The effect of preliminary treatment with subsequent aging on structural-phase state and mechanical properties of β titanium alloy

E.V. Naydenkin ORCID logo , I.V. Ratochka, I.P. Mishin, O.N. Lykova, O.V. Zabudchenko показать трудоустройства и электронную почту
Получена 04 сентября 2022; Принята 19 октября 2022;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: E.V. Naydenkin, I.V. Ratochka, I.P. Mishin, O.N. Lykova, O.V. Zabudchenko. The effect of preliminary treatment with subsequent aging on structural-phase state and mechanical properties of β titanium alloy. Письма о материалах. 2022. Т.12. №4s. С.414-419
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2022-4-414-419

Аннотация

Microstructure of beta titanium alloy VT35 after different thermo-mechanical treatments.The effect of aging at 723 K on the structural-phase state and mechanical properties of VT35 titanium alloy after β quenching and various treatments using severe plastic deformation has been studied. It is shown that annealing at 1073 K followed by quenching and aging leading to the precipitation of large α-phase lamellae with volume fraction of 20 % doesn’t have a strengthening effect on the alloy. After processing by radial shear rolling and subsequent aging fine α-phase precipitations in the form of plates and nanometer-sized particles with a volume fraction of 24 % are observed in β-phase grains. However, large areas of β-phase without α-phase precipitates are observed. The strength properties of the alloy after the treatment increase by 40 – 45 %. The processing by the method of multiple pressing leads to the formation of a mixed α / β UFG structure with a grain / subgrain size of 0.11 µm. Subsequent aging leads to the decomposition of the residual β-phase and to a homogeneous distribution of α and β phases in the alloy with volume fraction of α-phase 51 %. The formation of such an UFG structural-phase state leads to an increase in the strength properties of the alloy by a factor of almost two compared to the initial state.

Ссылки (29)

1. R. Z. Valiev, I. V. Aleksandrov. Ob'yemnyye nanostrukturnyye metallicheskiye materialy. Moscow, ICC Akademkniga (2007) 398 p. (in Russian) [Р. З. Валиев, И. В. Александров. Объемные наноструктурные металлические материалы. Москва, ИКЦ «Академкнига» (2007) 398 с.].
2. Y. R. Kolobov, R. Z. Valiev, G. P. Grabovetskaya, A. P. Zhilyaev, E. F. Dudarev, K. V. Ivanov, M. B. Ivanov, O. A. Kashin, E. V. Naydenkin. Grain boundary diffusion and properties of nanostructured materials. Cambridge Int Sci Publ. (2007) 236 p.
3. R. M. Imayev, A. A. Nazarov, R. R. Mulyukov. Materials Science Forum. 638 - 642, 1702 (2010). Crossref
4. R. M. Imayev, A. A. Nazarov, R. R. Mulyukov, G. F. Khasanova. Letters on Materials. 4 (4), 295 (2014). Crossref
5. M. A. Meyers, A. Mishra, D. J. Benson. Progress in materials science. 51, 427 (2006). Crossref
6. I. A. Ovid’ko, R. Z. Valiev, Y. T. Zhu. Progress in materials science. 94, 462 (2018). Crossref
7. E. V. Naydenkin, I. V. Ratochka, I. P. Mishin, O. N. Lykova, N. V. Varlamova. Journal of Materials Science. 52 (8), 4164 (2017). Crossref
8. S. V. Zherebtsov, E. A. Kudryavtsev, G. A. Salishchev, B. B. Straumal, S. L. Semiatin. Acta Mat. 121, 152 (2016). Crossref
9. H. Matsumoto, K. Yoshida, S-H. Lee, Y. Ono, A. Chiba. Mater. Let. 98, 209 (2013). Crossref
10. G. P. Grabovetskaya, O. V. Zabudchenko, I. P. Mishin, I. V. Ratochka, O. N. Lykova, E. N. Stepanova. Russian Physics Journal. 62 (8), 1330 (2019). Crossref
11. A. G. Bratukhin. Sovremennyye aviatsionnyye materialy: tekhnologicheskiye i funktsional’nyye osobennosti: uchebnoye posobiye dlya aviatsionnykh i tekhnicheskikh spetsial’nostey i spetsial’nostey. Moscow, AviaTekhInform XXI century (2001) 420 p. (in Russian) [А. Г. Братухин. Современные авиационные материалы: технологические и функциональные особенности: учебное пособие для авиационных и технических направлений и специальностей. Москва, АвиаТех Информ ХХI век. (2001) 420 с.].
12. G. Lütjering, J. C. Williams. Titanium. Engineering materials, processes. Berlin, Springer (2007) 442 p.
13. A. Mouritz. Introduction to Aerospace Materials. Woodhead Publishing Ltd. (2012) 621 p. Crossref
14. A. A. Ilyin, B. A. Kolachev, I. S. Polkin. Titanovyye splavy. Sostav, struktura, svoystva. Spravochnik, Moscow, VILS-MATI (2009) 520 p. (in Russian) [А. А. Ильин, Б. А. Колачев, И. С. Полькин. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Справочник. Москва ВИЛС-МАТИ (2009) 520 с.].
15. M. Ahmed, D. G. Savvakin, O. M. Ivasishin, E. V. Pereloma. Materials Science and Engineering A. 605, 89 (2014). Crossref
16. E. N. Kablov, N. A. Nochovnaya, Yu. A. Gribkov, A. A. Shiriaev. Voprosy materialovedeniya. 3 (87), 23 (2016). (in Russian) [Е. Н. Каблов, Н. А. Ночовная, Ю. А. Грибков, А. А. Ширяев. Вопросы материаловедения. 3 (87), 23 (2016).].
17. O. P. Shaboldo, Ya. M. Vitorskii, V. V. Sagaradze, N. L. Pecherkina, M. A. Skotnikova. The Physics of Metals and Metallography. 118 (1), 75 (2017). Crossref
18. R. Dong, J. Li, H. Kou, J. Fan, B. Tang. Journal Materials Science and Technology. 15, 48 (2019). Crossref
19. Z. Du, Y. Ma, F. Liu, X. Zhao, Y. Chen, G. Li, G. Liu, Y. Chen. Materials Science and Engineering A. 754, 702 (2019). Crossref
20. M. S. Oglodkov, N. A. Nochovnaya, A. A. Shiryaev, N. V. Moiseev, D. S. Sharapkin. Metallurgist. 66, 53 (2022). Crossref
21. I. V. Ratochka, I. P. Mishin, O. N. Lykova, E. V. Naydenkin. Materials Science and Engineering A. 803, 140511 (2020). Crossref
22. E. V. Naydenkin, I. P. Mishin, I. V. Ratochka, V. A. Oborin, M. V. Bannikov, D. A. Bilalov, K. E. Naydenkin. Mater. Sci. Eng. A. 810, 140968 (2021). Crossref
23. I. V. Ratochka, E. V. Naydenkin, O. N. Lykova, I. P. Mishin. Russian Physics Journal. 64, 636 (2021). Crossref
24. A. R. Kilmametov, Y. Ivanisenko, A. A. Mazilkin, B. B. Straumal, A. S. Gornakova, O. B. Fabrichnaya, M. J. Kriegel, D. Rafaja, H. Hahn. Acta Materialia. 144, 337 (2018). Crossref
25. B. B. Straumal, A. R. Kilmametov, Y. Ivanisenko, A. A. Mazilkin, R. Z. Valiev, N. S. Afonikova, A. S. Gornakova, H. Hahn. Journal of Alloys and Compounds. 735, 2281 (2018). Crossref
26. G. K. Williamson, R. E. Smallman. Phil. Mag. 1, 34 (1956). Crossref
27. N. F. Anoshkin, G. A. Bochvar, V. A. Livanov. Metallografiya titanovykh splavov (ed. by S. G. Glazunov, B. A. Kolachev). Moscow, Metallurgy (1980) 464 p. (in Russian) [Н. Ф. Аношкин, Г. А. Бочвар, В. А. Ливанов. Металлография титановых сплавов (под ред. С. Г. Глазунова, Б. А. Колачева). Москва, Металлургия (1980) 464 с.].
28. B. A. Kalacheva, V. I. Elagin, V. A. Livanov. Metallovedeniye i termicheskaya obrabotka tsvetnykh metallov i splavov: Uchebnik dlya vuzov. 4-ye izd., pererab. i dop. Moscow, MISIS (2005) 432 p. (in Russian) [Б. А. Колачева, В. И. Елагин, В. А. Ливанов. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. Москва, МИСиС (2005) 432 с.].
29. A. I. Antipov, V. N. Moiseev, N. I. Moder. MiTOM. 12, 22 (1996). (in Russian) [А. И. Антипов, В. Н. Моисеев, Н. И. Модер. МиТОМ. 12, 22 (1996).].

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Russian Science Foundation - 19-19-00033