Стабилизирующий отжиг титановых сплавов
Стабилизирующий отжиг широко применяется для лопаток турбин газотурбинных двигателей с целью снятия напряжений, возникающих на поверхности деталей при механической обработке. Данный вид отжига проводят на готовых деталях при температурах, близких к эксплуатационным.
Применение стабилизирующего отжига
Аналогичная термическая обработка была опробована и для титановых сплавов, применяемых при изготовлении лопаток компрессоров. Стабилизирующий отжиг проводили в воздушной атмосфере при температуре 550 °С в течение 2 часов и изучали его влияние на длительную и усталостную прочность сплавов ВТ3-1, ВТ8, ВТ9 и ВТ18.
Влияние на механические свойства
Установлено, что стабилизирующий отжиг не оказывает заметного влияния на механические свойства сплава ВТ3-1.
Для сплавов ВТ8 и ВТ9 выносливость после стабилизирующего отжига повышается на 7–15%, при этом длительная прочность практически не изменяется. В случае сплава ВТ18 стабилизирующий отжиг позволяет повысить жаропрочность на 7–10%, тогда как показатели выносливости остаются на прежнем уровне.
Причины изменения свойств
Отсутствие влияния стабилизирующего отжига на свойства сплава ВТ3-1 объясняется высокой устойчивостью β-фазы, сформированной в результате изотермического отжига.
В сплавах ВТ8 и ВТ9, подвергаемых двойному отжигу, из-за меньшей устойчивости β-фазы при стабилизирующем отжиге происходит дополнительное старение сплава. Это приводит к повышению прочности и, как следствие, увеличению выносливости.
Рекомендации по применению
Поскольку механическую обработку лопаток компрессоров из титановых сплавов на финишных операциях зачастую выполняют вручную, на поверхности деталей формируются остаточные напряжения, различающиеся по знаку и величине. В связи с этим рекомендуется подвергать все лопатки стабилизирующему отжигу.
Стабилизирующий отжиг проводят при температурах 530–600 °С. Такая обработка обеспечивает повышение выносливости лопаток из титановых сплавов не менее чем на 10–20%.
Раздел: Производство титана.
