Контрольные вопросы

1. Какое влияние оказывают легирующие элементы на свойства сталей?

2. Какие фазы образуют легирующие элементы в сталях и как в связи с этим изменяется структура сталей?

3. Какое влияние оказывают легирующие элементы на темпера­туру критических точек в сталях? Как классифицируются легиру­ющие элементы?

4. Каковы особенности закалки и отпуска легированных ста­лей по сравнению с углеродистыми на всех стадиях термообработ­ки?

5. Что представляет собой нормализация? Как классифициру­ются стали по структуре после нормализации?

6. Что представляют собой закаливаемость и прокаливаемость сталей, от чего они зависят? Как определяется прокаливаемость сталей? Каковы показатели прокаливаемости?

7. Каковы особенности микроструктуры легированных сталей в равновесном состоянии и после термообработки по сравнению с соответствующими структурами углеродистых сталей?

Лабораторная работа № 9

Упрочнение титановых сплавов легированием

и термической обработкой

Цель работы

1. Изучить влияние легирования на структуру, свойства и возможность упрочнения путем термообработки титановых сплавов.

2. Разобраться в фазовых превращениях, протекающих в тер­мически упрочняемых титановых сплавах при закалке и старении.

3. Экспериментально установить влияние степени легирования на твердость и прочность термически неупрочняемых и термически упрочняемых (в равновесном состоянии) титановых сплавов.

4. Провести закалку образцов из титанового сплава и их старение с различными режимами:

а) при различных температурах в течение постоянного вре­мени;

б) при постоянной температуре с различным временем ста­рения.

5. Используя металлографический микроскоп и комплект микро­шлифов, изучить и зарисовать наиболее характерные микрострукту­ры сплавов титана.

Содержание работы

Титан относится к легким металлам с плотностью 4,51 т/м³. До температуры 882С он имеет гексагональную плотноупакованную (ГПУ) кристаллическую решетку  ( Ti_ ), выше этой темпера­туры устойчива объемно центрированная кубическая (ОЦК) кристаллическая решетка  (Ti_ ). Химически чистый титан имеет низкий предел прочности ( _в = 250 МПа) и высокую пластичность. Существенное влияние на прочность титана оказывают примеси. Например, небольшое (до 0,5%) содержание примесей в техническом титане ВТ1-0 увеличива­ет _в до 500 МПа.

Легирующие элементы в основном образуют с титаном твердые растворы и обеспечивают интенсивное упрочнение сплавов. Например, легирование сплава ВТ5 пятью процентами алюминия упрочняет его до

_в = 800... 900 МПа. Сложнолегированные однофазные -сплавы типа ВТ18 имеют предел прочности в отожженном состоянии до 1000...1200 МПа.

Кроме упрочнения легирующие элементы оказывают влияние на температуру полиморфного превращения -титана в -титан. Некото­рые из них позволяют получить сплавы с устойчивой при комнат­ной температуре двухфазной (  + )-структурой, которые можно упрочнять путем термообработки.