Нові потрійні функціональні стопи титану

М. Б. Бабанли$^{1}$, В. C. Гусейнов$^{1}$, C. C. Гусейнов$^{1}$, А. О. Перекос$^{2}$, Л. Д. Демченко$^{3}$, А. М. Тітенко$^{4}$

$^{1}$Азербайджанський державний університет нафти та промисловості, просп. Азадлиг, 20, 1010 Баку, Азербайджан
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{3}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{4}$Інститут магнетизму НАН та МОН України, бульв. Академіка Вернадського, 36б, 03142 Київ, Україна

Отримано: 17.10.2019; остаточний варіант - 22.12.2020. Завантажити: PDF

В роботі досліджено вплив леґування Станумом в кількості $x$ = 1–8% ваг. на механічну поведінку в умовах одновісного розтягу стопів потрійної системи Ti–12%Mo–$x$Sn, що піддані комплексній термомеханічній обробці, яка складається з гомогенізуючого відпалу, гартування, холодної прокатки зі ступенем обтиснення 90–99% і фінішного гартування. Проведено аналіз механічних властивостей потрійних стопів в залежності від концентрації легуючого елементу. Експериментально встановлено, що з підвищенням вмісту Стануму до 10% відмічається збільшення міцності при зменшенні пластичності. Так, приріст границі плинності складає 20–40%, тимчасового опору руйнуванню — 27–35%, а пластичності — від +10 до -30%, в порівнянні з механічними характеристиками загартованого бінарного стопу Ti–12% Mo після аналогічної термомеханічної обробки. Така деформаційна поведінка і підвищення міцності потрійних стопів Ti–Mo–Sn обумовлені твердорозчинним зміцненням, при цьому, деформування стопів протікає по каналах механічного двійникування і фазового перетворення, що підтверджується мікроскопічними і рентґенографічними дослідженнями. Висока пластичність стопів з концентрацією Стануму 1–6% обумовлена одночасним індукуванням мартенситу деформації з орторомбічною ґратницею і двійникуванням, яке супроводжується високою швидкістю деформаційного зміцнення.

Ключові слова: стопи титану, індуковане напруженням мартенситне перетворення, деформація, двійникування, пластичність.

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

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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