Исследование выделений вторых фаз в наноструктурном технически чистом титане

Л.Р. Резяпова, Р.Р. Валиев, В.Д. Ситдиков, Р.З. Валиев показать трудоустройства и электронную почту
Получена 04 июня 2021; Принята 08 августа 2021;
Цитирование: Л.Р. Резяпова, Р.Р. Валиев, В.Д. Ситдиков, Р.З. Валиев. Исследование выделений вторых фаз в наноструктурном технически чистом титане. Письма о материалах. 2021. Т.11. №3. С.345-350
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-3-345-350

Аннотация

Термическая обработка при 700 °C технически чистого титана класса 4 – Grade 4 приводит к выделению наночастиц β-модификации. Деформация материала приводит к увеличению объемной доли частиц, выделившихся после отжига.Приводятся результаты исследований процесса выделения дисперсных вторых фаз в технически чистом титане класса 4 — Grade 4 и влияние этих выделений на его структуру и механические свойства в двух состояниях: крупнозернистом и наноструктурном. Наноструктурное состояние было получено интенсивной пластической деформацией кручением (ИПДК) под давлением 6 ГПа на N =10 оборотов при комнатной температуре. Особое внимание уделено изучению изменения фазового состава и микроструктуры титана, подвергнутого деформационной обработке, после отжига при повышенной температуре 700°C в течение 30 минут. В работе, с помощью исследований в просвечивающем электронном микроскопе, показано, что при температуре 700°С и выше, в структуре образцов происходит выделение наночастиц вторых фаз, которые различаются по размерам и морфологии в обоих состояниях. Природа наблюдаемых частиц была изучена в ПЭМе, с помощью индицирования электронограмм, снятых с частиц, и проведением рентгенофазового анализа (РФА) в режиме «на просвет». Частицы вторых фаз являются модификациями высокотемпературной β-фазы титана. ИПДК-обработка сплава, по данным РФА, приводит к увеличению объемной доли выделившихся частиц после отжига и, как результат, к повышению микротвердости исследуемых состояний. Приведены результаты измерения микротвердости при изменении режима деформации и отжига. Сочетание ИПДК на N = 5 оборотов и отжига при 700°C в течение 30 минут, с последующей дополнительной деформацией кручением также на N = 5 оборотов, обеспечивает получение в технически чистом титане наиболее высоких значений микротвердости, которая достигает величины 423 HV.

Ссылки (18)

1. A. I. Igolkin. Titan v medicine. 1, 86 (1993). (in Russian) [А. И. Иголкин. Титан в медицине. 1, 86 (1993).].
2. F. H. Froes, M. Qian. Titanium in Medical and Dental Applications. UK, Woodhead Publishing, Duxford, UK (2018) 630 p. Crossref
3. R. Z. Valiev, I. V. Aleksandrov. Ob’yemnye nanostrukturnye materialy. Moscow, Akademkniga (2007) 398 p. (in Russian) [Р. З. Валиев, И. В. Александров. Объемные наноструктурные материалы. Москва, Академкнига (2007) 398 с.].
4. R. Z. Valiev, A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. Bulk nanostructured materials: Fundamentals and applications. NJ. USA, TMS-Wiley, Hoboken (2014) 440 p. Crossref
5. А. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. Progr. Mater. Sci. 53, 893 (2008). Crossref
6. I. P. Semenova, A. I. Korshunov, G. X. Salimgareeva, V. V. Latysh, Ye. B. Yakushina, R. 3. Valiev. The Physics of Metals and Metallography. 106 (2), 216 (2008). Crossref
7. Y. T. Zhu, Y. R. Kolobov, G. P. Grabovetskaya, V. V. Stolyarov, N. V. Girsova, R. Z. Valiev. Journal of Materials Research. 18 (04), 1011 (2003). Crossref
8. R. Z. Valiev, E. V. Parfenov, G. I. Raab, I. P. Semenova. Materials transactions. 60 (7), 1356 (2019). Crossref
9. G. P. Grabovetskaya, Yu. R. Kolobov, K. V. Ivanov, O. V. Zabudchenko. Fiz. mezomekh. 7 (2), 22 (2004). (in Russian) [Г. П. Грабовецкая, Ю. Р. Колобов, К. В. Иванов, О. В. Забудченко. Физ. мезомех. 7 (2), 22 (2004).].
10. M. S. Kazachenok, A. V. Panin, Yu. F. Ivanov, Yu. I. Pochivalov, R. Z. Valiev. Fiz. mezomekh. 8 (4), 37 (2005). (in Russian) [М. C. Казаченок, А. В. Панин, Ю. Ф. Иванов, Ю. И. Почивалов, Р. З. Валиев. Физ. мезомех. 8 (4), 37 (2005).].
11. S. P. Malysheva. The Physics of Metals and Metallography. 95 (4), 98 (2003). (in Russian) [С. П. Малышева. Физика металлов и металловедение. 95 (4), 98 (2003).].
12. G. S. Dyakonov, S. Mironov, N. A. Enikeev, I. P. Semenova, R. Z. Valiev, S. L. Semiatin. Materials Science and Engineering: A. 742, 89 (2019). Crossref
13. L. Ya. Gradus. Rukovodstvo po dispersionnomu analizu metodom mikroskopii. Moscow, Khimiya (1979) 232 p. (in Russian) [Л. Я. Градус Л. Я. Руководство по дисперсионному анализу методом микроскопии. Москва, Химия (1979) 232 с.].
14. V. D. Sitdikov, M. Yu. Murashkin, R. Z. Valiev. Journal of Alloys and Compounds. 735, 1792 (2018). Crossref
15. M. J. Kriegel, M. Rudolph, A. Kilmametov, B. B. Straumal, J. Ivanisenko, O. Fabrichnaya, D. Rafaja. Metals. 10 (3), 402 (2020). Crossref
16. W. Zhou, R. Sahara, K. Tsuchiya. Journal of Alloys and Compounds. 727, 579 (2017). Crossref
17. I. Sabirov, N. A. Enikeev, M. Yu. Murashkin, R. Z. Valiev. Bulk Nanostructured Materials with Multifunctional Properties. Springer (2015) 161 p. Crossref
18. E. S. Howard, R. K. Fuyat, G. M. Ugrinic. Standard X-ray Diffraction Powder Patterns. National Bureau of Standards Circular 539. 3 (1954).

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Российский фонд фундаментальных исследований - РФФИ 20-03-00614