Особенности многокомпонентной диффузии легирующих элементов в метастабильных $\beta$-сплавах титана при непрерывном быстром нагреве

В. И. Бондарчук, П. Е. Марковский

Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 20.09.2019; окончательный вариант - 04.05.2020. Скачать: PDF

Особенности конкурентной диффузии отдельных легирующих элементов в высокотемпературной $\beta$-фазе титановых сплавов метастабильного $\beta$-класса в неравновесных условиях непрерывного скоростного нагрева были исследованы с использованием нескольких промышленных сплавов. Установлено, что скорость диффузионного перераспределения легирующих элементов в $\beta$-фазе зависит не столько от их общей концентрации (которая может быть выражена интегральным содержанием $\beta$-стабилизирующих элементов через молибденовый эквивалент $C^{\textrm{Mo}}_0$), сколько от скорости диффузии отдельных легирующих элементов. Быстрее всего при нагревании до температур однофазной $\beta$-области выравнивается распределение в $\beta$-фазе железа, концентрация хрома выравнивается немного медленнее, а концентрация $\beta$-стабилизаторов изоморфного типа (таких как ванадий или молибден) сглаживается наиболее медленно. Это приводит к тому, что подобно углеродистым сталям в титановых сплавах метастабильного $\beta$-класса в неравновесных условиях быстрого нагрева имеет место явление установления сначала пара- (частичного), и только потом орто- (полного) равновесного распределения в высокотемпературной $\beta$-фазе $\beta$-стабилизаторов эвтектоидного и изоморфного типа соответственно.

Ключевые слова: титановые сплавы, метастабильная $\beta$-фаза, фазовые превращения, легирующие элементы, диффузия, химическая неоднородность.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i09/1217.html

PACS: 64.60.My, 64.70.Kd, 68.35.Dv, 68.35.Fx, 81.05.Bx, 81.40.Ef


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. U. Zwicker, Titan und Titanlegierungen (Berlin: Springer–Verlag: 1974). Crossref
  2. G. Lütjering and J.C. Williams, Titanium (Springer: 2003). Crossref
  3. S. Huang, J. Zhang, Y. Ma, S. Zhang, S. S. Youssef, M. Qi, H. Wang, J. Qiu, D. Xu, J. Lei, and R. Yang, J. Alloys Compd., 791: 575 (2019). Crossref
  4. L. R. Zeng, H. L. Chen, X. Li, L. M. Lei, and G. P. Zang, J. Mater. Sci. Technology, 34, Iss. 5: 782 (2018). Crossref
  5. G. Charrier, M. Dehmas, M. Descoins, D. Mangelinck, E. Aeby‐Gautier, B. Appolaire, S. Andrieu, and F. Soniak, Proceedings of the 13th World Conf. on Titanium (2016), p. 547. Crossref
  6. E. W. Collings, The Physical Metallurgy of Titanium Alloys (American Society for Metals: 1984).
  7. O. M. Ivasishin and P. E. Markovsky, Metallofizika, 6, No. 5: 135 (1984).
  8. O. Ivasishin and H. M. Flower, J. Mater. Sci., 21: 2519 (1986). Crossref
  9. P. E. Markovsky, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 31, No. 4: 511 (2009).
  10. P. Ye. Markovsky, Fizyko-Tekhnolohichni Osnovy Formuvannya Vysokomitsnykh Strukturnykh Staniv u Tytanovykh Splavakh Termichnoyu Obrobkoyu v Suttyevo Nerivnovazhnykh Umovakh (Thesis of Disser. for Dr. Techn. Sci.) (Kyiv: G.V. Kurdyumov Institute for Metal Physics, N.A.S.U.: 2011).
  11. O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, Yu. V. Matviychuk, and S. L. Semiatin, Metall. Mater. Trans. A, 34: 147 (2003). Crossref
  12. O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, Yu. V. Matviychuk, S. L. Semiatin, C. H. Ward, and S. Fox, J. Alloys Compd., 457, Iss. 1–2: 296 (2008). Crossref
  13. P. E. Markovsky and Masahiko Ikeda, Chemical Mechanics of Materials, No. 1: 78 (2013).
  14. H. Nakajima and M. Koiwa, ISIJ International, 31, Iss. 8: 757 (1991). Crossref
  15. E. Kozeschnik and J. M. Vitek, Calphad, 24, Iss. 4: 495 (2000). Crossref
  16. H. Nakajima, M. Koiwa, and S. Ono, Scripta Metallurgica, 17, Iss. 12: 1431 (1983). Crossref