ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 4 2022 206 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Влияние деформационной обработки на микроструктуру и механические свойства сплава Ti-42Nb-7Zr Анна Ерошенко 1, a,*, Елена Легостаева 1, b, Иван Глухов 1, c, Павел Уваркин 1, d, Алексей Толмачев 1, e, Никита Лугинин 1, 2, f, Владимир Батаев 3, g, Иван Иванов 3, h, Юрий Шаркеев 1, 2, i 1 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Академический проспект, 2/4, 634055, Томск, Россия 2 Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, г. Томск, 634050, Россия 3 Новосибирский государственный технический университет, проспект Карла Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия a https://orcid.org/0000-0001-8812-9287, eroshenko@ispms.ru, b https://orcid.org/0000-0003-3684-9930, lego@ispms.ru, c https://orcid.org/0000-0001-5557-5950, gia@ispms.ru, d https://orcid.org/0000-0003-1169-3765, uvarkin@ispms.ru, e https://orcid.org/0000-0003-4669-8478, tolmach@ispms.ru, f https://orcid.org/0000-0001-6504-8193, nikishek90@gmail.com, g https://orcid.org/0000-0003-1721-2002, bataev@corp.nstu.ru, h https://orcid.org/0000-0001-5021-0098, i.ivanov@corp.nstu.ru, i https://orcid.org/0000-0001-5037-245X, sharkeev@ispms.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2022 Том 24 № 4 с. 206–218 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.4-206-218 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Получение металлических материалов медицинского назначения, совмещающих высокие механические свойства и низкий модуль упругости и обладающих одновременно механической и биологической совместимостью, является акИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 539.4; 539.25 История статьи: Поступила: 21 сентября 2022 Рецензирование: 14 октября 2022 Принята к печати: 03 ноября 2022 Доступно онлайн: 15 декабря 2022 Ключевые слова: Сплав Ti-Nb-Zr Интенсивная пластическая деформация Ультрамелкозернистая структура Механические свойства Фазовый состав Финансирование: Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных научных исследований СО РАН, проект FWRW-2021-0004 на 2021–2024 гг. Исследования выполнены на экспериментальном оборудовании ЦКП «Нанотех» ИФПМ СО РАН. АННОТАЦИЯ Введение. Интерес современного медицинского материаловедения направлен на разработку бета-сплавов тройных систем (TNZ) на основе титана, ниобия и циркония с низким модулем упругости, сопоставимым с модулем упругости кости. Однако их широкое применение в медицине ограничено недостаточно высокими прочностными свойствами, такими как пределы текучести, прочности, усталостной прочности, циклической долговечности и др. Формирование объемной ультрамелкозернистой структуры в титановых сплавах методами интенсивной пластической деформации позволяет обеспечить значительное повышение механических свойств без легирования «токсичными» элементами. Целью работы являлось обнаружение влияния деформационного воздействия (многоходовой прокатки и abc-прессования в сочетании с прокаткой) на микроструктуру и механические свойства сплава системы Ti-Nb-Zr. Методы исследования. Заготовки из сплава Ti-42Nb-7Zr были выполнены из чистых йодидного титана, ниобия и йодидного циркония методом дуговой плавки в защитной атмосфере аргона с использованием неплавящегося вольфрамового электрода. Сплав обладал высокой степенью однородности распределения по объёму легирующих элементов ниобия и циркония. Для формирования ультрамелкозернистой структуры литые заготовки подвергали деформационному воздействию по двум схемам, которые включали многоходовую прокатку и комбинированный метод интенсивной пластической деформации, сочетающий abc-прессование и последующую многоходовую прокатку в ручьевых валках. Результаты и обсуждение. В результате деформационной обработки прокаткой в заготовках сплава Ti-42Nb-7Zr формируется УМЗ-структура, представленная неравноосными -субзернами с размерами в поперечном сечении 0,2…0,8 мкм и длиной 0,2…0,7 мкм, дисперсно-упрочненными наноразмерной ω-фазой и субзернами -фазы. Применение комбинированной деформации способствовало формированию в сплаве более диспергированной УМЗ (+ω)-структуры со средним размером структурных элементов, равным 0,3 мкм. Сформированная в результате двухэтапной деформации УМЗ-структура обеспечила высокий уровень механических свойств: предел текучести – 480 МПа, предел прочности – 1100 МПа, микротвердость – 2800 МПа, при низком модуле упругости, равном 36 ГПа. Для цитирования: Влияние деформационной обработки на микроструктуру и механические свойства сплава Ti-42Nb-7Zr / А.Ю. Ерошенко, Е.В. Легостаева, И.А. Глухов, П.В. Уваркин, А.И. Толмачев, Н.А. Лугинин, В.А. Батаев, И.В. Иванов, Ю.П. Шаркеев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 4. – С. 206–218. – DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.4-206-218. ______ *Адрес для переписки Ерошенко Анна Юрьевна, к.т.н., с.н.с. Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Академический проспект, 2/4 634055, г. Томск, Россия Тел.: 8 (3822) 28-69-11, e-mail: eroshenko@ispms.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1