Новые тройные функциональные сплавы титана

М. Б. Бабанлы$^{1}$, В. C. Гусейнов$^{1}$, C. C. Гусейнов$^{1}$, А. Е. Перекос$^{2}$, Л. Д. Демченко$^{3}$, А. Н. Титенко$^{4}$

$^{1}$Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, просп. Азадлыг, 20, 1010 Баку, Азербайджан
$^{2}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{3}$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
$^{4}$Институт магнетизма НАН и МОН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36б, 03142 Киев, Украина

Получена: 17.10.2019; окончательный вариант - 22.12.2020. Скачать: PDF

Данная работа направлена на исследование влияния легирования оловом в количестве $x$ = 1–8% масс. на механическое поведение в условиях одноосного растяжения сплавов тройной системы Ti–12%Mo–$x$Sn, подвергнутых комплексной термомеханической обработке, состоящей из плавки, гомогенизирующего отжига, закалки, холодной прокатки со степенью обжатия 90–99% и финишной закалки. Проанализированы изменения механических свойств тройных сплавов в зависимости от концентрации легирующего элемента. Экспериментально установлено, что с повышением содержания олова до 10% отмечается увеличение показателей прочности при уменьшении пластичности. Так, прирост напряжения течения составляет 20–40%, временного сопротивления — 27–35%, а пластичности — от +10 до -30%, по сравнению с показателями для закалённого бинарного сплава Ti–12% Mo после аналогичной термомеханической обработки. Такое деформационное поведение и повышение прочностных характеристик обусловлено твёрдорастворным упрочнением, при этом, деформирование сплавов протекает по каналам механического двойникования и фазового превращения, что подтверждается микроскопическими и рентгенографическими исследованиями. Высокая пластичность сплавов с концентрацией олова 1–6% обусловлена одновременным индуцированием мартенсита деформации с орторомбической решёткой и двойникованием, которое сопровождается высокой скоростью деформационного упрочнения.

Ключевые слова: сплавы титана, индуцированный мартенсит, напряжения, деформация, двойникование, высокая пластичность.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i03/0367.html

PACS: 61.72.S-, 62.20.fg, 62.23.St, 64.70.Nd, 81.30.Kf, 81.40.Ef


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. В. Н. Гриднев, О. М. Ивасишин, С. П. Ошкадёров, Физические основы скоростного термоупрочнения титановых сплавов (Киев: Наукова думка: 1986).
  2. В. Н. Гриднев, В. И. Трефилов, С. А. Фирстов, В. Г. Гаврилюк, С. П. Ошкадёров, В. Н. Минаков, Ю. Н. Петров, Ю. Я. Мешков, А. В. Белоцкий, О. М. Ивасишин, В. Т. Черепин, Фазовые и структурные превращения и метастабильные состояния в металлах (Киев: Наукова думка: 1988), раздел 9.
  3. О. М. Івасишин, О. Д. Погребняк, С. М. Братушка, Наноструктуровані шари та покриття, отримані за допомогою іоно-плазмових потоків у титанових сплавах та сталях (Київ: Академперіодика: 2011).
  4. I. Weiss and S. L. Semiatin, Mater Sci. Eng. A, 243: 46 (1998). Crossref
  5. D. Banerjee and J. C. Williams, Acta Mater., 61: 844 (2013) Crossref
  6. R. P. Kolli, W. J. Joost, and S. Ankem, JOM, 67: 1273 (2015). Crossref
  7. У. Цвиккер, Титан и его сплавы (Москва: Металлургия: 1979).
  8. J. B. Brunski, B. D. Ratner, A. S. Hoffman, F. J. Schoen, and J. E. Lemons, Biomaterials Science – An Introduction to Materials in Medicine (San Diego: Elsevier Academic Press: 2004).
  9. М. Б. Бабанлы, Быстрозакалённые сплавы (Баку: ЭЛМ: 2004).
  10. М. Б. Бабанлы, Сплавы с эффектом памяти формы (Баку: ЭЛМ: 2006).
  11. W. F. Ho, C. P. Ju, and J. H. Chern Lin, Biomaterials, 20: 2115 (1999). Crossref
  12. F. Sun, T. Gloriant, P. Vermaut, P. Jacques, and F. Prima, Solid State Phenomena, 172–174: 129 (2011). Crossref
  13. D. M. Gordin, E. Delvat, R. Chelariu, G. Ungureanu, M. Besse, D. Laille, and T. Gloriant, Adv. Eng. Mater., 10: 714 (2008). Crossref
  14. M. Marteleur, F. Sun, T. Gloriant, P. Vermaut, P. J. Jacques, and F. Prima, Scripta Mater., 66: 749 (2012). Crossref
  15. U. Kocks and H. Mecking, Prog. Mater. Sci., 48: 171 (2003). Crossref
  16. F. Sun, J. Y. Zhang, M. Marteleur, T. Gloriant, P. Vermaut, D. Laille, P. Castany, C. Curfs, P. J. Jacques, and F. Prima, Acta Mater., 61: 6406 (2013). Crossref
  17. Marteleur M. F. Sun, T. Gloriant, P. Vermaut, P. J. Jacques, and F. Prima, Scripta Mater., 66: 749 (2012). Crossref
  18. O. P. Karasevskaya, O. M. Ivasishin, S. L. Semiatin, and Yu. V. Matviychuk, Materials Science and Engineering A, 354: 121 (2003). Crossref
  19. W.-F. Ho, J. Alloys Compd., 464: 580 (2008). Crossref
  20. O. Bouaziz and N. Guelton, Mater. Sci. Eng. A, 319–321: 246 (2001). Crossref
  21. D. R. Steinmetz, T. Japel, B. Wietbrock, P. Eisenlohr, I. Gutierrez-Urrutia, A. Saeed-Akbari, T. Hickel, F. Roters, and D. Raabe, Acta Mater., 61: 494 (2013). Crossref
  22. T. Yao, K. Du, H. Wang, Z. Huang, C. Li, L. Li, Y. Hao, R. Yang, and H. Ye, Acta Mater., 133: 21 (2017). Crossref
  23. F. Sun, J. Y. Zhang, M. Marteleur, C. Brozek, E. F. Rauch, M. Veron, P. Vermaut, P. J. Jacques, and F. Prima, Scripta Mater., 94: 17 (2015). Crossref
  24. M. Ahmed, D. Wexler, G. Casillas, D. G. Savvakin, and E. V. Pereloma, Acta Mater., 104: 190 (2016). Crossref
  25. H. Liu, M. Niinomi, M. Nakai, J. Hieda, and K. Cho, Scripta Mater., 82: 29 (2014). Crossref
  26. X. Min, X. Chen, S. Emura, and K. Tsuchiya, Scripta Mater., 69: 393 (2013). Crossref
  27. X. H. Min, S. Emura, T. Nishimura, K. Tsuchiya, and K. Tsuzaki, Mater. Sci. Eng. A, 527: 5499 (2010). Crossref
  28. J. Zhao, H. Duan, and H. Li, Rare Metal Materials and Engineering, 39: 1707 (2010). Crossref
  29. S. Nag, R. Banerjee, J. Stechschulte, and H. L. Fraser, J. Materials Science: Materials in Medicine, 16: 679 (2005). Crossref
  30. I. Weiss and S. L. Semiatin, Materials Science and Engineering A, 243: 46 (1998). Crossref
  31. J. Gao, Y. Huang, D. Guan, A. J. Knowles, L. Ma, D. Dye, and W. Mark Rainforth, Acta Mater., 152: 301 (2018). Crossref