49. Типы метастабильных фаз, которые образуются при закалке сплавов титана.

Вследствие полиморфных превращений в промышленных сплавах при ускоренном охлаждении образуются метастабильные фазы. Так, при быстром охлаждении (закалке) из -области сплавов, которые в равновесном состоянии могут быть однофазными (  ), либо двухфазными ( + ), образуется метастабильная ‘-фаза. Она представляет собой пересыщенный твердый раствор легирующих компонентов в  -Ti и имеет гексагональную кристаллическую решетку. При образовании такого мартенсита в титановых сплавах, в отличие от сталей, упрочнения не происходит. Это связано с тем, что объемный эффект превращения   ‘ и, следовательно, фазовый наклеп невелики: объемный эффект мартенситного превращения в титановых сплавах составляет около 0,1%, а в стали - около 1% . При закалке может образоваться также и фаза “, имеющая ромбическую кристаллическую решетку, образование которой также не приводит к упрочнению сплава. Фаза “ образуется при повышенном содержании легирующих элементов. Предполагают, что фаза ‘ непрерывно переходит в фазу “. Совместного присутствия этих двух фаз при закалке из -состояния не было зафиксировано.

При большом содержании легирующих элементов при закалке идет превращение   . Фаза  является мартенситом особого рода и образуется при нулевом объемном эффекте. Эта фаза является твердой и хрупкой и ее появления при термической обработке стремятся избегать. Считают, что -фаза образуется из  -фазы в результате незначительных смещений отдельных атомов.

50. Особенности упрочняющей термической обработки сплавов титана.

Такие особенности связаны с полиморфизмом титана. Вследствие полиморфных превращений в промышленных сплавах при ускоренном охлаждении образуются метастабильные фазы.

При отпуске закаленных титановых сплавов происходит распад метастабильных фаз ‘, “ и , а также нестабильной (переохлажденной) -фазы. Мартенситная ‘-фаза в зависимости от состава распадается при нагреве на фазы  и , или  и TiMe_х, где TiMe_х - промежуточная фаза в системе Ti - Me, если в ней возможно эвтектоидное превращение.  -фаза в изотермических условиях распадается либо на фазы  и  с последующим образованием  и TiMe_х, либо на фазы  и  и далее - на  и , а при более длительных выдержках - на фазы  и TiMe_х.

Режимы упрочняющей термической обработки сплавов Ti

Марка сплава	Ткр, °С	% -фазы	Температура нагрева под закалку, °С	Режим отпуска
				температура °С	выдержка, ч
ВТ 6	850	20-30	900-950	450-500	2-4
ВТ 14	860	35-40	870-910	480-560	8-16
ВТ 16	800	55-70	810-830	560-580	8-10
ВТ 22	840-880	90-100	690-750	480-540	8-16

Временное сопротивление разрыву закаленных титановых (  )-сплавов с небольшим содержанием -стабилизаторов (ВТ 6, ВТ 3-1, ВТ 8, ВТ 9) сравнительно мало зависит от температуры нагрева под закалку в интервале 850-900 °С, но существенно возрастает при дальнейшем ее повышении. В случае же закаленных (+)-сплавов с достаточно большим содержанием -стабилизаторов (ВТ 16, ВТ 22) повышение температуры нагрева под закалку приводит к непрерывному уменьшению предела прочности в связи с образованием мягкого мартенсита .

Упрочнение при старении закаленных сплавов обусловлено процессами распада - и “-фаз, повышение прочности из-за распада ‘-фазы невелико. Старение в ()-сплавах протекает во времени тем интенсивнее, чем меньше в них -стабилизаторов. Продолжительность старения обычно выбирают большей, чем время, необходимое для достижения максимальной прочности, чтобы повысить их пластичность. Сплавы титана чаще подвергают старению по одноступенчатому,