Влияние температуры деформации на формирование мелкозернистой структуры в альфа титановом сплаве ВТ5-1

М.А. Мурзинова1
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Степана Халтурина 39, 450001 Уфа
Аннотация
Альфа титановые сплавы обладают хорошей термической стабильностью, устойчивостью к коррозии, удовлетворительной жесткостью, однако эти сплавы не поддаются упрочняющей термической обработке. Один из способов повышения их прочности является получение мелкозернистой микроструктуры в процессе деформации. Размер зерен в материалах, подвергнутых горячей и теплой деформации, зависит от напряжений течения, которые в свою очередь определяются условиями деформации. В статье представлены данные о напряжениях течения и параметрах микроструктуры альфа титанового сплава ВТ5-1 (Ti-5Al-2.5Sn), подвергнутого изотермической деформации при различных температурах от 940 до 650 C. Для количественного анализа микроструктуры использовали метод дифракции обратно рассеянных электронов. На основе полученных данных построены и проанализированы зависимости между напряжениями течения на установившейся стадии деформации и средним размером зерен в деформированном сплаве, а также – температурные зависимости размеров зерен, субзерен и тензорной плотности дислокаций. Показано, что прерывистая динамическая рекристаллизация преобладала в сплаве ВТ5-1 при температурах деформации выше, чем ~840 C, а непрерывная динамическая рекристаллизация – при 650–840 С. Понижение температуры деформации от 940 до 650 C приводит к уменьшению размера динамически рекристаллизованных зерен в десять раз. После деформации при 650 С была получена микроструктура со средним размером зерна 0,7 микрометров и высокой плотностью дислокаций. Формирование мелкозернистой структуры привело к увеличению твердости сплава по Бринеллю почти в 1,4 раза по сравнению с исходным крупнозернистым состоянием.
Получена: 24 ноября 2015   Исправлена: 16 декабря 2015   Принята: 16 декабря 2015
Просмотры: 98   Загрузки: 54
Ссылки
1.
M. J. Donachie. Titanium: A Technical Guide, ASMInternational. (1988) p 28.
2.
G. Lütjering, J. Williams, Titanium — EngineeringC. Materials and Processes, 2nd edition, Springer-VerlagBerlin Heidelberg. (2007), 449 p.
3.
D. Banerjee, J. C. Williams, Acta Mater. 61, 844 (2013).
4.
S. V. Zherebtsov, G. A. Salishchev, R. M. Galeyev, Defectand Diffusion Forum, 208 – 209, 237 (2002).
5.
A. Belyakov, S. Zherebtsov, G. Salishchev. MaterialsScience & Engineering. A 628, 104 (2015).
6.
F. J. Humphreys, J. Mater. Sci. 36, 3833 (2001).
7.
M. A. Murzinova. Letters on materials. 4 (4), 214 (2014).
8.
Q. Liu, D. Jensen, N. Hansen. Acta Mater. 46, 5819J. (1998).
9.
T. Sakai, J. J. Jonas, Acta Metall. 32, 189 (1984).
10.
B. Derby Acta Metall. Mater. 39, 955 (1991).
11.
F. Humphreys and M. Hatherly, Recrystallization andJ. Related Annealing Phenomena, 2nd ed. Elsevier Ltd. 628p. (2004).
12.
H. McQueen, Metall. Sci, & Technology, 28 (1), 12J. (2010).
13.
Materials in mechanical engineering. Vol. 1. Nonferrousmetals and alloys. Ed. by I. V. Kudrayvcev, L. P. Luzhnikov.Handbook in 5 volumes. Moscow, Mashinostroenie(Mechanical engineering) (1967) 304 p. (in Russian).
14.
H. Frost, M. Ashby. Deformation-mechanism maps.J. F. Oxford, Pergamon press. (1982).
15.
A. Belyakov, T. Sakai, H. Miura, K. Tsuzaki, Philos. Mag.A, 81, 2629 (2001).
16.
A. Belyakov, K. Tsuzaki, H. Miura, T. Sakai, Acta Mater.51, 847 (2003).
17.
O. Sitdikov. Letters on materials. 5 (1), 74 (2015) (inS. Russian).
18.
Sitdikov, T. Sakai, E. Avtokratova, R. Kaibyshev, O. K. Tsuzaki, Y. Watanabe. Acta Mater. 56, 821 (2008).