Достижение необычно высоких сверхпластических свойств в мелкозернистых интерметаллидных сплавах на основе γ-TiAl+α2-Ti3Al

В. Имаев, Р. Имаев, Т. Назарова, Р. Гайсин, А. Ганеев показать трудоустройства и электронную почту
Принята: 13 ноября 2018
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: В. Имаев, Р. Имаев, Т. Назарова, Р. Гайсин, А. Ганеев. Достижение необычно высоких сверхпластических свойств в мелкозернистых интерметаллидных сплавах на основе γ-TiAl+α2-Ti3Al. Письма о материалах. 2018. Т.8. №4s. С.554-560
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-4-554-560

Аннотация

Температурные зависимости относительного удлинения, полученные для исследуемых сплавов.Настоящая статья представляет собой короткий обзор сверхпластического поведения интерметаллидных сплавов на основе γ-TiAl+α2-Ti3Al с различным содержанием ниобия и измельченной микроструктурой, полученной с помощью горячей деформации. В статье рассмотрены три γ+α2 сплава, имеющих номинальные составы Ti-44.2Al-1.9Cr-0.7Nb-0.4B, Ti-45Al-8Nb-0.2C и Ti-43.7Al-4.2Nb-0.5Mo-0.2B-0.2C (в ат. %). Деформационная обработка включала в себя квази-изотермическую деформацию сжатием или экструзией в α+γ или α+β(B2)+γ фазовой области и ковку при T=950°C. Деформационная обработка привела к формированию измельченной, частично рекристаллизованной и глобуляризованной структуры в сплавах Ti-44.2Al-1.9Cr-0.7Nb-0.4B и Ti-43.7Al-4.2Nb-0.5Mo-0.2B-0.2C и полностью ультрамелкозернистой структуры в сплаве Ti-45Al-8Nb-0.2C. Полученные мелкозернистые материалы были использованы для приготовления образцов для механических испытаний. Испытания на растяжение были выполнены при T=800-1000°C и έ~10-4-10-3 с-1 на воздухе без использования защиты от окисления. Сверхпластические удлинения и повышенные значения коэффициента скоростной чувствительности (m>0.3) были достигнуты при T=850-1000°C для всех исследованных сплавов. Сравнение сверхпластических свойств сплавов показывает, что сверхпластические удлинения были существенно выше благодаря более интенсивной деформационной обработке и в сплавах с повышенным содержанием ниобия и повышенной объемной долей α2 фазы. Микроструктурные наблюдения обнаружили, что последние два фактора обеспечивают медленный динамический рост зерен в ходе сверхпластического течения, способствующий устойчивому сверхпластическому течению и необычно высоким сверхпластическим удлинениям (δ>1000%) в сплавах Ti-43.7Al-4.2Nb-0.5Mo-0.2B-0.2C и Ti-45Al-8Nb-0.2C. В частности, необычно высокие сверхпластические удлинения (δ=1270-2860%) были достигнуты в сплаве Ti-43.7Al-4.2Nb-0.5Mo-0.2B-0.2C при T=900-1000°C. Полученные данные указывают на то, что медленный динамический рост зерен при сверхпластическом течении явился ключевой предпосылкой к достижению необычно высоких сверхпластических свойств в мелкозернистых γ+α2 сплавах.

Ссылки (46)

1. O. A. Kaibyshev. Czech.J. Phys. B 38, 395 (1988).
2. R. M. Imayev, V. M. Imayev. Scr. Met. 25, 2041 (1991).
3. T. Maeda, M. Okada, Y. Shida. Superplasticity in Advanced Materials, ed. by S. Hori, M. Tokizane and N. Furushiro. Jap. Soc. Res. Superplast. 311 (1991).
4. R. M. Imayev, O. A. Kaibyshev, G. A. Salishchev. Acta Metal. 40, 581 (1992).
5. S. C. Cheng, J. Wolfenstine, O. D. Sherby. Metal Trans. 23A, 1509 (1992).
6. W. B. Lee, H. S. Yang, W. Y- Kim, A. K. Mukherjee. Scr. Met. Mater. 29, 1403 (1993).
7. R. M. Imayev, G. A. Salishchev, V. M. Imayev, N. K. Gabdullin, M. R. Shagiev. Mater. Sci. Forum. 170 - 172, 453 (1994).
8. R. S. Mishra, W. B. Lee, A. K. Mukherjee. Gamma Titanium Aluminides, ed. by Y.-W. Kim, R. Wagner, M. Yamaguchi. The Minerals, Metals & Mater. Soc. 571 (1995).
9. C. M. Lombard, A. K. Ghosh and S. L. Semiatin. Gamma Titanium Aluminides, ed. by Y.-W. Kim, R. Wagner, M. Yamaguchi. The Minerals, Metals & Mater. Soc. 579 (1995).
10. R. Imayev, M. Shagiev, G. Salishchev, V. Imayev, V. Valitov. Scr. Mat. 34, 985 (1996).
11. V. M. Imayev, R. M. Imayev, G. A. Salishchev. Mater. Sci. Eng. A. 208, 226 (1996).
12. A. K. Mukherjee, R. S. Mishra. Mater. Sci. Forum. 243 - 245, 609 (1997).
13. T. G. Nieh, J. N. Wang, L. M. Hsiung, J. Wadsworth, V. Sikka. Scr. Mater. 37, 773 (1997).
14. V. M. Imayev, G. A. Salishchev, M. R. Shagiev, A. V. Kuznetsov, R. M. Imayev, O. N. Senkov, F. H. Froes. Scr. Mat. 40, 183 (1999).
15. R. M. Imayev, G. A. Salishchev, O. N. Senkov, V. M. Imayev, M. R. Shagiev, N. K. Gabdullin, A. V. Kuznetsov, F. H. (Sam) Froes. Mater. Sci. Eng. A. 300, 263 (2001).
16. F. Sun, D. Lin. Scr. Mater. 44, 665 (2001).
17. J. Sun, Y. H. He, J. S. Wu. Mater. Sci. Eng. A. 329 - 331, 885 (2002).
18. B. Zhang, J. N. Wang, J. Yang. Mater. Res. Bull. 7(14), 2315 (2002).
19. V. M. Imayev, R. M. Imayev A. V. Kuznetsov. Scr. Mat. 49, 1047 (2003).
20. V. M. Imayev, R. M. Imayev, A. V. Kuznetsov, M. R. Shagiev, G. A. Salishchev. Mater. Sci. Eng. A. 348, 15 (2003).
21. V. M. Imayev, R. M. Imayev, A. V. Kuznetsov. Gamma Titanium Aluminides, ed. by Y.-W. Kim, H. Clemens, A. H. Rosenberger. The Minerals, Metals & Mater. Soc. 311 (2004).
22. Y. Wang, J. N. Wang, J. Yang. J. Alloys Compd. 364, 93 (2004).
23. D. Lin, F. Sun. Intermet. 12, 875 (2004).
24. J. A. Jiménez, O. A. Ruano, G. Frommeyer, S. Knippscher. Intermet. 13, 749 (2005).
25. J. N. Wang, Y. Wang. Int. J. Plast. 22, 1530 (2006).
26. V. M. Imayev, R. M. Imayev, T. I. Oleneva, T. G. Khismatullin. The Phys. Met. Metallogr. 106(6), 641 (2008).
27. R. Safiullin, R. Imayev, V. Imayev, W. Beck, F. H. (Sam) Froes, G. Salishchev. Mater. Sci. Forum. 551 - 552, 441 (2007).
28. V. M. Imayev, T. G. Khismatullin, W. Beck, V. Guether, H.-J. Fecht. Scr. Mater. 57, 193 (2007).
29. C. Zhang, K. Zhang, G. Wang. Mater Lett. 63, 2153 (2009).
30. V. Imayev, R. Imayev, T. Khismatullin, T. Oleneva, V. Guhter, H.-J. Fecht. Mater. Sci. Forum. 638 - 642, 235 (2010).
31. C. Zhang, K. Zhang. J. Alloys Compd. 492, 236 (2010).
32. C. Qiu, Y. Liu, W. Zhang, B. Liu, X. Liang. Intermet. 27, 46 (2012).
33. H. Z. Niu, F. T. Kong, Y. Y. Chen, C. J. Zhang. J. Alloys Compd. 543, 19 (2012).
34. L. Cheng, Y. Chen, J. Li, E. Bouzy. Mater. Lett. 194, 58 (2017).
35. L. Cheng, J. Li, X. Xue, B. Tang, H. Kou, O. Perroud, E. Bouzy. J. Alloys Compd. 693, 749 (2017).
36. V. Imayev, R. Gaisin, A. Rudskoy, T. Nazarova, R. Shaimardanov, R. Imayev. J. Alloys Compd. 663, 217 (2016).
37. V. M. Imayev, A. A. Ganeev, R. M. Imayev. Intermet. 101, 81 (2018).
38. R. R. Mulyukov, R. M. Imayev, A. A. Nazarov, et al. Superplasticity of Ultrafine Grained Alloys: Experimental, Theory, Technologies. Nauka, Moscow (2014) 287 p. (in Russian).
39. F. Appel, R. Wagner. Mater. Sci. Eng. R. 22, 187 (1998).
40. U. Brossmann, M. Oehring, F. Appel. Structural Intermetallics 2001, ed. by K. J. Hemker, D. M. Dimiduk, H. Clemens et al. The Minerals, Metals & Mater. Soc. 191 (2001).
41. S-C. Huang. Structural Intermetallics 1993, ed. by R. Darolia, J. J. Lewandowski, C. T. Liu et al. The Minerals, Metals & Mater. Soc. 299 (1993).
42. J. D. H. Paul, F. Appel, R. Wagner. Acta Mater. 46, 1075 (1998).
43. R. Kainuma, Y. Fujita, H. Mitsui, I. Ohnuma, K. Ishida. Intermet. 8, 855 (2000).
44. Y. Mishin, Chr. Herzig. Acta Mater. 48, 589 (2000).
45. F. Appel, J. D. H. Paul, M. Oehring, U. Froebel, U. Lorenz. Metall. Mater. Trans. 34A, 2149 (2003).
46. Ch. Herzig, T. Przeorski, M. Friesel, F. Hisker, S. Divinski. Intermet. 9, 461 (2001).

Другие статьи на эту тему