Что такое полиморфное превращение, и какие необходимы условия его протекания? Опишите явление полиморфизма в приложении к титану, а такжестроение и основные характеристики кристаллической решетки (параметры, координационное число, плотность упаковки) для объемно-центрированнойкубической модификации
Как и при кристаллизации из жидкой фазы, полиморфное превращение протекает только при переохлаждении или перегреве относительно равновесной температуры и возникновения разности свободных энергий между исходной и образующейся модификациями. При данном превращении в отличие от кристаллизации из жидкой фазы возможно достижение очень больших степеней переохлаждения. Зародыши новой модификации наиболее часто возникают на границах зерен исходных фаз.
Полиморфное превращение сопровождается скачкообразным изменением всех свойств материала: теплопроводности, электропроводности, магнитных, химических и механических свойств и др.
Титан имеет высокую удельную прочность, которая равна 22 (отношение предела прочности к удельному весу).
При нормальной температуре и до температуры 8820 С титан будет иметь плотноупакованную гексагональную атомно-кристаллическую ячейку,а выше температуры 8820 С - объемно-центрированную кубическую ячейку.
Воздействие примесей на титан многообразно. Азот, кислород и водород снижают пластичность; углерод - ковкость и обрабатываемость резанием; углерод и кислород - коррозионную стойкость. Температуру полиморфного превышения повышают алюминий, кислород, азот. Они расширяют область и потому их называют стабилизаторами. Такие элементы, как молибден. Ванадий. Марганец, хром и железо, понижают температуру полиморфного превращения и расширяют область фазы, их называют стабилизаторами. Марганец, железо, кремний и другие образуют с титаном металлические соединения (интерметаллиды).
Все титановые сплавы обладают низкими антифрикционными свойствами, имеют предел прочности в три раза выше, чем конструкционная легированная сталь, имеет высокую коррозионную стойкость в агрессивных средах (газ, кислота, щелочи). Высокие свойства сохраняются до Т 4000 С.
Явление сверхпластичности металлов и сплавов.
Сверхпластичностью называют способность металлов и сплавов к значительной равномерной деформации, при которой относительное удлинение достигает сотен и тысяч процентов. Для того чтобы сплавы приобрели сверхпластичность, необходимо получить ультрамелкозернистую структуру. Такое структурное состояние достигается путем соответствующей термической обработки.
Эффект сверхпластичности металлов и сплавов внешне проявляется в форме аномального квазиоднородного удлинения при малых значениях напряжений пластического течения. Металловедческими исследованиями установлено, что специфика подобной аномалии заключается в превалировании механизма зернограничного проскальзывания над другими формами массопереноса. Реализации указанного механизма способствует формирование ультрамелкозернистой структуры на предварительном этапе (структурная или микрозеренная сверхпластичность) или в процессе нагрева и деформации (динамическая сверхпластичность). Очевидно, что динамическая сверхпластичность имеет место в промышленных металлических материалах, которые реагируют на изменение температурных и кинематических условий в виде различной природы структурных превращений. В частности, промышленные алюминиевые сплавы в исходном литом и деформированном состояниях проявляют сверхпластические свойства в термомеханических режимах структурного фазового перехода - динамической рекристаллизации. В процессе последней в материале возникает равновесная структура с очень мелким зерном, примерно совпадающим по размерам с субзернами. Так создается структурная ситуация, способствующая осуществлению зернограничного проскальзывания. Наличие ультрамелкого зерна можно считать необходимым, но недостаточным условием развития эффекта. К микрозернистости следует добавить требование равноосности и несклонности к росту зерна при нагреве и деформации. Важным структурным элементом считаются также границы зерен.
Используя эффект сверхпластичности, можно при небольших усилиях осуществить большие деформации; при этом возможно использование оборудования меньшей мощности. Сверхпластичность позволяет проводить обработку давлением труднодеформируемых сплавов.
Сверхпластичность используется в производстве различных деталей и заготовок, главным образом методами объемной изотермической штамповки и пневмоформовки.
Выбрать сталь для изготовления кожухов электродвигателей методом глубокой вытяжки. Опишите исходную структуру и механичечские свойства,назначьте режим возможной термической обработки, опишите микроструктуру и свойства стали после термообработки