Примеси и легирующие добавки оказывают значительное влияние на
пластичность и прочность титана. Основным легирующим компонентом титановых
сплавов является алюминий. Легирование хромом, железом, марганцем, молибденом,
ванадием и другими металлами также повышает прочность титановых сплавов и
стабилизирует некоторые другие характеристики. Сплав ОТ4 содержит легирующие
добавки алюминия и марганца (Ti – 3,5 Al – 1,5 Mn). Сплав ВТ20 легирован алюминием, цирконием, молибденом и ванадием (Ti – 6Al – 2Zr – 1Mo – 1V). Механические характеристики титановых сплавов ОТ4 и
ВТ20 согласно ГОСТ 22178-76 [226].
Таблица 5.1.2
Механические свойства титановых сплавов [226]
|
Сплав
|
Е, МПа
|
sв, МПа
|
d, %
|
y, %
|
|
ОТ4
|
1,10.105
|
700-900
|
12
|
-
|
|
ВТ20
|
1,10.105
|
930-1180
|
10
|
-
|
Пластическая деформация в
сплавах также протекает преимущественно двойникованием, что сопровождается
значительной активностью АЭ с большой амплитудой и энергией сигналов [95].
На рис. 5.1.8 приведены совмещенные по времени t
и относительной деформации e графики:
а) деформационного упрочнения ds/de и интегрального накопления N(t)
сигналов АЭ; б) кривой деформации s=f(e) и активности АЭ dN/dt;
в) интегральной интенсивности деформации сдвига γ при
испытании образца сплава ВТ20. Деформация растяжением соответствует
деформационному поведению по типу II (рис. 2.3.4).
|
 а)
|
|
 б)
|
|
 в)
|
|
Рис. 5.1.8
Графики зависимости от степени деформации и времени: деформационного
упрочнения ds/de и интегрального накопления N(t)
сигналов АЭ (а); «напряжение-деформация» s(e) и активности АЭ dN/dt (б); и интегральной интенсивности
деформации сдвига γ (в) в гладком образце сплава ВТ20
|
Характерные стадии, как и ранее, выделяли на основе графика зависимости
коэффициента деформационного упрочнения как функции степени деформации. В
результате по данному графику ds/de (рис. 5.1.8, а) можно выделить четыре
характерные стадии развития деформации.
Стадия I
(ε = 0÷0,9 %) позиционируется как стадия упругости на основании
линейного характера возрастания значений величины ds/de. Активность АЭ начинает расти с
самого начала деформации с небольшим постепенным снижением скорости роста. К
окончанию стадии I
активность АЭ достигает значения dN/dt = 75 с-1,
накопленное значение суммарной АЭ ΣNI=3000 сигналов. Интенсивность
деформации сдвига находится в пределах γ = 8·10-5¸1,0·10-4.
Стадия II
(ε = 0,9÷2,6 %) аналогична соответствующей для сталей,
характеризуется началом пластической деформации и сопровождается резким
снижением ds/de. На данной стадии наблюдается
максимум активности АЭ dN/dt = 90 с-1.
Накопление суммарной АЭ за период действия стадии составило ΣNII > 6000 сигналов. Значительного повышения значений
интенсивности деформации сдвига не происходит ввиду равномерной распределенной
деформации на данном этапе деформации.
На стадии III (ε = 2,6÷8,2 %) происходит убывание
коэффициента деформационного упрочнения ds/deс малой
почти не изменяющейся скоростью. Длительность данной стадии максимальна и
стадия может быть названа стадией деформационного упрочнения. Как было
установлено, деформационное упрочнение у титана и его сплавов меньше, чем у
металлов с ОЦК и ГЦК решеткой и диаграмма растяжения имеет более пологий
характер. Авторы работы [274] полагают, что это может происходить из-за неодновременной
активизации различных плоскостей скольжения при нагружении и их исчерпании к
концу деформации.
