформационное упрочнение и предельную степень сжатия при осадке сплава ВТ 16 в отожженном состоянии. С увеличением скорости деформации с 2-Ю"3 до 8-Ю'1 с"1 уменьшается степень деформационного упрочнения и увеличивается snF.

7. Установлено, что введение в сплав ВТ 16 водорода приводит к увеличению количества ß-фазы при температурах (а+Р)-области и, как следствие, уменьшению степени ее легированности ß-стабилизаторами, что вызывает снижение ее механической стабильности. Оценена объемная доля ß-фазы при различных температурах в зависимости от концентрации водорода в сплаве.

8. Оценено влияние содержания водорода, температуры наводороживания и скорости охлаждения на предельную степень сжатия при осадке сплава ВТ16 при нормальной температуре. Установлено, что дополнительное легирование водородом приводит к резкому снижению технологической пластичности по сравнению с отожженным состоянием вследствие протекания под действием напряжения мартенситного ß-»ct"-превращения.

9. Показано, что при схеме нагружения сжатием явления водородного пластифицирования в сплаве ВТ 16 не наблюдается, и применение водородной технологии для получения деталей крепления из сплава ВТ 16 нецелесообразно.

10. Показано, что на деформируемость титановых сплавов оказывает влияние коэффициент трения на границе раздела металл-инструмент. Установлено, что жидкие смазки применять нецелесообразно. Показано, что наилучшие смазочные свойства имеет оксалатное покрытие, полученное при обработке в растворе щавелевой кислоты, с последующим омыливанием. Разработан состав смазки и технология её нанесения.

11. На основании проведенных исследований оптимизирована технология получения болтов М14 из прутков сплава ВТ16 диаметром 13 мм. По разработанной технологии была получена опытная партия болтов методом высадки головки при нормальной температуре. Определена их усталостная прочность. Установлено, что значения долговечности титановых болтов при всех амплитудах нагрузки почти в 10 раз превышают требуемые средние значения, но в 2 раза уступают долговечности стальных болтов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Ильин A.A., Скеорцова C.B.. Овчинников A.B., Ручина Н.В. Влияние структуры сплава ВТ16 на его технологическую пластичность // Авиационная промышленность, 2006г, №3. с.43-49.

2. Ильин A.A., Скеорцова C.B., Хемпель Р., Ручина Н.В. Взаимосвязь технологической пластичности со структурой титанового сплава ВТ16 / Сборник трудов Международной конференции по титану «Ti-2006 в СНГ» // Киев Наукова думка 2006, с. 291-295.

3. Сторцова C.B., Филатов A.A., Афонина М.Б., Ручина Н.В., ДзуновичД.А. Влияние состава и структуры на технологическую пластичность титановых сплавов / Сб. "Научные труды МАТИ им. К.Э.Циолковского" вып. 9 (81) // М.: ИЦ "МАТИ"-РГТУ им. К.Э. Циолковского. 2005, с. 23-29.

4. Скеорцова C.B., Овчинников A.B., Ручина Н.В. Влияние режимов термической обработки на технологическую пластичность сплава ВТ16 / Сб. "Научные труды МАТИ им. К.Э.Циолковскогоя вып. 7(79) // М.: Изд. "МАТИ"-РГТУ им. К.Э. Циолковского. 2004, с. 67-71.

5. Ручина Н.В., Гуртовая Г.В., Сибгатулина Г.Т., ШалинА.В. Исследование влияния водорода на структуру титанового сплава ВТ 16/ Сб. тезисов докладов ВНТК "Новые материалы и технологии" H М.: ГОУ ВПО «МАТИ», 2006, с. 90-91.

6. Лукина Е.А., Куделина ИМ., Ручина Н.В. Влияние различных типов структуры на деформируемость титанового сплава ВТ16. / Сб. тезисов докладов МНТК "XXXI Гагаринские чтения" // М., МАТИ-РГТУ. 2005, с. 25-26.

7. Ручина Н.В. Исследование влияния вида смазки на коэффициент трения на границе раздела металл-инструмент/ Сб. тезисов докладов МНТК "XXXII Гагаринские чтения" // М., МАТИ-РГТУ. 2006, с. 46-47.

8. Ручина Н.В., Гвоздева О.В. Влияние температуры нагрева и скорости охлаждения на пластичность при сжатии сплава ВТ16. / Сб. тезисов докладов МНТК "XXX Гагаринские чтения" // М., МАТИ-РГТУ. 2004, с. 117-118.

9. Скеорцова C.B., Филатов A.A. Афонина М.Б., Ручина (Смирнова) Н.В. Влияние состава и структуры на технологическую пластичность титановых сплавов / Сб. тезисов докладов ВНТК "Новые материалы и технологии" // М.: МАТИ-РГТУ, 2004, с. 8-9.

«

Подписано в печать 21.11.2006г. Объем - 1 п.л. Тираж - 100 экз.

Издательско-типографский центр МАТИ, Берниковская набережная, 14

Введение.

Глава I. Состояние вопроса.

1.1. Общая характеристика (а+р)-титановых сплавов.

1.1.1 11ринципы jici ирования (а+Р)-титаповых сплавов.

1.1.2 Влияние фазового состава и структуры на механические свойства (а+Р)-титановых сплавов.

1.1.3 Термическая обработка (а+р)-титаповых сплавов.

1.2. Титановый сплав ВТ 16.

1.2.1. Характеристика и области применения сплава ВТ16.

1.2.2. Влияние термической обработки па структуру и механические свойства сплава ВТ 16.

1.3. Термоводород!тя обработка титановых сплавов.

1.3.1 Взаимодействие титана и ei о сплавов с водородом.

1.3.2. Основы термоводородной обработки титановых сплавов.

1.3.3. Влияние водорода па структуру и технологические свойства сплава ВТ16.

1.4. Технология изготовления деталей крепления из титановых сплавов

1.4.1 Сплавы, применяемые для изготовления деталей крепления. Достоинства сплава ВТ 16.

1.4.2 Особенности пластической деформации сплава ВТ16.

1.4.3 Холодная высадка юловки и редуцирование стержня.

1.4.4 Texno.ioi ические смазки и покрытия.

Актуальность проблемы. Детали крепления относятся к наиболее ответственным элементам конструкции самолетов, авиационных двшателей и ракетной техники. Они во многом определяют надежность неразъемных соединений конструкций летательных аппаратов. Уже в первые юды промышленного освоения титана начался процесс производства и применения титановых крепежных деталей. Это обусловлено тем, что удельная прочность титановых сплавов, реализуемая в конструкциях, на 50-60% выше, чем для конструкционных сталей, и замена деталей крепления из сталей на детали из титановых сплавов позволяет снизить массу элементов крепления на 35-40%, а массу Bcei о самолета па сотни килограммов.

Сплав ВТ6 (Ti-6AI-4V) в настоящее время остается одним из основных сплавов для получения Kpynnoi абаритных деталей крепления. Однако для этого требуется применение юрячей деформации. В то же время детали крепления относятся к изделиям массово! о производства. Поэтому наиболее рациональная и высокопроизводительная технология их изютовления должна быть основана па холодной деформации. Следовательно, сплав для деталей крепления должен иметь высокую технологичность при обработке давлением, особенно холодной высадке, и высокие прочностные характеристики, в частности, сопротивление срезу и циклическую выносливость, в том числе и при наличии надреза.

Наиболее удачным сочетанием механических и техноло!ических свойств применительно к деталям крепления обладает сплав ВТ16 (Ti-3Al-4,5V-5,0Mo). Он содержит относительно небольшое количество алюминия, что позволяет сохранить высокую технологическую пластичность. В то же время значительное легирование p-изоморфными стабилизаторами позволяет проводить упрочняющую термическую обработку. Поэтому из всех титановых сплавов, предложенных к настоящему времени, сплав ВТ16 относится к числу наиболее пригодных для производства титанового крепежа холодным пластическим деформированием.

Однако в настоящее время холодной высадкой получают болты диаметром до 8,0 мм, а для изютовления болтов большего диаметра используется технология юрячей высадки.

Поэтому проблема разработки технологии обработки полуфабрикатов из сплава ВТ16 диаметром больше 10 мм, обеспечивающей создание строю регламентированной структуры, позволяющей уменьшить удельное усилие сжатия при осадке и обеспечить высокую технолошческую пластичность при нормальной температуре, является актуальной. Работа выполнена в рамках научной школы, руководимой членом-корреспондентом РАН, профессором, д.т.н. Ильиным А.А.

Цель настоящей работы состояла в изучении влияния структуры, формирующейся при различных режимах термической и термоводородпой обработки, на технологическую пластичность сплава ВТ16 и разработке на этой основе технологии получения деталей крепления диаметром до 14 мм методом высадки при нормальной температуре.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить влияние фазового состава и структуры на технологическую пластичность при холодной пластической деформации прутков из сплава ВТ16.

2. Изучить влияние структуры и скорости деформации па деформационное поведение сплава В Г16.

3. Исследовать влияние дополнительного легирования водородом на деформируемость титанового сплава ВТ16 при нормальной температуре.

4. Оптимизировать этапы технологии получения болтов М14 из прутков титанового сплава ВТ16 диаметром 13 мм.

Научная новизна работы

1. Показано, что создание в прутке из сплава ВТ16 (а+Р)-структуры, состоящей из 70% а-фазы с пониженной плотностью дислокаций и 30% механически стабильной (i-фазы регламентированного химического состава с суммарным содержанием Р-стабилизаторов, соответствующим значениям условною коэффициента стабилизации Р-фазы К^ = 1,4-1,5, обеспечивает высокую технологическую пластичность, позволяющую осуществлять операцию осадки при нормальной температуре со степенью сжатия не менее 75%.

2. Установлено, что деформационное поведение сплава BTI6 в процессе осадки при нормальной температуре зависит не только от структуры, но и от скорости деформации. Увеличение скорости деформации с 2-10 до 8-10~с приводит к снижению уровня деформационного упрочнения и большим значениям предельной степени осадки при сжатии.

3. Усыновлено, что для достижения высокой технологической пластичности при сжатии прутков из сплава ВТ 16 при нормальной температуре необходимо, чтобы в процессе термической обработки в результате реализации р-»а -превращения происходило не зарождение новых, а рост уже существующих первичных частиц а-фазы. Показано, что максимальной технологической пластичностью при сжатии обладает структура, имеющая форму частиц а-фазы, близкую к глобулярной, с размером 5-7 мкм.

4. Установлено, что дополнительное легирование сплава ВТ16 водородом приводит к образованию в структуре механически нестабильной р-фазы, претерпевающей иод действием напряжения мартенситное р-»а" - превращение, вызывающее резкое снижение предельной степени сжатия при осадке при нормальной температуре.

Практическая значимость

1. Разработан режим двухступенчатою отжига прутков из титанового сплава ВТ16, обеспечивающий формирование однородной глобулярной (а+Р)-структуры с низкой коппсггтрацией дефектов кристаллическою строения в а- и р-фазах и строго регламентированным химическим составом Р-фазьг. Такая структура обеспечивает повышение технологической пластичности сплава, что позволяет проводить деформацию сжатием при нормальной температуре со степенью не менее 75%.

2.Разработан режим двухступенчатой вакуумной упрочняющей термической обработки, позволяющий за счет охлаждения с регламентированной скоростью 0,9К/с в интервале температур от 800°С до 500°С получить ненасыщенную лешрующими элементами 0-фазу, распад которой па нижней ступени отжига обеспечивает значение предела прочности заготовок выше 1000 МПа.

3. Разработан состав и технология смазки прутков, позволяющие значительно уменьшить коэффициент трения между металлом и инструментом.

4. По разработанной технологи Фондом «МиТОМ» была получена опытная партия болтов М14 из прутков сплава ВТ16 диаметром 13 мм методом высадки тлоики при нормальной температуре, что подтверждено соответствующим актом.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Исследовано влияние температуры нагрева и скорости охлаждения на формирование структуры и деформируемость прутков из сплава ВТ16 при нормальной температуре. Показано, что при нагреве выше 700°С и охлаждении со скоростями 30 и 3 К/с происходит резкое падение предельной степени сжатия при осадке (snp) вследствие образования в структуре либо механически нестабильной рм-фазы, претерпевающей в процессе деформации Р-»а"-мартенситпое превращение (уохл = 30 К/с), либо дисперсной смеси а- и Р-фаз с максимальной химической микронеоднородностыо (уохл = 3 К/с). Охлаждение со скоростью 0,04 К/с способствует более полному протеканию диффузионных процессов и преобладанию процесса роста частиц первичной а-фазы над процессами их зарождения, что приводит к увеличению с„р от 42% после отжига при 670°С до 65% после отжига при 800°С.

2. Исследовано влияние температуры нагрева под закалку на химический состав а- и Р-фаз сплава ВТ16. Показано, что химический состав а-фазы не зависит от температуры нагрева, а химический состав Р-фазы полностью ею определяется. С понижением температуры изотермической выдержки с 870 до 670°С степень легирования р-фазы алюминием снижается с 3,3 до 1,4%, а Р-стабилизаторами увеличивается: ванадием с 4,4 до 9,1%, а молибденом с 5,2 до 11,5%.

3. Сформулированы основные принципы создания структуры енлава BTI6, обеспечивающей высокую технологическую пластичность при нормальной температуре: р-фаза должна иметь минимально допустимую степень легирования алюминием и Р-стабилизаторами, минимальную плотность дислокаций и однородный химический состав; а-фаза должна иметь линейные размеры, обеспечивающие работу дислокационного источника при минимальных напряжениях, и минимальную плотность дислокаций.

4. Разработан режим двухступенчатого отжша сплава ВТ16, позволяющий уменьшить плотность дислокаций в а- и Р-фазах, получить регламентированный химический состав механически С1абилыюй р-фазы и обеспечить в процессе охлаждения росг первичных частиц а-фазы, а не зарождение новых. Реализация этого режима позволила увеличить предельную степень деформации при сжатии до 76%.

5. Разработан режим двухступенчатой вакуумной упрочняющей термической обработки сплава ВТ16, позволяющий за счет охлаждения с регламентированной скоростью в интервале температур от 800°С до 500°С получить ненасыщенную легирующими элементами Р-фазу, распад которой на нижней ступени отжига обеспечивает значение предела прочности заготовок выше 1000 МПа.

6. Установлено, что скорость деформации влияет па деформационное упрочнение и предельную степень сжатия при осадке сплава ВТ 16 в отожженном состоянии. С увеличением скорости деформации с 2-10'3 до 8-10''c"' уменьшается степень деформационного упрочнения и увеличивается е„р.

7. Установлено, что введение в сплав ВТ16 водорода приводит к увеличению количества р-фазы при температурах (а+Р)-области и, как следствие, уменьшению степени ее легированности Р-стабилизаторами, что вызывает снижение ее механической стабильности. Оценена объемная доля р-фазы при различных температурах в зависимости от концентрации водорода в сплаве.

8. Оценено влияние содержания водорода, температуры наводороживания и скорости охлаждения па предельную степень сжатия при осадке сплава ВТ16 при нормальной температуре. Установлено, что дополнительное легирование водородом приводит к резкому снижению технологической пластичности по сравнению с отожженным состоянием вследствие протекания под действием напряжения мартспситною Р->а"- превращения.

9. Показано, что при схеме нагружения сжатием явления водородного пластифицирования в сплаве ВТ16 не наблюдается, и применение водородной технологии для получения деталей крепления из сплава ВТ 16 нецелесообразно.

10. Показано, что на деформируемость титановых сплавов оказывает влияние коэффициент трепия на границе раздела металл-ипструмеггг. Установлено,

- 162410 жидкие смазки применяв нецелесообразно. Показано, что наилучшие смазочные свойства имеет оксалатное покрытие, полученное при обработке в растворе щавелевой кислоттл, с последующим омыливаиием. Разработан состав смазки и технолог ия её нанесения.

11. Па основании проведенных исследований оптимизирована технология получения болтов М14 из прутков сплава ВТ 16 диаметром 13 мм. По разработанной технологи была получена опытная партия болгов методом высадки головки при нормальной температуре. Определена их усталостная прочность. Установлено, что значения долювечноети титановых болтов при всех амплигудах нагрузки почти в 10 раз превышают требуемые средние значения, по в 2 раза уступают долговечности стальных болтов.

1. Колачев Б.А., Елашн В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: «МИСиС», 2005. - 432 е.;

2. Ильин А.А. Механизм и кинетика фазовых и структурных превращений в титановых сплавах. М.: 11аука, 1994. - 304 е.;

3. Коллипгз Е.В. Физическое металловедение тшаиовых сплавов / Пер. с апгл. М.: Металлургия, 1988. - 223 е.;

4. Металлография титановых сплавов. Коллектив авторов. Под общ. ред. д.т.н., проф. Глазунова С.Г., д.т.н., проф. Колачева Б.А. М.: Металлургия, 1980. -464 е.;

5. Воздвиженский В.М., Жуков А.А., Постиова А.Д., Воздвиженская М.В. Сплавы цветных металлов для авиационной техники. Рыбинск: РГАТА, 2002.-219 е.;

6. Колачев Б.А., Ливанов Б.А., Буханова А.А. Механические свойства тшана и его сплавов.-М.: Мсталлур1ия, 1974.-544 е.;

7. Хорсв А.И. Титановые сплавы для авиакосмической техники и перспектива их развития // ВИАМ;

8. Хорев А.И. Титан это авиация больших скоростей и космонавтика // Техиоло1 ия легких сплавов, 2002, №4, с. 92-97;

9. Хорев А.И. Комплексное легирование и термомехаиичсская обработка титановых сплавов. М.: Машиностроение. 1979. - 228 е.;

10. Полуфабрикаты из титановых сплавов / Александров В.К., Аношкин Н.Ф., Белозеров A.l 1. и др. М.: ВИЛС, 1996. - 581 е.;

11. Горынин И.В., Чечулин Б.Б. Титан в машиностроении. М.: Машиностроение, 1990.-400 с.;

12. Брун М.Я. Возможности повышения механических свойств титановых сплавов оптимизацией структуры // МиТОМ, 1979, №11, с. 51-55;

13. Глазунов С.Г., Моисеев В.Н. Конструкционные титановые сплавы. -М.: Металлургия, 1974. 368 е.;- 16414. Брмашок М.З. Сопротивление деформации титановых сплавов // Титан 1993 №3 (сентябрь), с. 58-63;

14. Колачев Б.А., Габидулин P.M., Пигузов Ю.В. Texnojioi ия термической обработки цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1992. - 272 е.;

15. Колачев Б.А., Полькии И.С., Талалаев В.Д. Титановые сплавы разных стран. М.: ВИЛС, 2000. - 316 е.;

16. Моисеев В.П., Поляк Э.В. Соколова АЛО. //МиТОМ, 1975, №8, с. 45-49;

17. Должанский Ю.М., Моисеев В.П., Сибелева Л.И., Тереньтьева Л.Н.-«Изв. вуз. Цветная мегалур1ия», 1973, №4, с. 132-137.

18. Воробьев И.А., Володин В.А., Панфилов А.П. Научные основы проектирования технологий для изделий из титановых сплавов. Н.Новгород: Волго-Вятское кн. изд-во, 1994. - 253 е.;

19. Фишер Д., Зибум X. Применение перспективных титановых сплавов в автомоболестроении//'Гитан, 1993, №1, с. 82-85;

20. Техноло1Ия изютовления титановых деталей крепления / Володин В.А., Колачев Б.А., и др. Под ред. Б.А. Колачева. М.: Металлургия, 1996. - 144 е.;

21. Цвиккер У. Титан и его сплавы / Пер. с нем. М.: Металлургия, 1979. -512 с.;

22. Макквиллэн А.Д., Макквиллэн М.К. / Пер. с англ. // Титан. М: Металлург издат, 1958. - 458 е.;

23. Носова Г.И. Фазовые превращения в сплавах титана. М.: Металлургия, 1968.- 181с.;- 16527. Петрова Jl.Л. Метает абильные фазы в сплавах тигана с Jiei ирующими металлами //'1итановые сплавы для повой техники. М.: Паука, 1967, с. 119-130;

24. Колачев Б.А. О фазовых превращениях в титановых сплавах // Изв. вузов. Цветная металлургия, 1977, №5, с. 102-111;

25. Дьякова М. А., Бо1ачев И.П. Фазовые превращения в сплавах титана в неравновесных условиях // Титановые сплавы для новой техники. М.: Паука, 1968, с. 131-137;

26. Богачев И.П. О мартенситпом превращении в титановых сплавах // Изв. вузов. Цветная металлург ия, 1977, №5, с. 113-122;

27. Еременко B.I I. Титан и ei о сплавы 2-е издание. - Киев, 1960;

28. Прмолаева М.И., Поляк Э.В., Солонина 0.11. Исследование фазовых и структурных превращений в двухфазных промышленных титановых сплавах // Титановые сплавы для новой техники М.: Наука, 1968, с. 145-154;

29. Полькин И.С. Упрочняющая термическая обработка титановых сплавов М.: Металлург ия, 1984. - 96 е.;

30. Kollcrov M.Y., Ilyin А.А., Krastilcvsky А.А., Pavlov A.O. Temperature-rate condition heat treatment influence on structure and properties of titanium alloys // 8th World Conf. Titanium'95, Birmingham, UK, 1995, p. 2-20;

31. Коллеров М.Ю. Технологические методы управления комплексом физико-механических свойств полуфабрикатов и изделий из конструкционных и функциональных сплавов титана. Диссертация докт. наук. Москва, 1998;

32. Ильин А.А., Коллеров М.Ю., Скворцова С.В, Самсопова М.Б. Влияние скорости охлаждения на формирование фазового состава и структуры сплавов системы Ti Р-стабилизатор при атермических превращениях // Изв. вузов. Цветная металлургия, 2002, №3, с. 31-37;

33. Илларионов Э.И. Влияние режимов упрочняющей термической обработки на механические свойства титановою сплава ВТ16 (справочные данные) // Металловедение и термическая обработка металлов, N 2, 2003г, с. 24-25;

34. Колачев Б.А., Талалаев В.Д. Водородная технология титановых сплавов//Авиационная промышленность, 1991,№1, с. 58-59;

35. Колачев Б.А., Талалаев В.Д. Водородная технология гигановых сплавов//Титан, 1993, №1, с. 43-46;

36. Носов В.К., Колачев Б.А. Водородное пластифицирование при горячей деформации титановых сплавов. М.: Металлур1 ия, 1986. - 118 с.;

37. Колачев Б.А., Носов В.К. Водородное пластифицирование и сверхпластичность титановых сплавов // ФММ, 1984 т. 54, №2, е. 288-297;

38. Ильин А.А., Мамонов A.M., Коллеров М.Ю. Термоводородная обработка новый вид обработки титановых сплавов // Перспективные материалы, №1, 1997 с. 5-14;

39. Колачев Б.А., Носов В.К., Ильин А.А. Водородная техноло1ия титановых сплавов // Материалы научно-техническою семинара «Технология-91». -Донецк: ДПИ, 1991, с. 64-65;

40. Талалаев В.Д., Колачев Б.А., Егорова Ю.Б. и др. Перспективные направления водородной технологи титановых сплавов // Авиационная промышленность, 1991, №1, с. 27-30;

41. Керр В.Р и др. Использование водорода в качеаве легирующего элемента // Труды IV Международной конференции по титану 'Титан-80: Наука, технология, применение" (Япония, Киото) / Пер. с англ. М.: ОПТИ ВИЛС, 1981, т. 4. с. 216-236;

42. Колачев Б.А., Ильин А.А., Лавренко В.А., Левинский Ю.В. Гидридные системы: Справочник. М.: Металлургия, 1992. - 352 е.;

43. Гсльд П.В., Рябов Р.Ф., Мохрачева Л.П. Водород и физические свойства металлов и сплавов: Гидриды переходных металлов. М.: Паука, 1985. 232 е.;

44. Назимов О.П., Ильин А.А., Коллеров М.Ю. О состоянии водорода в титане//Журнал физ. химии, 1980, т. 54, с. 2774-2777;

45. Колачев Б.А., Назимов О.П., Ильин А.А., Мальков А.В. Влияние водорода на электронное строение и свойства р-енлавов // Электронное строение и физико-химические свойства тугоплавких соединений и сплавов // Докл. Всесоюз. симпоз. Киев, 1979, с. 263-268;

46. Макквиллан А.Д. Растворы элементов внедрения в переходных металлах IVA и VA подгрупп с ОЦК решеткой // Усюйчивость фаз в металлах и сплавах / Пер. с англ. -М: Мир, 1974, с. 314-330;

47. Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия.1985.-216 е.;

48. Колачев Б.А. Водородная хрупкость титана и сто сплавов // Титан. Металловедение и технология. М.: ВИЛС, 1977, т. 1, с. 443-448;

49. Колачев Б.А. Водородная хрупкость цветных металлов. М.: Металлургия, 1966.-25 е.;

50. Ливанов В.А., Буханова А.А., Колачев Б.А. Водород в титане. М.: Металлург ия, 1962. - с. 245;

51. San Martin A., Manchester F.D. The hydrogen-titanium system // Bulletin of alloy phase Diagrams, 1987, Vol. 85, №1, p. 30-42;

52. Shin D.S., Birnbaum H.K. Evidence of Fee titanium alloy // Scripta Met.,1986, Vol. 20, №9, p. 1261-1264;

53. Колачев Б.А., Садков В.В., Талалаев В.Д., Фишгойт А.В. Вакуумный отжиг титановых конструкций. М.: Машиностроение, 1991. - 217 е.;

54. Колачсв Б.А., Ильин А.А., Мамонов A.M. Термоводородная обработка титановых сплавов // Металловедение и обработка титановых и жаропрочных сплавов. М.: ВИЛС, 1991, с. 132-142;

55. Ильин А.А., Михайлов Ю.В., Носов В.К., Майстров В.М. Влияние водорода на распределение летирующих элементов между а- и Р-фазами в титановом сплаве ВТ23 // Физ.-хим. механика материалов, 1987, т. 23, №1, с. 112-114;

56. Колачсв Б.А., Ильин А.А. О термоводородпой обработке титановых сплавов // Термическая, химико-термическая и лазерная обработка сталей и титановых сплавов. Пермь: ППИ, 1989, с. 97-101;

57. Водородная технология титановых сплавов / Ильин А.А., Колачсв Б.А., Носов В.К., Мамонов A.M. Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.А. Ильина. М.: «МИСИС», 2002.-392 е.;

58. Ильин А.А. Фазовые и структурные превращения в титановых сплавах, легированных водородом // Изв. вузов. Цветная металлургия, 1987, №1, с. 96-101;

59. Колачев Б.А., Мальков А.В., Пизкип И.Д. О возможности снижения температуры горячей высадки болтов из сплава ВТ16 путем обратимою легирования водородом // Изв. АН СССР, Металлы, 1991, №3, с.67-70;

60. Водородная технология производства титановых деталей крепления. Применение III МО для изготовления высокопрочных изделий. Володин В.А. Под ред. д.т.п., проф. И.А. Воробьева. Н.Новгород: Волго-Вятское кн. изд-во, 1997.

61. Володин В.А., Колачев Б.А., Мальков А.В., Мишапова М.Г. Холодная высадка болтов из сплава ВТ16 с использованием обратимого легирования водородом // ТЛС, 1991, № 2, с. 31-33;

62. Петриков В.Г., Власов А.П. Прогрессивные крепежные изделия. М.: Машиностроение, 1991.-256 е.;

63. Lange К., Blaich М. Fertigung genauer Formteile durch Kaltmassivumformen. Oraht-Fachz, 1978, 29, №2, s. 67-72;

64. Физико-механические свойства легких конструкционных сплавов / Колачев Б.Л., Бсцофен С.Я., Бунин JI.A., Володин В.А. М.: Металлургия, 1995. -288 е.;

65. Володин В.А. Состав, структура и свойства титановых сплавов. -П.Повюрод, 1999.-144 е.;

66. Всйлер С.Я. Физико-химия смазки при обработке металлов давлением // Сб. трудов семинара «Повышение стойкости штампов юрячей и холодной штамповки», МДП ГП им. Дзержинского, 1965;

67. Хомяк Б.С. Твердосплавный инструмент для холодной высадки и выдавливания. М.: Машиностроение, 1972;

68. Фаворский В.П. Холодная штамповка выдавливанием. М.: Машиностроение, 1966;

69. Beverly В.Н., Karpcn W.L., Snook D.I7. Development of ecolube II a cold-heading lubricant. Wire J., 1976,9, №1, p. 57-63;

70. Головин B.A., Букин-Бататырев И.К. Холодное прессование фасонных деталей. М.: НИИМАШ, 1965;

71. Уик Ч. Обработка металлов без снятия стружки / Пер. с ашл. М.: Мир, 1965;

72. При1 отовление образцов для электронно-микроскопического исследования алюминия, матния, титана и их сплавов. Меюдическая рекомендация. М.: BHJIC, 1964. - 23с.;

73. Белов С.П., Глазунов С.Г., Колачев Б.А. и др. Металловедение титана и его сплавов (серия «Титановые сплавы»). М.: Металлургия, 1992;

74. Методическая рекомендация. Измерение параметров решетки титановых сплавов. ВИЛС. МП 30-26-70, 1970. 19 е.;

75. Коростелев П.П. Лабораторные приборы техническою анализа: Справочник.-М.: Металлур1ия, 1987, с. 115-117;

76. Назимов О.П., Бухапова А.А. Спектральное определение водорода в металлах // Журнал прикладной спектроскопии, 1977, т. 27, с. 963-973;

77. Меюды испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов. Под ред. А.Т. Туманова. // Мегоды исследования механических свойств металлов, т. 2. М.: Машиностроение, 1974. - 320 е.;

78. Носов В.К., Шипунов Г.И., Овчинников А.В. Построение кривых текучести при изотермической осадке цилиндрических образцов // Заводская лаборатория, 1988, №5 (т. 54), с. 82-85;

79. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и пауке: Т. 1. Методы обработки данных. М.: Мир, 1980.-512 е.;

80. Моисеев В.Н. Высокопрочный титановый сплав ВТ16 для производства деталей крепления методом холодного деформирования // Металловедение и термическая обработка металлов, 2001, №2, с. 28-32;

81. Ильин А.А., Носов В.К. К вопросу о соотношении прочности а- и Р-фаз в титановых сплавах // Докл. АН СССР, 1988, №1, с. 52-56;

82. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций / Пер. с англ. под ред. Э.М. Надгорпою и Ю.А. Осипьяпа. -М.: Атомиздат, 1972.-600 е.;

83. Kimura Н., Matsui II. Mechanism of hydrogen-induced sogtening and hardening in iron // Scripta Met., 1987,21, p. 319 324;

84. Спивак Л.В., Скрябина Н.П., Кац М.Я. Водород и механическое последействие в металлах и сплавах. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1993. - 344 е.;

85. Колачев Б.А., Ильин А.А., Носов В.К. Возможности и перспекгивы водородной технологии титановых сплавов // Известия вузов. Цвегная металлурт ия, 2001, № 4, с. 57-61;

86. Прманок М.З., Соболев Ю.П., Герман Л.Л. Прессование титановых сплавов // М.: Металлург ия, 1979. 264 е.;

87. Холодная объемная штамповка: Справочник. Под ред. Г. А. Навроцкого // М.: Машиностроение, 1973. 496 е.;

88. Шварцман JI.A., Жуховицкий А.А. Начала физической химии для металлургов. 2-е изд., ггерераб. и доп. - М.: Металлургтгя, 1991.-208 с.