Влияние легирования цирконием на структуру и твёрдость закалённого литого биосовместимого сплава Ti–18Nb–1Si

О. М. Шевченко, Л. Д. Кулак, М. М. Кузьменко, С. А. Фирстов

Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03142 Киев, Украина

Получена: 12.07.2019; окончательный вариант - 03.10.2019. Скачать: PDF

Проведено исследование литых закалённых сплавов Ti–18Nb–$x$Zr–1Si с содержанием циркония от 2 до 8% вес. Изучалось влияние циркония и температуры закалки на структуру и твёрдость. Введение циркония имеет модифицирующее влияние на структуру литых сплавов: с увеличением его содержания наблюдается снижение ликвационной неоднородности и уменьшение величины зерна. Показано, что в сплавах Ti–18Nb–$x$Zr–1Si ($x$ = 2–8%) при закалке в зависимости от температуры выдержки образуется структура различной морфологии и дисперсности. В сплаве с низким содержанием циркония $\leq$ 2% вес. формируется крупно пластинчатая $\alpha ^{''}$-фаза, близкая к мартенситу в сплаве Ti–18Nb–1Si, в то время как большее содержание Zr способствует переходу к дисперсной тонкопластинчатой или игольчатой форме мартенсита. По данным рентгенофазового и микрорентгеноспектрального анализа в сплавах присутствуют силициды (Ti, Zr)$_3$Si и (Ti, Zr)$_5$Si$_3$, количество которых также зависит от содержания циркония и температуры закалки. Максимальная твёрдость в сплавах Ti–18Nb–$x$Zr–1Si достигается при содержании Zr $\cong$4–6% вес. и температурах закалки 1100–1200°С.

Ключевые слова: сплавы титана, закалка, твёрдость, структура, мартенсит, силициды.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i02/0237.html

PACS: 61.72.U-, 64.75.Bc, 64.75.Nx, 81.30.Kf, 81.30.Mh, 81.40.Cd, 81.40.Ef, 87.85.jj


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. H.-S. Kim, W.-Y. Kim, and S.-H. Lim, Scr. Mater., 54, Iss. 5: 887 (2006). Crossref
  2. О. М. Шевченко, Л. Д. Кулак, О. В. Дацкевич, М. М. Кузьменко, Г. Є. Хоменко, С. О. Фірстов, Доповіді Національної академії наук України, № 2: 62 (2016). Crossref
  3. О. М. Шевченко, Л. Д. Кулак, М. М. Кузьменко, А. В. Котко, С. О. Фірстов, Металлофиз. новейшие технол., 39, № 6: 823 (2017). Crossref
  4. О. М. Шевченко, Л. Д. Кулак, М. М. Кузьменко, С. О. Фірстов, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 3: 363 (2019). Crossref
  5. N. H. Salpadoru and H. M. Flower, Metall. Mater. Trans., 26: 243 (1995). Crossref
  6. Г. И. Носова, Фазовые превращения в сплавах титана (Москва: Металлургия: 1968).