Деформируемый титановый сплав ВТ23

Сплав ВТ23 относится к системе Тi-Аl-V-Мо-Сг-Fе и является классическим примером сплава, легированного алюминием и изоморфными (ванадий, молибден) и эвтектоидообразующими (хром, железо) b-стабилизаторами.

ВТ23 - среднелегированный (a+b)-сплав мартенситного класса, приобретающий после закалки из b-области структуру a"-мартенсита. Сплав легко обрабатывается давлением и поставляется преимущественно в виде листов. Сплав хорошо подвергается ковке и штамповке. Сплав ВТ23 отличается высокой технологической пластичностью, что позволяет при изготовлении из него деталей применять вытяжку, отбортовку и другие операции обработки давлением. Он хорошо сваривается, прочность сварных соединений из сплава ВТ23 выше, чем у сплава ВТ16.

Сплав ВТ23 предназначен для применения в отожженном и термически упрочненном состояниях. Для промышленного производства полуфабрикатов рекомендован отжиг при 750 ¸ 800° С с последующим охлаждением на воздухе. После такого отжига сплав обладает максимальной пластичностью при минимальной прочности. В отожженном состоянии сплав содержит около 30% b-фазы. Упрочняющая термическая обработка состоит в закалке с температур 780 ¸ 800°С и старении при 450 ¸ 550°С в течение 6 ¸ 10 ч, что обеспечивает сплаву высокое временное сопротивление разрыву при удовлетворительной пластичности.

При изучении влияния температуры нагрева в интервале 600 ¸ 1000°С (выдержка 1 ч) и скорости охлаждения (сначала в воде, на воздухе и в печи до 300°С, а затем на воздухе) на механические свойства и фазовый состав сплава ВТ23 [6] установлено, что максимальной пластичностью и минимальным пределом прочности, равным 110 кгс/мм², сплав обладает после отжига при 750°С и охлаждения на воздухе и после отжига при 800°С и охлаждения в печи (рис. 15). Для промышленного производства полуфабрикатов из сплава ВТ23 принят отжиг при 750° С и охлаждении на воздухе.

Рис. 15 Влияние режимов термической обработки на механические свойства прутка d=12мм из сплава ВТ23 [6].

Повышение температуры закалки до 800°С сопровождается снижением прочности, а при увеличении температуры закалки до 1000°С имеет место некоторое повышение прочности и понижение пластичности сплавов. Нагрев до 1000°С (температура b-области) независимо от скорости охлаждения приводит к понижению пластичности, что связано в значительной мере с огрублением структуры сплава. Микроструктура образцов из сплава ВТ23 после закалки с различных температур представлена на рисунке 16.

920°С
905°С	890°С
860°С	840°С
G AAgAAAAhACTsaVbeAAAACQEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAHQUAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYA AAAABAAEAPMAAAAoBgAAAAA= " filled="f" stroked="f"> 10 мкм 800°С	750°С

Рис. 16 Микроструктура образцов из сплава ВТ23 после закалки с различных температур [27].

Снижение пластичности после нагрева при 1000°С, связано с фиксированием a''- фазы. Таким образом, сплав ВТ23 склонен при закалке на воздухе образовывать метастабильные фазы, распадающиеся при старении. При исследовании влияния режимов упрочняющей термической обработки, состоящей из закалки с 750°С, 800°С и 825°С в воде и старения при 300 ¸ 600°С в течение 10 ч, на механические свойства и фазовый состав сплава ВТ23 установлено, что с повышением температуры старения до 400 ¸ 450°С прочность сплавов возрастает до максимальных значений, а затем падает (см. рис.10). Оптимальные механические свойства сплава ВТ23 получены после закалки с 750°С и старения при 450°С: s_в=147 кгс/мм², d=10% и y=20%, а также после закалки с 800° С и старения при 500° σ_в= 152 кгс/мм², d=10%, y= 22 %. [6]

Сплав ВТ23 как и ВТ6 универсален. Из этого сплава изготавливают практически все: листы, прутки, штамповки, плиты и др. Некоторые из них представлены на рисунке 17.

Рис. 17. Полуфабрикаты из ВТ23.

IV. Перспективы развития деформируемых титановых (a+b)- сплавов

Дата добавления: 2015-08-31