Вплив фазового складу та мікроструктури на механічну поведінку метастабільних титанових $\beta$-сплавів Ti—3Al—4,5Fe—7,2Cr і ВT22 при розтягу з різними швидкостями

П. Є. Марковський, В. І. Бондарчук, О. В. Шепотинник, І. М. Гавриш

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03680, МСП, Київ-142, Україна

Отримано: 13.06.2016; остаточний варіант - 14.07.2016. Завантажити: PDF

На прикладі двох промислових титанових стопів метастабільного $\beta$-класу ВТ22 (Ti—5(%мас.) Al—5V—5Mo—1Fe—1Cr) та Ti—3Al—4,5Fe—7,2Cr було вивчено вплив розміру $\beta$-зерен, фазового складу та швидкости деформації на розтяг (у діяпазоні від $3,20\cdot10^{-5}$ до $1,81\cdot10^{-1}$) на їхню механічну поведінку. Механічна поведінка обох стопів, загартованих на однофазний метастабільний $\beta$-стан, є аналогічною до іншого титанового $\beta$-стопу TIMETAL-LCB: характеристики пластичности та в’язкости руйнування монотонно зменшуються з ростом швидкости деформації. Наступне старіння приводить до росту характеристик міцности та зниження пластичности, причому падіння показників останньої є найбільшим у стопу ВТ22 з грубим зерном та у стопу Ti—3Al—4,5Fe—7,2Cr незалежно від розміру зерна. Запропоновано висновок про те, що причиною цього є формування тонких шарів, збагачених $\beta$-стабілізувальними елементами, які утворюються безпосередньо біля $\alpha$-пластин, що покривають межі $\beta$-зерен. Із врахуванням критичного окрихчування стопу Ti—3Al—4,5Fe—7,2Cr, який вміщує виключно $\beta$-стабілізувальні леґувальні елементи евтектоїдного типу, висловлено припущення про те, що подібне збагачення може приводити до локального утворення інтерметалідів.

Ключові слова: стопи титану, механічні властивості, швидкість деформації, ударна в’язкість при розтягуванні, швидкісне термооброблення.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).