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

могут работать при тем более низкой температуре, чем выше концентрация водорода в сплаве.

После вакуумного отжига микроструктура сплава ВТЗ-1 с 0,002% Н2 представлена а- и p-фазами. Струк­ тура сплава ВТЗ-1 при насыщении водородом непосред­ ственно после вакуумного отжига существенно не меня-

Рис. 241. Влияние выдержки при 450° С на механические свойст­ ва сплава ВТЗ-1 с 0,002 (/) и 0,05

(2) % Н2 при проведении испы­ таний со скоростью деформации

2,7 ■10_ 3 с- 1

Рис. 242. Влияние водо­ рода на механические свойства сплава ВТЗ-1 после выдержки при 450° С в течение 100 ч при проведении испытаний с разными скоростями рас­

X10—3; 3 — 2,7 - 10 4

СодержаниеНг, %

ется и также представлена a -твердым раствором и не­ большим количеством p-фазы. Никаких выделений гидрида титана не наблюдается. В сплаве ВТЗ-1 с 0,002% водорода (1-фаза при отжиге ниже 450° С ста­ бильна и снижения пластичности сплава не происходит.

477

в сочетании с описанными выше диаграммами изотер­ мического распада показывает, что уменьшение терми­ ческой стабильности сплава ВТЗ-1 в присутствии водо­ рода можно объяснить несколькими факторами: 1) во­ дород ускоряет распад |3-фазы. Продукты распада за­ трудняют пластическую деформацию сплава и поэтому происходит снижение ударной вязкости и поперечного сужения; 2) в наводороженных образцах количество P-фазы больше, и поэтому хрупкость в них должна ска­ зываться в большей степени, даже когда в самой р-фазе при малой и большой концентрации водорода хрупкость

ция водорода может быть достаточной для развития во­ дородной хрупкости. В действительности, возможно, иг­ рает роль не один из этих факторов, а несколько.

ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДА НА КРАТКОВРЕМЕННУЮ И ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ а+Р-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Титановые сплавы предназначены для применения при температурах до 450—600° С. В этих условиях особое значение приобретает длительная прочность. Так, в ча­ стности, по техническим условиям длительная прочность сплава ВТЗ-1 за 100 ч должна быть не менее 60 кгс/мм2 при 400° С, 55 кгс/мм2 при 450° С и 36 кгс/мм2 при 500° С. Длительная прочность за 100 ч для сплава ВТ14 в зака­ ленном и состаренном состоянии по техническим услови­ ям должна быть не менее 68 кгс/мм2 при 400° С и 54 кгс/ /мм2 при 450° С.

В работе [408] было изучено влияние водорода на кратковременную и длительную прочность сплавов ВТЗ-1 и ВТ14. Для этих исследований вакуумированные или наводороженные заготовки сплава ВТЗ-1 подверга­ ли или простому отжигу в течение 1 ч при 800° С с охла­ ждением на воздухе, или изотермическому отжигу: 870° С, 1 4-f-650° С, 2 ч с последующим охлаждением до

478

870° С с последующим старением при 500° С в течение 15 ч. После этого из них изготавливали стандартные об­ разцы для испытаний при повышенных температурах.

Влияние температуры испытаний на кратковременную прочность образцов сплава ВТЗ-1 с разным содержанием

висит от температу­ ры вплоть до 450° С и остается на уровне 12—16%. При

всех температурах ниже 250°С кратковременная проч­ ность сплава ВТЗ-1 с 0,050% Н2 несколько выше, чем кратковременная прочность сплава с 0,002% Н2.

На рис. 244, а приведена зависимость кратковремен­ ной прочности от температуры испытаний для сплава ВТ14 с 0,002 и 0,05% Н2 после изотермического отжига. До температуры 500° С прочность сплава с 0,05% Н2 не­

870° С и старения при 500° С в течение 15 ч пределы проч­ ности и текучести для образцов сплава ВТ14 с 0,05% Н2 при 300—550° С на 10—12 кгс/мм2 больше, чем для об­ разцов того же сплава без водорода. Вместе с тем плас-

479

ми жаропрочности, разработанными А. А. Бочваром [409], [5-фаза, упрочненная дисперсными частицами, жа­ ропрочнее гомогенной (3-фазы, разумеется, пока смесь до­ статочна дисперсна.

Влияние водорода на длительную прочность сплава ВТЗ-1 после изотермического отжига приведено в табл. 43.

Из этих данных следует, что при температуре 400° С во­ дород существенно повышает длительную прочность сплава ВТЗ-1. При температуре 450° С небольшие коли­ чества водорода (до 0,05%) приводят к снижению дли­ тельной прочности. Увеличение содержания водорода свыше 0,05% приводит к повышению длительной прочно­ сти. При температуре 500° С увеличение содержания во­ дорода приводит к непрерывному снижению длительной прочности.

Приведенные выше данные о длительной прочности

прочняется с повышением температуры.

Влияние водорода на длительную прочность сплава ВТ14 после изотермического отжига, а также после за­ калки и старения приведено в табл. 44. Сплав ВТ14 после

изотермического отжига имеет меньшую длительную прочность, чем после закалки и старения. Введение в ото­ жженный сплав ВТ14 0,05% Н2 приводит к снижению длительной прочности. По-иному влияет водород на свой­ ства сплава ВТ14 после закалки и старения. При темпе­ ратурах 400—450° С образцы с водородом имеют боль­ шую длительную прочность, чем образцы без водорода. При температуре 500° С 0,03% Н2 увеличивают длитель­ ную прочность состаренного сплава ВТ14, а 0,05% Н2 снижают ее.

482