Высокопрочные титановые

Лит.: Пот а к Я. М., Сачков В. В., Попова Л. С., Высокопрочные нержавеющие стали переходного аустенитно-мартенситного класса, «Металловедение и термическая обработка металлов», 1960, № 5. Я. М. Потак.

Нержавеющие стали в целом находят весьма ограниченное применение в морских условиях. Успешное их применение основывается на контроле окружающей среды с целью поддержания пассивности металла или же подразумевает защитные меры, препятствующие местной коррозии. Нержавеющие стали обычно стойки в морских атмосферах, где на открытой незащищенной поверхности сохраняется пассивная пленка. Благоприятны для поддержания пассивности и условия в быстром потоке морской воды. В спокойной морской воде причиной разрушения металла часто является местная коррозия, в частности питтинг. Наблюдается также коррозионное растрескивание под напряжением. Однако при правильном выборе типа сплава, а также режимов упрочнения и старения высокопрочные нержавеющие стали стойки в морских атмосферах.

Высокопрочные нержавеющие стали представляют особый интерес для конструкторов летательных аппаратов. Поскольку такие аппараты часто приходится использовать в морских условиях, то стойкость высокопрочных сплавов в морских атмосферах при высоких уровнях растягивающих напряжений имеет очень большое значение. Наибольший интерес представляют сплавы, упрочняемые до предела текучести выше 1 ГПа.

Высокопрочные нержавеющие стали с неустойчивым аусте-нитом (стали переходного класса).......... 42

ВЫСОКОПРОЧНЫЕ НЕРЖАВЕЮЩИЕ СТАЛИ С НЕУСТОЙЧИВЫМ АУСТЕНИТОМ (СТАЛИ ПЕРЕХОДНОГО КЛАССА)

ВЫСОКОПРОЧНЫЕ НЕРЖАВЕЮЩИЕ СТАЛИ

5.2. Высокопрочные нержавеющие стали переходного класса

Высокопрочные нержавеющие стали аустенитного класса имеют ст0,2 ^ 800 МПа и упрочняются при проведении термической обработки.

5.2. Высокопрочные нержавеющие стали переходного

Кроме высокопрочных среднелегированных конструкционных стал^ за последние годы довольнопшроко применяют высокопрочные нержавеющие стали, имеющие при той же прочности значительно ббльшую вязкость и ряд важных технологических преимуществ. Кроне того, весьма перспективны высокопрочные Мартенситностареющие стали.

Чугун и алюминиевые сплавы Чугун, алюминиевые и магниевые сплавы Стали высокопрочные, титановые сплавы 2г 3/Х2) Зл(3) 2Я5?> 2H5D(2) 2Я4О(3) 2//5С 2Я5С(2) 2Я4С(3) 2Я50 "" 2г 2Я50(2) 1/>"(2) " 2/740(3) 3«(3) 27/5С 2г 2Я5С(2) 3/>(2)~ 2/У4С(3) Зп(3)

К числу новых материалов относятся, в частности, высокопрочные титановые сплавы, более широкое применение которых в народном хозяйстве создаст условия для ускоренного освоения новой техники и технологии и обеспечит увеличение надежности и ресурса ее эксплуатации. До последнего времени титановые сплавы применяли в основном в авиационной и ракетной технике. Для широкого внедрения титановых сплавов в других отраслях промышленности требуются более разносторонние глубокие знания вопросов работоспособности и конструктивной прочности сплавов в различных условиях нагружения, особенно при циклических нагрузках в агрессивных средах. Вопрос о закономерностях изменения долговечности и выносливости сплавов важен еще и потому, что опыт их эксплуатации сравнительно невелик, а влияние различных факторов, определяющих надежность и долговечность, изучено недостаточно.

Между тем высокопрочные титановые сплавы, особенно псевдо-а? сплавы, перспективны в конструкциях наиболее ответственного назначения, например в химическом и транспортном машиностроении, судостроении, где вопросы надежности и долговечности являются решающими.' '

Изменение амплитуды напряжений при жестком нагружении, как и изменение амплитуды деформаций при мягком нагружении, в процессе циклических испытаний определяется свойствами материала. Для одних материалов (алюминиевые сплавы, титан и низкопрочныг а-сплавы на его основе, некоторые конструкционные стали) ширина петли гистерезиса при мягком деформировании по мере нарастания количества циклов уменьшается, а амплитуда напряжений при жестком нагружении увеличивается. Для этой группы материалов характерно повышение предела пропорциональности с увеличением количества циклов нагружения, в связи с чем такие материалы относят к группе циклически упрочняющихся. Для других материалов (например, теплостойкие стали, чугуны, высокопрочные титановые а и (ос + 0) -сплавы) наблюдается обратная картина: при мягком нагружении ширина петли гистерезиса увеличивается, а при жестком нагружении амплитуда напряжения снижается. Сопротивление деформированию для этой группы материалов с увеличением количества циклов уменьшается, а вся группа материалов относится к типу циклически разупрочняющихся. И, наконец, ряд материалов (аусте-нитные стали, конструкционные стали средней прочности, некоторые титановые сплавы) не изменяют сопротивления деформированию при циклическом нагружении, форма диаграмм деформирования остается практически неизменной, а сами материалы относятся к циклически стабильным. На рис. 47 приведен характер изменения диаграмм при жестком и мягком нагружении описанных групп материалов.

В композициях на основе титана и его сплавов, армированных волокнами бора, карбида кремния, двуокиси алюминия, отсутствует проблема физической совместимости, так как коэффициенты линейного расширения титана (аТ1 = 8,4-10~8 ''С"1) и указанных волокон (ав = 6,3- 1СГ60 С"1) различаются несущественно с точки зрения внутренних остаточных напряжений. Однако химическая несовместимость компонентов является главной причиной, по которой в настоящее время отсутствуют высокопрочные титановые композиции, способные конкурировать с обычными титановыми или никелевыми сплавами даже по удельной прочности.

Высокопрочные титановые сплавы системы Ti—А1 при содержании алюминия более 5 % могут быть подвержены коррозионному растрескиванию при наличии концентратов напряжений в водных растворах хлоридов. Склонность к растрескиванию устраняется комплексным легированием молибденом и вольфрамом и оптимальными режимами термообработки (закалка с 900—950 °С). Сопротивление коррозионному растрескиванию снижается при наличии в сплавах кислорода и водорода. Положительное влияние оказывают легирование никелем около 2 % и палладием около 0,2 %, наличие в сплавах небольшого количества (5-фазы.

тельны к шероховатости поверхности высокопрочные титановые

Химический состав сплавов, содержащих р-фазу, приведен в табл. 36 [100]. Альфа + бета-сплавы подразделяются на твердеющие при закалке и мягкие после закалки. Высокопрочные титановые сплавы — термически упрочняемые (марок ВТ6, АТ-6, ВТЗ-1, ВТ14, ВТ16, ВТ22, ВТ23, ВТ 15) — содержат Р-фазу в широких пределах (4—85%).

Химический состав сплавов, содержащих fi-фазу, приведен в табл. 36 [100J. Альфа + бета-сплавы подразделяются на твердеющие при закалке и мягкие после закалки. Высокопрочные титановые сплавы — термически упрочняемые (марок ВТ6, АТ-6, ВТЗ-1, ВТ14, ВТ16, ВТ22, ВТ23, ВТ 15) — содержат Р-фазу в широких пределах (4-—85 %).

Высокопрочные титановые сплавы

Применение. Высокопрочные титановые сплавы применяются для изготовления деталей и узлов ответственного назначения: сварные конструкции (ВТ6, ВТ 14), турбины (ВТЗ-1), штампосварные узлы (ВТ14), высоконагруженные детали и штампованные конструкции (ВТ22). Эти сплавы могут длительно работать при температурах до 400 °С и кратковременно до 750 °С.