Особенности формирования показателей качества титановых сплавов с ультрамелкозернистой структурой

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности формирования показателей качества титановых сплавов с ультрамелкозернистой структурой

Э.В. Сафин,

А.Х. Ильясова

В последние годы большое внимание уделяется изучению возможности применения в качестве конструкционных материалов титановых сплавов с измельченной микроструктурой. Повышенное внимание к этим материалам обусловлено тем, что их механические свойства существенно отличаются от крупнозернистых аналогов. В ряде исследований было показано, что двухфазные титановые сплавы с нанокристаллической (НК) и субмикрокристаллической (СМК) структурами обладают повышенными характеристиками прочности, сопротивления усталости, износостойкости, а также низкотемпературной сверхпластичностью (очень привлекательным свойством с точки зрения разработки новых ресурсосберегающих технологий) [1, 2].

С другой стороны материалы с НК и СМК структурами обладают рядом недостатков, сдерживающих использование этих материалов на практике: пониженными термостабильностью [1,2,3], ударной вязкостью [4], циклической трещиностойкостью [1], повышенной чувствительностью к концентраторам напряжений, а также интенсивным порообразованием при циклических нагрузках в зоне наибольших напряжений (приповерхностной зоне) [1,4].

Кроме того, большинство известных методов формирования НК и СМК структур в достаточно массивных заготовках (кручение под высоким давлением, равноканальное угловое прессование и прессование с многократной сменой оси деформирования) приводят к значительному увеличению стоимости обрабатываемого материала вследствие их низкой производительности.

Другая проблема заключается в сложности выбора эффективных методов и режимов упрочняющей поверхностной обработки СМК и НК титановых сплавов. В этих изначально объемно упроченных материалах с высокой плотностью дислокаций и большой протяженностью границ зерен затруднительно реализовать механизм дополнительного дислокационного упрочнения поверхности, поэтому использование таких технологических методов, как алмазное выглаживание или дробеструйная обработка практически не даст положительного результата, связанного с существенным повышением микротвердости поверхности и формированием в приповерхностном слое сжимающих остаточных напряжений. Для НК и СМК материалов эти методы полезны лишь с точки зрения улучшения параметров шероховатости поверхности и формирования регулярного микрорельефа. Поэтому все методы упрочнения поверхности СМК и НК титановых сплавов должны быть связаны с изменением химического состава поверхности, то есть с реализацией механизмов твердорастворного и дисперсионного упрочнения. При этом в процессе поверхностной обработки следует избегать существенного нагрева материала для недопущения его объемного разупрочнения. титановый сплав нанокристаллический

Вышеперечисленные особенности титановых сплавов с СМК и НК структурами требуют применительно к ним выработки общих подходов в области управления качеством, поскольку это важно как с точки зрения достижения наилучших эксплуатационных характеристик деталей, так и точки зрения разработки наиболее эффективной технологии их изготовления.

Список литературы

1. Жеребцов, С.В. Влияние субмикрокристаллической структуры на усталостную прочность титанового сплава ВТ 6 / С.В. Жеребцов, Г.А. Салищев, Р.М. Галлеев, Э.В. Сафин и др. // Перспективные материалы. -1999.-№ 6.- С. 16-23.

2. Валиев Р.З. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией / Р.З. Валиев, И.В. Александров - М.: Логос, 2000. 271 с.

3. Лутфуллин Р.Я. Влияние исходной структуры на механические свойства соединенных в сверхпластическом состоянии образцов титанового сплава ВТ 6 / Р.Я. Лутфуллин, М.Х. Мухаметрахимов // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2006 г. - № 2. - С. 11-13.

4. Сафин Э.В. Перспективы промышленного применения титановых сплавов с нанокристаллической структурой в авиационной промышленности / Э.В. Сафин, А.М. Смыслов и др. // Физикохимия ультрадисперсных систем. Сборник трудов VIII Всероссийской конференции - М.: МИФИ, 2009. - 284 с., - С. 268-272.

Размещено на Allbest.ru