Actual Problems in Machine Building 2018 Vol. 5 No. 1-2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 5. N 1-2. 2018 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 100 УДК 621.789 ПОВЕРХНОСТНОЕ И ОБЪЕМНОЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЕ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ * В.В. СТОЛЯРОВ, доктор техн. наук, профессор (ИМАШ РАН, Москва) Столяров В.В. – 101990, Москва, Малый Харитоньевский переулок, 4 Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, e-mail: vlstol@mail.ru В работе представлены результаты исследования влияния поверхностной ультразвуковой бработки на структуру и механические свойства ультрамелкозернистых титановых сплавов – технически чистого титана ВТ1-0 и застехиометрического сплава с памятью формы Ti 49.3 Ni 50.7 . Методами оптической и просвечивающей электронной микроскопии показано, что в поверхностном слое толщиной до 20 мкм ультразвуковая обработка в крупнозернистом титане формирует наноструктуру с размером зерен менее 100 нм, а в наноструктурном никелиде титана дополнительно уменьшает размер кристаллов со 100 до 30 нм. Ультразвуковая обработка сплавов многократно повышает прочность, микро- и нанотвердость поверхностного слоя, уменьшает шероховатость, формирует градиентную наноструктуру, обеспечивая повышение долговечности и расширение функциональных возможностей изделий. Ключевые слова: наноструктура, прокатка с током, ультразвуковое поверхностное упрочнение Введение Проблема получения наноструктуры в конструкционных материалах относится к числу приоритетных направлений, поскольку это путь создания нового класса материалов с повышенными физико-механическими и функциональными свойствами. Методы, позволяющие формировать наноструктуру либо в объеме [1-3], либо на поверхности [4-6] материала хорошо известны. Особое внимание уделяется методам интенсивной пластической деформации (ИПД), поскольку они позволяют получать беспористые объёмные материалы с ультрамелкозернистой (УМЗ) структурой. Сочетание ИПД и холодной прокатки (волочения) позволяет дополнительно измельчить структуру до нанокристаллической [7, 8]. Объёмную наноструктуру (50 нм) в полосах из никелида титана с эффектом памяти формы получают методом холодной прокатки с наложением электрических импульсов [9, 10]. К методам получения поверхностных наноструктур можно отнести выглаживание - поверхностную упрочняющую ультразвуковую обработку (УЗО) [11, 12]. Интенсивность деформационного воздействия велика – ультразвуковой инструмент производит порядка 6- 10 тысяч ударов на квадратный миллиметр. Особенностью материалов после такого воздействия является формирование наноструктуры в тонком поверхностном слое при сохранении крупнозернистой структуры в объеме. * Финансирование: Работа поддержана РФФИ, грант №16-58-48001. Благодарности: Автор выражает благодарность д.т.н. Лесюк Е.А. и Петржику М.И. , соответственно за помощь в проведении УЗО и измерений нанотвердости.