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

1. Основные свойства титана _____________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Что представляют собой аллотропические модификации титана?

______________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Какими способами можно упрочнять титановые сплавы?

а)____________________________________________________________

___________________________________________________________________

б)____________________________________________________________

___________________________________________________________________

в)____________________________________________________________

___________________________________________________________________

4. Как классифицируются легирующие элементы в титановых сплавах?

а) a-стабилизаторы _____________________________________________

___________________________________________________________________

б) нейтральные легирующие элементы (упрочнители)________________

___________________________________________________________________

в) b-стабилизаторы ____________________________________________

___________________________________________________________________

изоморфные ___________________________________________________

___________________________________________________________________

эвтектоидообразующие (квазиизоморфные) ________________________

___________________________________________________________________

5. Нарисуйте обобщенную диаграмму состояния Ti-b-стабилизирующий элемент. Укажите на ней структуре, получающиеся после закалки, а также после закалки и старения.

6. Дайте определение структур, получающихся при закалке:

a¢-фаза _______________________________________________________

___________________________________________________________________

a¢¢-фаза _______________________________________________________

___________________________________________________________________

a¢(a¢¢)-фаза ___________________________________________________

___________________________________________________________________

b_н-фаза _______________________________________________________

___________________________________________________________________

w-фаза _______________________________________________________

___________________________________________________________________

7. Какие превращения протекают в закалочных структурах при искусственном старении?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Практическая часть

1. Изучить возможности процесса упрочнения титановых сплавов путем легирования. Для этого провести измерения твердости трех термически неупрочняемых сплавов, отличающихся степенью легирования.

№	Марка сплава	Химический состав	Твердость HRC
1.	ВТ1-0
2.	ОТ4-1
3.	ВТ20

Выводы: ______________________________________________________

2. Провести закалку в воде образцов из двухфазного (a+b)-сплава ВТ22.

Режимы закалки t_зак= 760 °С, время выдержки 40 мин, охлаждение в воде.

Твердость после закалки HRC = _______

а) Провести старение закаленных образцов при различных температурах в течение 40 мин, измерить их твердость, данные внести в таблицу.

Температура старения, °С
Твердость, HRC

Построить график зависимости HRC = f (t, °С).

Выводы: ______________________________________________________

б) Провести старение закаленных образцов при постоянной температуре (t = 550 °С) в течение различного времени. Замерить твердость после старения, результаты занести в таблицу.

Время старения, t, мин
Твердость, HRC

Построить график зависимости HRC = f (t_стар, мин).

Выводы: ______________________________________________________

___________________________________________________________________

3. Изучить и зарисовать в таблицу структуры различных титановых сплавов в различном состоянии. Указать фазовый и структурный состав.

№	Марка сплава	Химич. состав	Состояние	Зарисовка структуры	Фазовый состав
1.
2.
3.
4.
5.

Лабораторная работа № 10