Исследование технологических свойств титанового сплава Ti-6Al-4V. Часть 1. Микроструктура и механические свойства.

А.Р. Сафиуллин1, Р.М. Галеев2, О.Р. Валиахметов1, А.Н. Козлов3, А.В. Берестов4, Р.В. Сафиуллин2, С.П. Малышева2
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
2Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Халтурина 39, 450001 Уфа
3ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», В. Салда
4ОАО «Авиадвигатель», Пермь
Аннотация
В работе описаны результаты комплексных исследований микроструктуры, механических и технологических свойств (формуемость и свариваемость в твердом состоянии) нового листового титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V) с улучшенными сверхпластическими свойствами производства ПАО «Корпорация ВСМПОАВИСМА». В первой части статьи подробно исследована исходная микроструктура данного сплава и его механические свойства в широком диапазоне температур от 650 до 900ºС при скоростях деформации 4×10-4, 4×10-3 4×10-2 с-1. Установлено, что исходная микроструктура однородная, ультрамелкозернистая со средним размером зерен равным 1,2 мкм. В исходной микроструктуре встречаются зерна размером от 0,1 до 4 мкм. Большинство зерен имеет размер от 0,5 до 1,5 мкм. Механические испытания на растяжение позволили установить, что титановый сплав ВТ6 с ультрамелкозернистой микроструктурой обладает более высокими характеристиками сверхпластичности по сравнению со стандартным листом. Проведены исследования микроструктуры деформированных образцов и приведены данные по изменению размеров зерен в зависимости от температуры и скорости деформации. Сравнение характеристик сверхпластичности образцов, вырезанных вдоль и поперек направления прокатки, свидетельствует об отсутствии анизотропии. Наилучшие сверхпластические свойства данный сплав проявляет при температурах от 700 до 850ºС и скоростях деформации 4×10-4  4×10-3 с-1, что соответствует проявлению низкотемпературной сверхпластичности. Относительное удлинение при этом составляет от 650 до 1075%, что позволяет рекомендовать данный сплав для разработки низкотемпературных технологических процессов сверхпластической формовки и диффузионной сварки для получения изделий авиакосмической техники.
Получена: 27 августа 2016   Исправлена: 23 сентября 2016   Принята: 26 сентября 2016
Просмотры: 143   Загрузки: 61
Ссылки
1.
O. A. Kaibyshev, R. V. Safiullin, R. Ya. Lutfullin, O. R. Valiakhmetov, R. M. Galeyev, A. Dutta, T. Raghu, G. G. Saha, Journal Materials Science and Technology, 22 (3), 343 – 348 (2006).
2.
G. A. Salishchev, R. M. Galeyev, S. P. Malysheva, O. R. Valiakhmetov: Mater. Sci. Forum, 585, 243 – 245 (1997).
3.
G. A. Salishchev, R. M. Galeyev, O. R. Valiakhmetov, R. V. Safiullin, R. Ya. Lutfullin, O. N. Senkov, F. H. Froes and O. A. Kaibyshev: J. Mater. Process. Technol. 116, 265 – 268, (2001).
4.
O. A. Rudenko, A. A. Kruglov, R. V. Safiullin, O. R. Valiakhmetov, R. Ya. Lutfullin Kuznechno-shtampovoсhnoe proizvodctvo 4, 5 (2006). (In Russian) [О. А. Руденко, А. А. Круглов, Р. В. Сафиуллин, О. Р. Валиахметов, Р. Я. Лутфуллин Кузнечно-штамповочное производство 4, 5, (2006)].
5.
R. V. Safiullin, W. Beck, A. R. Safiullin, M. А. Murzinova Proceedings of the 6th Europe Conference on Superplastic Forming, (2008), 14 pages. http://hal.archives-ouvertes.fr / hal-–00348660 / fr ([hal-–00348660 / fr−version 1]).
6.
R. V. Safiullin. In Proceedings of Third European Conference on Superplastic Forming. (2004) р.167 – 174.
7.
E. N. Petrov V. V. Rodionov, E. N. Kuzmin, R. Ya. Lutfullin, R. V. Safiullin. Honeycomb. Sneginsk (2008) 176 p. (In Russian) [Е. Н. Петров, В. В. Родионов, Э. Н. Кузьмин, Р. Я. Лутфуллин, Р. В. Сафиуллин. Ячеистые конструкции. (ISBN 978‑5‑902278‑26‑9) Снежинск: Издательство РФЯЦ-ВНИИТФ. (2008) 176 с.]
8.
P. N. Comley. Materials Science Forum 233, 447 – 448 (2004).
9.
L. D. Hefti. Journal of Materials Engineering and Performance, 178, 178 – 182 (2008).
10.
B. Swale. Proceedings of the Europe Conference on Superplastic Forming “Euro-SPF 2004” p.39 – 44 (2004).
11.
O. A. Kaibyshev F. Z. Utyashev. Superplasticity, structure refinement and processing of hard-alloy. Moscow, Science. (2002) 440 p. (In Russian) [О. А. Кайбышев, Ф. З. Утяшев. Сверхпластичность, измельчение структуры и обработка труднодеформируемых сплавов М: Наука, 2002. 440 с.].