Исследование влияния Fe и Ni на температуру сверхпластической формовки сплава ВТ14

Металлургия и материаловедение

2023. Т. 30. № 1. С. 217-226.

DOI: 10.34759/vst-2023-1-217-226

Авторы

Постникова М. Н.*, Котов А. Д.**

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский проспект, 4, Москва, 119991, Россия

*e-mail: sitkina.m@misis.ru
**e-mail: kotov@misis.ru

Аннотация

Исследовано влияние легирования элементами с высоким коэффициентом диффузии в титане Fe и Ni на микроструктуру и показатели сверхпластичности сплава Ti-4Al-3Mo-1V-0.1B. Показано, что легирование сплава этими элементами обеспечило необходимое соотношение объемных долей α/β-фаз при пониженных температурах и, следовательно, позволило снизить оптимальную температуру сверхпластической деформации на 100–200 °С, а также удалось повысить предел прочности на 100–250 МПа по сравнению с промышленным сплавом ВТ14 при небольшом снижении пластичности (на 1–2%).

Ключевые слова:

высокопрочные титановые сплавы, сплав ВТ14, сверхпластичность титановых сплавов, температура сверхпластической деформации, β-стабилизаторы в титановых сплавах

Библиографический список

  1. Leyens C., Peters M. Titanium and Titanium Alloys: Fundamentals and Applications. — Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2003, pp. 245–261. DOI:10.1002/3527602119
  2. Giuliano G. Superplastic Forming of Advanced Metallic Materials: Methods and Applications. — Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering, 2011, pp. 34–48.
  3. Zhang K.F., Jiang S.S. 5.18 — Superplastic Forming // Comprehensive Materials Pro-cessing. 2014. Vol. 5, pp. 371–392. DOI: 10.1016/B978-0-08-096532-1.00527-6
  4. Путырский С.В., Яковлев А.Л., Ночовная А.Н. Преимущества и применение высо-копрочных титановых сплавов и перспективные направления при разработке новых // Вестник машиностроения. 2018. № 7. С. 68–71.
  5. Колесников А.В., Колесник А.В., Заболотский А.П. Пневмотермическая формовка трёх-слойных клиновидных панелей из титанового сплава ВТ20 // Вестник Московского авиационного институ-та. 2017. Т. 24. № 3. С. 155–161.
  6. Nieh T.G, Wadsworth J., Sherby O.D. Superplasticity in metals and ceramics. — Cambridge University Press, 1997. — 288 p.
  7. Солдатенко И.В. К вопросу о контроле качества полуфабрикатов из титановых сплавов // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 4. С. 189–194.
  8. Klimenko D.N., Ozerov M., Santharam S. et al. Microstructure Evolution and Properties of Ti-6Al-4V Alloy Doped with Fe and Mo during Deformation at 800 °C // Defect and Diffusion Forum. 2018. Vol. 385, pp. 144–149. DOI 10.4028/www.scientific.net/DDF.385.144
  9. Mikhaylovskaya A.V., Mosleh A.O., Mestre-Rinn P. et al. High-strength titanium-based alloy for low-temperature superplastic forming // Metallurgical and Materials Transactions A. 2021. Vol. 52, pp. 293–302. DOI: 10.1007/s11661-020-06058-8
  10. Alabort E., Barba D., Shagiev M.R. et al. Alloys-By-Design: Application to Titanium Alloys for Optimal Superplasticity // Acta Materialia. 2019. Vol. 178, pp. 275–287. DOI: 10.1016/j.actamat.2019.07.026
  11. Koike J., Shimoyama Y., Fujii H., Maruyama K. Characteri-zation of Superplasticity in Ti-5.5Al-1Fe Alloys // Scripta Materialia. 1998. Vol. 39. No. 8, pp. 1009–1014. DOI: 10.1016/S1359-6462(98)00286-3
  12. Prada B.H., Mukhopadhyay J., Mukherjee A.K. Effect of Strain and Temperature in a Superplastic Ni-Modified Ti-6A1-4V Alloy // Materials Transactions JIM. 1990. Vol. 31. No. 3, pp. 200–206. DOI: 10.2320/matertrans1989.31.200
  13. Kotov A.D., Postnikova M.N., Mosleh A.O. et al. Microstructure and Superplastic Be-havior of Ni-Modified Ti-Al-Mo-V Alloys // Metals. 2022. Vol. 12. No. 5: 741. DOI: 10.3390/met12050741
  14. Kotov A.D., Postnikova M.N., Mosleh A.O., Mikhaylovskaya A.V. Influence of Fe on the Microstructure, Superplasticity and Room-Temperature Mechanical Properties of Ti—4Al—3Mo—1V-0.1B Alloy // Materials Science and Engineering A. 2022. Vol. 845: 143245. DOI: 10.1016/j.msea.2022.143245
  15. Langdon T.G. Seventy-Five Years of Superplasticity: Historic Developments and New Opportunities // Journal of Materials Science. 2009. Vol. 44. No. 22, pp. 5998–6010. DOI: 10.1007/s10853-009-3780-5
  16. Zherebtsov S.V., Kudryavtsev E.A., Salishchev G.A. et al. Microstructure Evolution and Mechanical Behavior of Ultrafine Ti-6Al-4V during Low-Temperature Superplastic Deformation // Acta Materialia. 2016. Vol. 121, pp. 152–163. DOI: 10.1016/j.actamat.2016.09.003
  17. Kawasaki M., Langdon T.G. Superplasticity in ultrafine-grained Materials // Reviews on Advanced Materials Science. 2018. Vol. 54. No. 1, pp. 46–55. DOI: 10.1515/rams-2018-0019
  18. Tamirisakandala S., Bhat R.B., Tiley J.S., Miracle D. Grain Refinement of Cast Titanium Alloys via Trace Boron Addition // Scripta Materialia. 2005. Vol. 53. No. 12, pp. 1421–1426. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2005.08.020
  19. Singh G., Ramamurty U. Boron Modified Titanium Alloys // Progress in Materials Sci-ence. 2020. Vol. 111: 100653. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2020.100653
  20. Imayev V.M., Gaisin R.A., Imayev R.M. Effect of Boron Additions and Processing on Microstructure and Mechanical Properties of a Titanium Alloy Ti-6.5Al-3.3Mo-0.3Si // Materials Science and Engineering: A. 2015. Vol. 641, pp. 71–83. DOI: 10.1016/j.msea.2015.06.033
  21. Roy S., Suwas S. Deformation Mechanisms during Superplastic Testing of Ti-6Al-4V-0.1B Alloy // Materials Science and Engineering: A. 2013. Vol. 574, pp. 205–217. DOI: 10.1016/j.msea.2013.03.013
  22. Morsi K., Patel V.V. Processing and Properties of Titanium-Titanium Boride (TiBw) Matrix Composites — A Review // Journal of Materials Science. 2007. Vol. 42, pp. 2037–2047. DOI: 10.1007/s10853-006-0776-2

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024