Основой для составления таблиц явились результаты экспериментальных исследований акустических, дилатометрических свойств и рассчитанных на их основе плотности и модуля Юнга титановых сплавов ВТ1-00, ВТ5, ВТ20, ВТ23 в диапазоне температур от 20°С до 800°С, приведенные в таблицах А.1-А.3 приложения А.
Сплав ВТ1-00 относится к группе малопрочных высокопластичных сплавов, представляет собой нелегированный титан с суммарным содержанием примесей 0,3 масс. %, и по типу структуры является однофазным (содержит лишь -фазу). Дополнительный химический анализ показал, что суммарное содержание примесей в исследуемом сплаве составляет 0,23 масс. %.
Сплавы ВТ5 и ВТ20 относятся к группе среднепрочных сплавов, ВТ23 - к группе высокопрочных сплавов.
Сплав ВТ5 по типу структуры - типичный однофазный сплав, является единственным двойным титановым сплавом, основанным на системе Ti-AI. Фактическое содержание алюминия в данном сплаве составляет 5,4 масс. %. Двойные сплавы [3], содержащие до 6% алюминия, образуют твердые растворы с -титаном вплоть до ~930°С.
Сплав ВТ20 по типу структуры является псевдо--сплавом, поскольку помимо -фазы содержит небольшое количество -фазы. Подобные сплавы ведут себя как сплавы со структурой и не поддаются термической термообработке [3].
Сплав ВТ23 по типу структуры является -титановым сплавом мартенситного типа [3]. Подобные сплавы содержат значительное количество -стабилизирующих элементов, могут подвергаться эффективной упрочняющей термической обработке и применяются в отожженном и термически упрочненном состояниях [3], [4].
Для сплавов ВТ5, ВТ20 и ВТ23 фактическое содержание легирующих элементов в процентах по массе представлено в таблицах 1-3.
Таблица 1 - Фактическое содержание легирующих добавок в сплаве ВТ5
AI | Mn | Fe | Cr | Co |
5,4 | 0,017 | 0,05 | 0,015 | 0,11 |
Таблица 2 - Фактическое содержание легирующих добавок в сплаве ВТ20
AI | Zr | V | Mo |
4,32 | 1,62 | 0,95 | 0,84 |
Таблица 3 - Фактическое содержание легирующих добавок в сплаве ВТ23
AI | Mo | V | Fe | Cr |
4,66 | 1,31 | 3,2 | 0,42 | 0,91 |
Образцы, за исключением сплава ВТ23, отжигались из исходного состояния согласно стандартным технологическим регламентам [5]:
ВТ1-00 - при 700°С в течение 2 ч;
ВТ5 - при 830°С в течение 2 ч;
ВТ20 - при 860°С в течение 2 ч.
Образцы ВТ23 подвергались термическому упрочнению по двум вариантам технологии:
- закалка из -фазы (от 1000°С) в масло с последующим отжигом при 800°С в течение 2 ч;
- закалка из -фазы (от 1000°С) в масло с последующим старением (изотермической выдержкой) при 500°С в течение 5 ч.
Экспериментальная установка для исследования акустических свойств веществ в широком диапазоне температур как в вакууме, так и в различных газовых средах состоит из измерительной ячейки, вакуумного поста, программатора HRC-500, позволяющего проводить нагрев образца по заданной программе в широком диапазоне скоростей нагрева, а также поддерживать температуру на заданном уровне с высокой точностью.