Evaluation of contributions of hardening mechanisms to the yield strength of Ti6Al4V-Cu alloys produced by wire electron beam additive manufacturing

A.V. Nikolaeva ORCID logo , A.P. Zykova, V.V. Shmakov ORCID logo , S.Yu. Tarasov ORCID logo показать трудоустройства и электронную почту
Получена 08 апреля 2024; Принята 25 июня 2024;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: A.V. Nikolaeva, A.P. Zykova, V.V. Shmakov, S.Y. Tarasov. Evaluation of contributions of hardening mechanisms to the yield strength of Ti6Al4V-Cu alloys produced by wire electron beam additive manufacturing. Письма о материалах. 2024. Т.14. №3. С.204-209
BibTex   https://doi.org/10.48612/letters/2024-3-204-209

Аннотация

The contributions of dispersion and solid solution hardening mechanisms are comparable and provide a smaller contribution to the YS improvement of the Ti6Al4V-Cu alloys as compared to that the grain-boundary hardeningThe structural-phase state and mechanical characteristics of the Ti6Al4V alloy added with 0.6, 1.6, 6 and 9.7 wt.% of copper, obtained using the double-wire electron beam additive manufacturing (EBAM) have been studied. It was found out that adding copper to the Ti6Al4V alloy resulted in the formation of equiaxed grains and precipitation of Ti2Cu particles that allowed improving both yield strength and tensile strength compared to those of the base EBAM Ti6Al4V. Contributions of three different strengthening mechanisms into yield strength of the Ti6Al4V-Cu alloys have been determined. It has been established that grain boundary strengthening provided main contribution to improving mechanical characteristics of Ti6Al4V-Cu alloys. The contributions of dispersion and solid solution hardening mechanisms to the improvement of the yield strength are comparable and smaller than that of the grain-boundary hardening.

Ссылки (27)

16. M. I. Gol’dshtein, V. S. Litvinov, B. M. Bronfin, Metallophysics of High­Durable Alloys, Metallurgiya, Moscow, 1986, 312 p. (in Russian) [М. И. Гольдштейн, В. С. Литвинов, Б. М. Бронфин, Металлофизика высокопрочных сплавов, Москва, Металлургия, 1986, 312 с.].
17. S. S. Gorelik, L.N. Rastorguyev, Yu.A. Skakov, X-ray and electron-optical analysis, Metallurgiya, Moscow, 1970, 366 p. (in Russian) [С.С. Горелик, Л.Н. Расторгуев, Ю.А. Скаков, Рентгенографический и электроннооптический анализ, Москва, Металлургия, 1970, 366 с.].
18. E. A. Borisova, G. A. Bochvar, M. Ya. Brun, et al, Titanium alloys. Metallography of titanium alloys, S. G. Glazunov, B. A. Kolachev (Eds.), Metallurgiya, Moscow, 1980, 464 p. (in Russian) [Е. А. Борисова, Г. А. Бочвар, М. Я. Брун, и др., Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов, Под ред. С. Г. Глазунова, Б. А. Колачева, Москва, Металлургия, 1980, 464 с.].
19. A. A. Il’in, B. A. Kolachev, I. S. Pol’kin. Titanium alloys. Composition, structure, properties, Moscow, VILS-MATI, 2009, 520 p. (in Russian) [А. А. Ильин, Б. А. Колачёв, И. С. Полькин, Титановые сплавы. Состав, структура, свойства, Москва, ВИЛС-МАТИ, 2009, 520 с.].
20. V. K. Alexandrov, N. F. Anoshkin, G. A. Bochvar, et al. Semi-finished products from titanium alloys, N. F. Anoshkin, M. Z. Ermanok (Eds.), Metallurgiya, Moscow, 1979, 512 p. (in Russian) [В. К. Александров, Н. Ф. Аношкин, Г. А. Бочвар, и др., Полуфабрикаты из титановых сплавов, Под ред. Н. Ф. Аношкина, М. З. Ерманок, Москва, Металлургия, 1979, 512 с.].
22. V. I. Trefilov, V. F. Moiseev, E. P. Pechkovskii, I. D. Gornaya, A. D. Vasil’ev. Strain hardening and fracture of polycrystalline metals, V. I. Trefilov (Ed.), Naukova Dumka, Kiev, 1989, 256 p. (in Russian) [В. И. Трефилов, В. Ф. Моисеев, Э. П. Печковский, И. Д. Горная, А. Д. Васильев. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов, Под ред. В. И. Трефилова, Киев, Наукова Думка, 1989, 256 с.].
25. B. A. Kolachev, V. I. Elagin, V. A. Livanov, Metallurgy and heat treatment of non-ferrous metals and alloys, MISiS, Moscow, 2005, 432 p. (in Russian) [Б. А. Колачев, В. И. Елагин, В. А. Ливанов, Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов, Москва, МИСИС, 2005, 423 с.].

Финансирование на английском языке

1. Institute of Strength Physics and Materials Science of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences (ISPMS SB RAS) - FWRW-2024-0001