Титановые сплавы. Жаропрочные титановые сплавы. Солонина О. П., Глазунов С. Г. М., «Металлургия», 1976, с. 448.
Освещены общие вопросы металловедения титана, некоторые теоретические предпосылки разработки жаропрочных титановых сплавов, пути повышения их жаропрочности н ресурса. Приведены физико-механические и эксплуатационные характеристики жаропрочных титановых сплавов и режимы их термической обработки. Описано влияние различных факторов на усталостную прочность и условий эксплуатации на комплекс свойств. Освещены технологические процессы сварки и ( обработки поверхности, а также области применения жаро- * прочных титановых сплавов.
Предназначается для металловедов, технологов, конструкторов, занимающихся исследованием структуры жаропрочных титановых сплавов, вопросами технологии, а также работающих над проблемой конструирования деталей и узлов и применения титановых сплавов в конструкции двигателей и летательных аппаратов. Ил. 197. Табл. 198. Список лит.: 149 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Предлагаемая монография о жаропрочных титановых сплавах является второй книгой из намеченной серии «Титановые сплавы». Деление титановых сплавов на конструкционные и жаропрочные обусловлено не столько различием в механических свойствах, сколько спецификой применения. Если в ранний период развития титана для двигателестроения требовались главным образом штамповки, а для самолетостроения — листы, то в настоящее время применение титана в обеих отраслях значительно расширилось и включает практически все виды титановых полуфабрикатов. Однако условия работы, а следовательно, и необходимый комплекс свойств в данном случае существенно различаются.
Поэтому в данной монографии приведены сведения и о некоторых листовых свариваемых сплавах, хотя эти сплавы уже были описаны в первой книге серии («Конструкционные титановые сплавы»). Это сделано с целью, во-первых, придания данной монографии самостоятельного характера, чтобы она представляла собой законченное целое и читателю не требовалось обращаться к другим книгам серии. Во-вторых, приводимые здесь сведения о листовых свариваемых титановых сплавах не буквально повторяют материал первой книги, а подобраны применительно к специфике применения.
То же можно сказать и о теоретических разделах монографии, трактующих вопросы металловедения и термической обработки титановых сплавов. Эти вопросы освещены здесь в связи с общей теорией жаропрочности металлов и сплавов, а при рассмотрении процессов термической обработки главное внимание уделяется методам достижения стабильности структуры и свойств в условиях длительного совместного воздействия напряжений
и повышенных температур, другими словами, обеспечению так называемой термической стабильности.
Безусловно, достижение высоких уровней прочности для жаропрочных титановых сплавов не менее важно, чем для конструкционных, но как правило, повышение прочности сопровождается снижением термической стабильности, что выражается в катастрофическом снижении пластичности после длительных сроков эксплуатации. Пластичность снижается тем резче, чем выше температура и продолжительнее период ее воздействия. Поэтому для каждой марки сплава можно говорить о нескольких уровнях прочности, являющихся оптимальными для данного комплекса рабочих температур и напряжений.
Для максимальных температур применения титановых сплавов (550—600° С в настоящее время) повысить прочностные характеристики можно легированием или искусственной гетерогенизацией структуры (например, армирование высокожаропрочными волокнами). Упрочняющая термическая обработка, основанная на полиморфизме титана, или термомеханическая обработка рекомендуются для деталей, работающих при температурах не выше 400—500° С (в зависимости от марки материала и ресурса).
В обширной литературе по титану приведен большой объем сведений о механических свойствах различных титановых сплавов. В данной монографии также приведены достаточно полные цифровые данные о свойствах, получаемых при обычных лабораторных методах испытания сплавов. Однако более существенными для конструкторов авторы считают сведения о поведении титановых сплавов в условиях эксплуатации и о влиянии технологических факторов на механические и эксплуатационные свойства получаемых изделий. В этом смысле большой опыт накоплен в авиационном двигателсстроении. Поэтому авторы широко использовали опубликованные ранее результаты собственных исследований и литературные данные, относящиеся к этой области применения.
В монографии описаны некоторые технологические особенности титановых сплавов, отличающие их от других конструкционных металлов. Из этих особенностей для рассматриваемых областей применения наиболее важны способность титана к возгораемости, проникающему окислению и фрикционной коррозии (фреттингу).
15 нашей стране н :.;а рубежом уже накоплен немалый uin.li применении жаропрочных титановых сплавов в конструкции авиационных двигателей. Данная монография суммирует результаты многолетней работы авторов, а также других отечественных и зарубежных исследователей в этой области. Рассмотрены свойства металлического титана как основы для создания нового класса жаропрочных сплавов, дан обзор основных диаграмм состояния титана и наиболее важных промышленных сплавов. Приведены результаты научно-исследовательских работ по изучению связи между структурой и свойствами, по изменению этих свойств после длительной работы, даны эталонные макро- и микроструктуры жаропрочных титановых сплавов. Кратко рассматриваются некоторые новые направления исследований и оценивается возможность дальнейшего повышения рабочих температур и напряжений для материалов этого класса.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие................... g
Введение ..................... g
Глава I. Современное состояние и пути развития жаропрочных титановых сплавов ........... J3
1. Некоторые теоретические предпосылки разработки жаропрочных титановых сплавов....... 13
2. Основы металлоцедения титана ........ 23
3. Пути повышения жаропрочности и ресурса .... 29
Глава II. Физико-механические свойства жаропрочных титановых сплавов................ 45
1. Сравнительные свойства сплавов........ 45
2. Характеристика двухфазных (а+[3)-сплавов ... 61
3. Характеристика сплавов па основе а-структуры . . 128
Глава III. Термическая обработка титановых сплавов . . 144
1. Основные виды термической обработки...... 144
2. Диаграммы рекристаллизации......... 149
3. Отжиг жаропрочных сплавов......... 160
4. Вакуумный отжиг сплавов.......... 175
5. Упрочняющая термическая обработка (закалка и старение)................. 180
6. Отжиг и упрочняющая термическая обработка промышленных титановых сплавов ......... 197
Глава IV. Взаимосвязь структуры со свойствами .... 200
1. Общие закономерности фазовых превращений при термической обработке титановых сплавов .... 200
2. Фазовые и структурные превращения в жаропрочных титановых сплавах ............. 209
3. Влияние структуры на механические свойства жаропрочных титановых сплавов ... ...... 242
4. Влияние структуры и упрочняющей обработки на демпфирующие свойства жаропрочных титановых сплавов................• 266
Глава V. Усталостная прочность жаропрочных титановых
сплавов.................. 274
1. Влияние различных факторов па усталостную прочность титановых сплавов ........... 274
2. Малоцикловая усталость........... 309
Глава VI. Сварка жаропрочных титановых сплавов . . • 327
1. Методы сварки............... 328
2. Методы защиты при сварке.......... 331
3. Термическая обработка сварных соединений . . • 332
>_,ц>-
4. Влияние легирования и термической обработки на свойства и структуру сварных соединений из жаропрочных титановых сплавов .......... 333
Глава VII. Обработка поверхности деталей...... 368
1. Механическая обработка........... 368
2. Химическая обработка............ ЗЬ9
3. Повышение износостойкости деталей из титановых сплавов.................. З^
4. Повышение усталостной прочности....... 385
Глава VIII. Влияние условий эксплуатации на свойства и
структуру сплавов .............. 388
1. Некоторые особенности титановых сплавов .... 388
2. Влияние длительного нагрева на свойства и структуру титановых сплавов ............ 393
3. Влияние циклического нагрева на свойства сплавов 398
4. Свойства и структура деталей после эксплуатации . 402
5. Релаксация напряжений........... 405
6. Чувствительность к распространению трещин . . . 408
7. Детали крепления из титановых сплавов и стали ЭЙ 412
Глав а IX. Области применения жаропрочных титановых
сплавов.................. 424
Список литературы................ 439
Предметный указатель............... 445
Цена: 150руб.
