Микроструктура и механические свойства композитов на основе α+β титанового сплава, изготовленных in situ с помощью литья и подвергнутых горячей деформации

В.М. Имаев, Р.А. Гайсин, А.А. Ганеев, Р.М. Имаев показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 09 октября 2018; Исправлена: 22 октября 2018; Принята: 25 октября 2018
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: В.М. Имаев, Р.А. Гайсин, А.А. Ганеев, Р.М. Имаев. Микроструктура и механические свойства композитов на основе α+β титанового сплава, изготовленных in situ с помощью литья и подвергнутых горячей деформации. Письма о материалах. 2018. Т.8. №4. С.478-484
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-4-478-484

Аннотация

Наилучший баланс механических свойств был получен для композиционного материала ВТ25У/TiB.Работа посвящена изучению микроструктуры и механических свойств коротковолокнистых композиционных материалов на основе Ti/TiB и Ti/(TiB+TiC), изготовленных in situ с помощью литья. В качестве матричного материала был взят двухфазный титановый сплав ВТ25У (Ti-6.8Al-2.1Sn-2Zr-3.5Mo-0.8W-0.2Si). Бор и углерод добавляли в сплав в количестве, соответствующем 8 об.% TiB и 2 об.% TiC. 2D ковка при температурах α+β температурной области была применена для композита ВТ25У/TiB для достижения преимущественно ориентированных TiB волокон с повышенным отношением длины к диаметру. Двухстадийную 3D ковку использовали для измельчения армирующих компонент в ВТ25У/TiB и ВТ25У/(TiB+TiC). Для достижения наибольшего сопротивления ползучести и близкой матричной структуры деформированные композиты подвергали одной и той же термической обработке, включавшей в себя отжиг в β фазовой области. Полученные композиционные материалы продемонстрировали значительно более высокие напряжения течения и сопротивление ползучести в сравнении с матричным сплавом. Способность упрочнителей нести нагрузку в основном внесла свой вклад в повышение прочности и сопротивления ползучести. Добавка углерода привела к укрупнению боридов и уменьшению содержания β фазы. В результате добавление углерода не привело к повышению прочности и сопротивления ползучести в сравнении с ВТ25У/TiB, при этом комнатная пластичность композита ВТ25У/(TiB+TiC) оказалась низкой. Измельченные и хаотично ориентированные волокна TiB обеспечили механические свойства сравнимые со свойствами, полученными в случае преимущественно ориентированных волокон TiB. Микроструктурные исследования подтвердили высокую адгезионную прочность границ раздела между матрицей и упрочнителями, сохранявшуюся до Т=700°С.

Ссылки (33)

1. Ed. by Ju. S. Karabasov. New Materials. Мoscow, MISiS (2001) 736 p. (in Russian) [Под ред. Ю. С. Карабасова. Новые материалы. Москва, МИСИС (2002) 736 с.].
2. K. S. R. Chandran, K. B. Panda, S. S. Sahay. JOM 56, 42 (2004).
3. S. Abkowitz, S. M. Abkowitz, H. Fisher, P. J. Schwartz. JOM 56, 37 (2004).
4. S. C. Tjong, Y.-W. Mai. Comp. Sci. Technol. 68, 583 (2008).
5. D. R. Ni, L. Geng, J. Zhang, Z. Z. Zheng. Mater. Sci. Eng. A. 478, 291 (2008).
6. L. J. Huang, L. Geng, H. X. Peng. Mater. Sci. Eng. A 527, 6723 (2010).
7. M. J. Koo, J. S. Park, M. K. Park, T. K. Kyung, S. H. Hong. Scr. Mater. 66, 487 (2012).
8. L. J. Huang, L. Geng, B. Wang, H. Y. Xu, B. Kaveendran. Composites: Part A. 43, 486 (2012).
9. L. J. Huang, L. Geng, H. X. Peng, J. Zhang. Scr. Mater. 64, 844 (2011).
10. L. J. Huang, L. Geng, H. X. Peng. Prog. Mater. Sci. 71, 93 (2015).
11. Y. Jiao, L. J. Huang, Q. An, S. Jiang, Y. N. Gao, X. P. Cui, L. Geng. Mater. Sci. Eng. A. 673, 595 (2016).
12. Y. Jiao, L. J. Huang, S. Wang, X. T. Li, Q. An, X. P. Cui, L. Geng. J. Alloys Compd. 704, 269 (2017).
13. L. Huang, L. Wang, M. Qian, J. Zou. Scr. Mater. 141, 133 (2017).
14. B. Wang, L. J. Huang, L. Geng, Z. S. Yu. J. Alloys Compd. 690, 424 (2017).
15. B. Wang, L. J. Huang, L. Geng. Mater. Sci. Eng. A. 558, 663 (2012).
16. B. Wang, L. J. Huang, H. T. Hu, B. X. Liu, L. Geng. Mater. Character. 103, 140 (2015).
17. H. T. Hu, L. J. Huang, L. Geng, J. F. Sun, H. Tian. J. Alloys Compd. 688, 958 (2016).
18. W. J. Lu, D. Zhang, X. N. Zhang, R. J. Wu, T. Sakata, H. Mori. Mater. Sci. Eng. A. 311, 142 (2001).
19. O. M. Ivasishin, R. V. Teliovych, V. G. Ivanchenko, S. Tamirisakandala, D. B. Miracle. Metall. Mater. Trans. A. 39, 402 (2008).
20. C. J. Zhang, F. T. Kong, S. L. Hiao, E. T. Zhao, L. J. Xu, Y. Y. Chen. Mater. Sci. Eng. A. 548, 152 (2012).
21. C. Zhang, F. Kong, Sh. Xiao, H. Niu, L. Xu, Y. Chen. Mater. Design. 36, 505 (2012).
22. C. J. Zhang, F. T. Kong, L. J. Xu, E. T. Zhao, S. L. Xiao, Y. Y. Chen, N. J. Deng, W. Ge, G. J. Xu. Mater. Sci. Eng. A. 556, 962 (2012).
23. X. Guo, L. Wang, M. Wang, J. Qin, D. Zhang, W. Lu. Acta Mater. 60, 2656 (2012).
24. V. M. Imayev, R. A. Gaisin, E. R. Gaisina, R. M. Imayev, H.-J. Fecht, F. Pyczak. Mater. Sci. Eng. A. 609, 34 (2014).
25. V. M. Imayev, R. A. Gaisin, R. M. Imayev. Mater. Sci. Eng. A. 641, 71 (2015).
26. C. Zhang, X. Li, S. Zhang, L. Chai, Z. Chen, F. Kong, Y. Chen. Mater. Sci. Eng. A. 684, 645 (2017).
27. J. Qu, C. Zhang, S. Zhang, J. Han, L. Chai, Z. Chen, Y. Chen. Mater. Sci. Eng. A 701, 16 (2017).
28. R. A. Gaisin, V. M. Imayev, R. M. Imayev. Letters on Materials. 7(2), 186 (2017). (in Russian) [Р. А. Гайсин, В. М. Имаев, Р. М. Имаев. Письма о материалах. 7(2), 186 - 192 (2017).]. Crossref
29. F. Ma, S. Lu, P. Liu, W. Li, X. Liu, X. Chen, K. Zhang, D. Pan, W. Lu, D. Zhang. J. Alloys Compd. 695, 1515 (2017).
30. R. A. Gaisin, V. M. Imayev, R. M. Imayev. J. Alloys Compd. 723, 385 (2017).
31. V. M. Imayev, R. A. Gaisin, R. M. Imayev. J. Alloys Compd. 762, 555 (2018).
32. H. L. Cox, H. L. Br. J. Appl. Phys. 3, 72 (1952).
33. H. Fukuda, T. W. Chou. J. Mater. Sci. 16, 1088 (1981).

Другие статьи на эту тему

Распределение разориентировок на большеугловых границах деформационного происхождения: определение и анализ на базе данных по дифракции обратно рассеянных электронов на примере железа, подвергнутого большим деформациям
Н.Ю. Золоторевский, В.В. Рыбин, А.Н. Матвиенко, Э.А. Ушанова, С.Н. Сергеев