Формирование однородных и градиентных структур разных типов в (α + β)-титановых сплавах при термической и термоводородной обработках

Аннотация

Исследованы закономерности формирования однородных пластинчатых структур в титановых (α + β)-сплавах при термической обработке, а также градиентных структур с мелкопластинчатой a-фазой в поверхностных слоях при термоводородной обработке. Определены структура сплавов в разных состояниях, фазовый состав, твердость по Роквеллу и ударная вязкость. Экспериментально установлено, что снижение скорости охлаждения из β-области образцов плиты из сплава ВТ23 от 5 до 0,01 °C/с приводит к увеличению средней толщины пластин α-фазы от 1,2 мкм (исходное состояние) до 8 мкм при охлаждении с изотермическими выдержками в (α + β)-области. При этом ударная вязкость возрастает от 0,15 до 0,68 МДж/м². Разработаны схема и режимы термоводородной обработки прутков сплава ВТ6, обеспечивающие формирование градиентной структуры с мелкопластинчатой α-фазой в поверхностном слое и бимодальной (α + β)-структуры в сердцевине. Твердость сплава в таком структурном состоянии плавно изменяется от 39 HRC (поверхность прутка) до 32 HRC (сердцевина).