Влияние фазового состава и микроструктуры на механическое поведение метастабильных титановых $\beta$-сплавов Ti—3Al—4,5Fe—7,2Cr и ВT22 при растяжении с различными скоростями

П. Е. Марковский, В. И. Бондарчук, О. В. Шепотинник, И. М. Гавриш

Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина

Получена: 13.06.2016; окончательный вариант - 14.07.2016. Скачать: PDF

На примере двух промышленных титановых сплавов метастабильного $\beta$-класса ВТ22 (Ti—5 (% мас.) Al—5V—5Mo—1Fe—1Cr) и Ti—3Al—4,5Fe—7,2Cr было изучено влияние размера $\beta$-зёрен, фазового состава и скорости деформации растяжением (в диапазоне от $3,20\cdot10^{-5}$ до $1,81\cdot10^{-1}$) на их механическое поведение. Механическое поведение обоих сплавов, закалённых на однофазное метастабильное $\beta$-состояние, является аналогичным поведению другого титанового $\beta$-сплава TIMETAL-LCB: характеристики пластичности и вязкости разрушения монотонно снижаются с ростом скорости деформации. Последующее старение приводит к росту характеристик прочности и снижению пластичности, причём падение показателей последней является наибольшим у сплава ВТ22 с крупным зерном, а у сплава Ti—3Al—4,5Fe—7,2Cr не зависит от размера зерна. Предложен вывод о том, что причиной этого является формирование тонких слоёв, обогащённых $\beta$-стабилизирующими элементами, которые образуются непосредственно возле $\alpha$-пластин, покрывающих границы $\beta$-зёрен. С учётом критического охрупчивания сплава Ti—3Al—4,5Fe—7,2Cr, который содержит исключительно $\beta$-стабилизирующие легирующие элементы эвтектоидного типа, было высказано предположение о том, что подобное обогащение может приводить к локальному образованию интерметаллидов.

Ключевые слова: сплавы титана, механические свойства, скорость деформации, ударная вязкость при растяжении, скоростная термообработка.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v38/i07/0935.html

PACS: 61.72.S-, 62.20.fk, 62.20.M-, 81.05.Bx, 81.40.Cd, 81.40.Ef, 81.40.Np


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. G. Lutjering and J. C. Williams, Titanium (Berlin–Heidelberg: Springer-Verlag: 2003). Crossref
  2. P. J. Bania, Beta Titanium Alloys in the 90’s (Eds. D. Eylon, R. R. Boyer, and D. A. Koss) (Warrendale, PA: TMS Publications: 1993), p. 3.
  3. O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, Yu. V. Matviychuk, and S. L. Semiatin, Metall. Mater. Trans. A, 34, Iss. 1: 147 (2003). Crossref
  4. O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, S. L. Semiatin, and C. H. Ward, Mat. Sci. Eng. A, 405: Iss. 1–2: 296 (2005). Crossref
  5. O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, Yu. V. Matviychuk, S. L. Semiatin, C. H. Ward, and S. A. Fox, J. Alloys Compd., 457, Iss. 1–2: 296 (2008). Crossref
  6. N. Stefansson, I. Weiss, A. J. Hutt et al., Titanium’95: Science and Technology (Eds. P. A. Blenkinsop, W. J. Evans, and H. M. Flower) (Cambridge: The University Press: 1996), vol. 2, p. 980.
  7. A. Bhattacharjee, P. Ghosal, A. K. Gogia, S. Bhargava, and S. V. Kamat, Mater. Sci. Eng. A, 452–453: 219 (2007). Crossref
  8. P. E. Markovsky, V. I. Bondarchuk, and Yu. V. Matviychuk, Mater. Sci. Eng. A, 559: 782 (2013). Crossref
  9. P. E. Markovsky, V. I. Bondarchuk, and O. M. Herasymchuk, Mater. Sci. Eng. A, 645: 150 (2015). Crossref
  10. P. E. Markovsky and M. Ikeda, Mater. Transactions, 46, No. 7: 1515 (2005). Crossref
  11. M. Ikeda, S. Komatsu, K. Inoue, H. Shiota, and T. Imose, Mater. Sci. Technol., 16: 605 (2000). Crossref
  12. Tensile Testing: Handbook (Ed. J. R. Davis) (Materials Park, OH: ASM International: 2004).