Научная статья на тему 'Формирование структуры и свойств титановых сплавов по механическим свойствам в процессах ОМД'

Формирование структуры и свойств титановых сплавов по механическим свойствам в процессах ОМД Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
219
41
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Вострикова Е.С.

Рассмотрены вопросы установления оптимальных фазового состава и структуры, соотношения фаз титановых сплавов смешанной α-β структуры и α-структуры, влияния термообработки на механические характеристики для обеспечения наиболее высоких характеристик механической обработки и качества изделий.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Вострикова Е.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Формирование структуры и свойств титановых сплавов по механическим свойствам в процессах ОМД»

Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»

В ходе проведенной работы были выявлены основные факторы, влияющие на возможность исключения образования агломератов из наночастиц алюминия, были разработаны способы повышения дисперсии алюминия в составе образцов ракетных топ-лив. В результате проведенного анализа усовершенствована процедура и последовательность приготовления образцов топлив, подобран оптимальный состав композиции и доля каждого из компонентов в составе смеси. Также был получен удовлетворительный результат относительно распределения частиц алюминия в полимерной матрице, выполнены требования,

предъявленные к образцам топливных смесей относительно размеров и количества агломератов.

Библиографические ссылки

1. URL: ru.wikipedia.org.

2. Alice Reina "Nanometric Powders Dispersion", Internal Report, SPLab, 23.09.2010.

3. Christian Paravan "HTPB-Binder Formulation and Production Procedure", Internal Report, SPLab, 15.07.2009.

© Белькова М. Е., Трушляков В. И., 2011

УДК 669.713.7

Е. С. Вострикова Научный руководитель - С. Ф. Тлустенко Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет), Самара

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПО МЕХАНИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ В ПРОЦЕССАХ ОМД

Рассмотрены вопросы установления оптимальных фазового состава и структуры, соотношения фаз титановых сплавов смешанной а-@ структуры и а-структуры, влияния термообработки на механические характеристики для обеспечения наиболее высоких характеристик механической обработки и качества изделий.

Титан и его сплавы по оптимальности конструкционных свойств отличаются небольшой плотностью, высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью. Изготовление конструкций из титановых сплавов требует разработки ресурсосберегающих технологических процессов из-за их низкой теплопроводности, высокой химической активности, ограниченных возможностей холодной деформации и пониженной обрабатываемости резанием по сравнению со сталями. Наиболее перспективным направлением является изготовление из титановых сплавов штампосварных конструкций из прогрессивных точных заготовок (профили, листы). Установление влияния деформации ковкой, штамповкой и листовой прокаткой, а также электроконтактного нагрева на свойства титановых сплавов в конструкциях является актуальной задачей. В зависимости от условий эксплуатации необходимо формирование структуры или а -твёрдого раствора, или смешанной структуры а + в твердого раствора.

Для обеспечения технологичности процессов ОМД при условии приемлемых свойств в механической обработке в металлургических процессах Т1, кроме А1, дополнительно легируется такими в-ста-билизаторами, как хром, молибден, марганец и др.

Исследования проведены на штампосварных конструкциях из псевдо- а-титанового сплава ВТ20 после различных видов штамповок и сварки.

Исследованию подвергали поковки одного типоразмера и одной и той же плавки после нескольких переходов ковки, штамповки, но с различной температурой окончательной штамповки на последнем переходе. [1]

0ценка механических свойств полуфабрикатов из сплава ВТ20 показывает, что чем меньше толщина

заготовки (листа, поковки, плиты, штамповки), тем выше временное сопротивление разрыву. Пластичность зависит от вида заготовок: например, у штамповок она выше, чем у поковок. Повышение прочностных характеристик полуфабрикатов из сплава ВТ20, как известно, связано с накоплением в них дефектов кристаллического строения в основном процессе пластической деформации (ковки, штамповки, прокатки).

Анализируя изменения механических свойств сварных соединений, можно качественно отметить, что как толщина свариваемых заготовок, так и вид сварки оказывают существенное влияние на накопление дефектов кристаллического строения и в конечном итоге на их свойства. Это в значительной степени обусловлено условиями поглощения водорода, кислорода и азота в процессе сварки, а также различным структурообразованием в зависимости от температурного режима сварки.

Результаты исследований влияния температуры окончательной штамповки на свойства титановых заготовок показали, что наилучшие механические свойства наблюдаются у заготовок, подвергавшихся окончательной штамповке в температурной области существования а-фазы, близкой к температуре а^в -превращения. Временное сопротивление разрыву у таких штамповок повысилось на 8 - 10% , а характеристики пластичности - в 1,5-2 раза по сравнению со штамповками, деформированными в области существования в-фазы. Кроме того, у штамповок, деформированных в области а-фазы, наблюдается стабильность, небольшой разброс и меньшая зависимость механических свойств от условий испытания.

При последеформационном отжиге титановых заготовок происходит уменьшение количества дефектов кристаллического строения в объеме металла, что

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

вызывает повышение пластичности и снижение прочности. Высоким показателям прочности соответствуют предельно низкие значения пластичности, что не позволяет в полной мере реализовать прочность, которой обладает псевдо-а-сплав.

Обрабатываемость титановых сплавов резанием существенно зависит от типа и параметров микроструктуры. Общеизвестно, что титановые сплавы с грубой пластинчатой структурой значительно хуже обрабатываются резанием, чем сплавы с тонкопластинчатой или глобулярной структурами [2].

Эффективным способом улучшения обрабатываемости титановых сплавов резанием является механо-водородная обработка (МВО), состоящая из наводо-раживания собственно механической обработки наво-дороженного материала и вакуумного отжига.

Введение в титановые сплава водорода приводит к существенным структурным изменениям, в том числе в ряде случаев к измельчению зерна. Исходная структура исследованных титановых сплавов была грубой пластинчатой. Легирование водородом вызвало преобразование внутризеренного строения без измельчения исходного Р-зерна.

Еще одной причиной улучшения обрабатываемости резанием из-за изменения структуры может быть снижение коэффициента трения между обрабатываемым материалом и материалом резца.

Анализ механизмов деформации сплавов в процессах обработки показывает зависимость структуры материалов заготовок от механизма деформации скольжением или двойникованием. Установлено, что степень пластической деформации связана с темпе-

реатурой старения в значительной степени в зависимости от характера границ первичных и вторичных мест зарождения а-фазы, имеющей только четыре системы скольжения и малую толщину кристаллов, в микрообъёмах которой затруднено размножение решёточных дислокаций [2].

Таким образом, повышение свойств механической обработки титановых сплавов при значительных пластических деформациях связано как с получением заданного строения микроструктуры, так и со степенью ее измельчения и условиями термообработки. Основная проблема при этом заключается в выборе таких условий и параметров деформации, когда в зависимости от химсостава формируется однородная фрагментированная структура с требуемым соотношением структурных элементов и их ориентацией в зависимости от способа обработки процессами ОМД и термообработки.

Библиографические ссылки

1. Влияние режимов деформации и термической обработки на величину и распределение остаточных напряжений в штамповках из титановых сплавов / Аношин Н.Ф.. Брун М.Я., Быкова Л А. и др. // Обработка легких и специальных сплавов. М. : Изд-во ВИЛС, 1996.

2. Богатов А. А. Механические свойства и модели разрушения металлов. Екатеринбург : Изд-во УГТУ-УПИ, 2002.

© Вострикова Е. С., Тлустенко С. Ф., 2011

УДК 629.015

Н. А. Егорова Научный руководитель - С. Ф. Тлустенко Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет), Самара

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЕ СЕПАРАТОРОВ ПОДШИПНИКОВ,

ПОЛУЧАЕМЫХ ВЫТЯЖКОЙ

Изучены вопросы повышения качества сепараторов подшипников по разнотолщинности материала и состоянию поверхности детали.

Качество сепараторов подшипников включает такой параметр, как равномерность толщины материала по всему объему детали. В зависимости от количества переходов вытяжки и условий технологического процесса возможно утонение материала в опасном сечении это влияет на условия и ресурс работы подшипника. Исследование проводились с целью установления оптимального числа переходов при вытяжке заготовок для сепараторов. Исходный эскиз сепаратора подшипника представлен на рисунке.

Вытяжка конических деталей средней глубины в большинстве случаев производится за одну операцию. Исследования показали, что при наличии фланца требуются две операции вытяжки. В данном случае вытяжка, из соображения упрощения конструкции штампа, производится в две операции, так как из-за

анизотропии металла по краю фланца образуются фестоны, которые требуется удалить. После обрезки припуска происходит операция второй вытяжки.

1

ш

1 0 Б 4-►

Эскиз сепаратора подшипника

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.