Рис. 1. Диаграммы состояний систем «Тi-легирующий элемент» (схемы):
а) «Тi- -стабилизаторы»; б) «Тi-изоморфные -стабилизаторы»;
в) «Тi-эвтектоидообразующие -стабилизаторы»; г) «Тi-нейтральные элементы»
В отличие от мартенсита углеродистых сталей, являющегося раствором внедрения и характеризующегося высокой прочностью и хрупкостью, титановый мартенсит является раствором замещения, и закалка титановых сплавов на мартенсит приводит к небольшому упрочнению и не сопровождается резким снижением пластичности.
Фазовые превращения, происходящие при медленном и быстром охлаждении титановых сплавов с различным содержанием -стабилизаторов, а также получаемые структуры отражены на обобщенной диаграмме (рис. 2). Она справедлива для изоморфных -стабилизаторов (рис. 1, б) и, с некоторым приближением, для эвтектоидообразующих -стабилизаторов (рис. 1, в), так как эвтектоидный распад в этих сплавах происходит очень медленно, и им можно пренебречь.
При медленном охлаждении в титановых сплавах, в зависимости от концентрации -стабилизаторов, могут быть получены структуры: , + или соответственно.
При закалке в результате мартенситного превращения в интервале температур Мн-Мк (на рис. 2 показаны пунктиром) следует различать четыре группы сплавов.
В первую группу входят сплавы с концентрацией -стабилизирующих элементов до С1, т. е. сплавы, которые при закалке из -области имеют исключительно ( )-структуру. После закалки этих сплавов с температур ( + )-области в интервале от полиморфного превращения до Т1, их структура представляет собой смесь фаз ( ), и , а после закалки с температур ниже Ткр они имеют ( + )-структуру.
Вторую группу составляют сплавы с концентрацией легирующих элементов от С1 до Скр, у которых при закалке из -области мартенситное превращение не происходит до конца и они имеют структуру ( ) и . Сплавы этой группы после закалки с температур от полиморфного превращения до Ткр имеют структуру ( ), и , а с температур ниже Ткр — структуру ( + ).