Материал: Колачев, Б. А. Механические свойства титана и его сплавов

СодержаниеНг , %

Рис. 178. Влияние водорода на механические свойства титановых сплавов при малой (/) и большой (2) скорости деформации:

а — Ti+ 0.5А1+ 0,5Мп; б — Ti+1,5А1+1,5Мп; в — Ti+ 2.5А1+ 2,5Мп

дорода при проведении испытаний па разрыв с малой скоростью деформации, и работа удара сравнительно мало зависит от содержания водорода.

Таким образом, механизм водородной хрупкости при определенных концентрациях водорода существенно за­ висит от соотношения а- и |3-фаз в сплавах. Водородная хрупкость проявляется в наиболее простом виде в спла­ вах с полным отсутствием [3-фазы в структуре и в спла­ вах с достаточным количеством [3-фазы. В сплавах с ма­ лым количеством |3-фазы механизм водородной хрупко­ сти более сложен и определяется наложением двух, более простых механизмов, характерных для типичных а- и а+р-сплавов. В этих сплавах имеются выделения гид­ ридов, приводящие к падению ударной вязкости, и в то же время достаточно насыщенные относительно водоро­ да твердые растворы, которые обусловливают хрупкое разрушение при малых скоростях деформации.

Четкое различие между а-, сх+(3-и псевдо-а-сплава- ми по природе водородной хрупкости можно провести лишь при тех сравнительно небольших концентрациях водорода, которые реально встречаются в практике. При достаточно высоком содержании водорода все сплавы испытывают хрупкое разрушение и при малой, и при большой скорости деформации.

Следует отметить, что промежуточное положение а- сплавов с небольшим количеством [3-стабилизаторов по склонности к водородной хрупкости между типичными а-сплавами и типичными а+|3-сплавами является вес­ ким доводом в пользу выделения их в самостоятельный класс титановых сплавов — псевдо-а-сплавов, как это сделал С. Г. Глазунов.

ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ПРОМЫШЛЕННЫХ сс-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Водородная хрупкость а-титановых сплавов может проявляться как при больших, так и при малых скоро­ стях деформации. Эта особенность а-титановых сплавов связана с характером их взаимодействия с водородом. Во-первых, растворимость водорода в а-сплавах замет­ но больше, чем в титане, и, во-вторых, не слишком вели­ ка, так что, если гидриды и не наблюдаются в металле при тех средних концентрациях водорода, которые встре­ ч а ю т с я в практике, они могут появиться И З - з а сегрегации

3 7 9

водорода, обусловленной направленной диффузией во­ дорода, и вызвать нежелательные последствия.

При электронномикроскопическом исследовании наводороженных образцов сплава ВТ5Л были обнару­

вредное влияние на механические свойства сплава ВТ5Л. Дисперсные гидриды образуются из-за перераспределе­ ния водорода при нагружении образцов и являются при­ чиной водородной хрупкости u-сплавов при малых скоро­ стях деформации.

Влияние водорода па ударную вязкость «-сплавов в отожженном состоянии приведено на рис. 179 [6, 368]. Эти данные показывают, что ударная вязкость при не­ больших содержаниях водорода сохраняется достаточно высокой. Если же концентрация водорода превышает оп­ ределенный предел, происходит резкое падение ударной вязкости. Так, например, ударная вязкость сплава ВТ5 составляет 5 кгс-м/см2 после вакуумного отжига и со­ храняется на этом уровне при 0,03% Н2, а затем резко снижается и достигает примерно 0,5 кгс-м/см2 при кон­ центрациях водорода более 0,035% (по массе) .Для спла­ ва ВТ5-1 резкое снижение ударной вязкости начинается с несколько меньшей концентрации водорода (0,025%).

380