Структура биметалла

Структура биметалла сталь 15—ВТ 1-0 после повторных нагревов как в печи, так и при электронагреве была такой же, как биметалла армко-железо — ВТ 1-0. В переходной зоне биметалла сталь 45 — ВТ 1-0 после повторного нагрева (независимо от скорости) на стороне титана и стали 45 не было обнаружено диффузионных слоев с характерным строением. Видна одна тонкая прослойка, предположительно представляющая собой карбид титана. Со стороны стали 45 заметна также обезуглероженная зона небольшой глубины, примыкающая к карбидной прослойке. Толщина этой зоны несколько больше в случае нагрева со скоростью 1 град/с. Микротвердость а-твердого раствора титана в железе в биметалле железо—титан плавно изменяется от 320 до 140— 150 кгс/мм2 (от границы раздела в сторону железа), что соответствует литературным данным. Указанное изменение микротвердости наблюдается в диффузионных зонах, полученных при обеих скоростях нагрева. Понижение микротвердости вблизи границы раздела — в зоне столбчатых зерен, по-видимому, связано с обезуглероживанием.

Микротвердость прочного, как грузовые крюки, раствора железа в титане (300— 400 кгс/мм2) возрастает с повышением температуры нагрева и продолжительности выдержки. Вероятно, при больших выдержках концентрация железа в твердом растворе на заданном расстоянии от границы раздела больше, чем при малых выдержках, чем и объясняется рост микротвердости. Действительно, анализ концентрационных кривых показывает, что в зонах твердого раствора, расположенных на одинаковом расстоянии от границы раздела, в зависимости от температуры нагрева и времени выдержки содержится разная концентрация титана, что в свою очередь влияет на значение микротвердости.

Микротвердость интерметаллидной прослойки составляет около 600 кгс/мм2. В биметалле сталь 15—ВТ 1-0 вблизи границы раздела (в зоне столбчатых зерен) снижения микротвердости не обнаружено. Микротвердость твердого раствора железа в титане для биметалла сталь 15 — ВТ 1-0 изменяется в зависимости от режимов обработки от 600 до 200 кгс/мм2. С увеличением продолжительности выдержки растет слой и повышается микротвердость диффузионной зоны. Измерения микро-т. з. д. с. в переходной зоне биметаллов железо — титан и сталь 15 — ВТ1-0 после повторных нагревов показали плавное изменение этой характеристики в области твердых растворов и наличие скачка при переходе на интерметаллидную прослойку.

Рентгеновский анализ не обнаружил образования каких-либо фаз в процессе получения биметаллов при 950° С со степенью обжатия 15—20% и подтвердил выводы, сделанные на основе данных микротвердости и микро-т. э. д. с. Для биметаллов армко-железо — ВТ 1-0 и сталь 15 — ВТ 1-0 диффузионная зона со стороны железа и стали представляет собой твердый раствор титана в а-железе. Для этой зоны обнаружены также линии фазы Fe2Ti. Диффузионная зона со стороны титана представляет собой твердый раствор железа в титане, в ней же обнаружено соединение FeTi, образующееся, по-видимому, при охлаждении твердого раствора. Рентгеновский фазовый анализ показал, что интерметаллидная прослойка представляет собой FeTi. Для биметалла сталь 15 — ВТ 1-0 в зоне твердого раствора титана в а-железе обнаружен также карбид TiC.