Жаропрочные свойства никелевых жаропрочных сплавов

Рис. 4.21. Жаропрочные свойства сплава ХН77ТЮР

На основе данных табл. 4.20 и рис. 4.26., 4.27. можно отметить, что с течением времени прочность данных сплавов уменьшается довольно медленно на 200-300 МПа за 100-200 часов нагружения в зависимости от марки сплава. Таким образом, при лезвийной обработке данных сплавов можно спрогнозировать высокую температуру в зоне резания и незначительное изменение прочности обрабатываемого материала.

Рис. 4.22. Длительная прочность при 700°С сплавов:

1- ХН70ВМТЮ, 2 – ХН77ТЮР, 3 – ХН77ТЮ

Несомненно, все эти особенности нужно учитывать при разработке инструментального материала и многофункционального покрытия. В данном случае основную роль играет теплостойкость инструментального материала, то есть способность сохранять прочность и твердость при повышенной температуре в зоне резания, а также способность износостойкого покрытия выполнять ряд необходимых функций, которые будут рассмотрены ниже.

Еще одной областью, где широко используют труднообрабатываемые материалы, является биотехнология. В частности для изготовления протезов наиболее часто используют титан и его сплавы, что обусловлено низкой плотностью, весом, высокой пассивностью этих материалов по отношению к плоти человека. Титан и его сплавы относятся к материалам, имеющим низкую обрабатываемость резанием. Твердость титановых сплавов может изменяться в широком диапазоне (НВ 1800-4000).

Важнейшим преимуществом титана и титановых сплавов относительно конструкционных сталей является высокая удельная прочность, жаропрочность в сочетании с хорошей коррозионной стойкостью, практическое отсутствие хладноломкости. Кроме того, титан и его сплавы, несмотря на относительно низкую обрабатываемость резанием, хорошо свариваются, обрабатываются давлением в холодном и горячем состоянии, термически упрочняются, что имеет особое значение для их применения в машиностроении.

Температура плавления титана 1672° С. Титан имеет высокие механические свойства: предел прочности s_В= 300 МПа, относительное удлинение d=40%. Кроме того, титан и его сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью за счет мгновенного формирования на его поверхности чрезвычайно плотной термодинамически устойчивой оксидной пленки TiO₂,

Механические свойства титана определяются составом: чем меньше легирующих элементов, тем ниже прочность и выше пластичность. Характерной особенностью титана и его сплавов является необычайно высокая чувствительность к примесям атмосферных газов – водороду, кислороду, азоту и углероду. Так небольшие количества кислорода, азота и углерода повышают его твердость и прочность, но при этом значительно уменьшаются пластичность и коррозионная стойкость, ухудшаются свариваемость. В табл. 4.21 приведен химический состав технического титана.