Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 71 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Введение Применение титана как конструкционного мате- риала обусловлено благоприятным сочетанием вы- сокой механической прочности, коррозионной стой- кости, жаропрочности и малой плотности. Кроме того, измельчение зерна в титановых сплавах может привести к существенному повышению пределов текучести и прочности [1]. На сегодня разработаны различные подходы к получению нано- и ультрамел- кокристаллического титана [2], в частности, много- кратное одноосное прессование ( аbc -прессование) в сочетании с прокаткой [3,4]. Известно [3,4], что в ультрамелкозернистом состоянии механические ха- рактеристики Ti достигают свойств высокопрочных легированных титановых сплавов [5]. Согласно диа- УДК 669.24: 539.25 ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ ИОНАМИ АЛЮМИНИЯ НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ И КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОГО ТИТАНА* ЧАСТЬ 1. ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ И СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ Е. Б. ФИРХОВА, аспирант, ( ТГУ, г. Томск ), Н.А. ПОПОВА, канд. техн. наук, с.н.с., ( ТГАСУ, г. Томск ), Г.В. ЛЯМИНА, канд. хим.наук, доцент, М. ДАУЛЕТ, магистрант, ( ТПУ, г. Томск ), А.И. СМИРНОВ, канд. техн. наук, доцент ( НГТУ, г. Новосибирск ), И.А. КУРЗИНА, канд. хим. наук, доцент, ( ТГУ, г. Томск ) Статья поступила 5 сентября 2012 года Курзина И.А. – 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36 Национальный исследовательский Томский государственный университет, e-mail: kurzina99@mail.ru Исследовано структурно-фазовое состояние поверхностного слоя титана в ультрамелкозернистом состоянии (сред- ний размер зерна 0,3 мкм), ионно-легированного алюминием на источнике MEVVA V.RU . Установлено, что в результа- те ионного облучения образуются полифазные имплантированные слои на основе зерен α -титана. Установлены места локализации вторичных фаз β -Ti, TiAl 3 , Ti 3 Al, TiC и TiO 2 , их размеры и форма. Выделения наноразмерных зерен TiO 2 и TiС наблюдаются преимущественно на дислокациях в объеме матричных зерен α -титана. Упорядоченная фаза Ti 3 Al формируется на глубине более 200 нм имплантированного слоя по границам зерен α -титана. Рассмотрены особенности дислокационной структуры имплантированных материалов. Ключевые слова: ионная имплантация, ультрамелкозернистый титан, микроструктура. грамме состояния Ti-Al [6] можно прогнозировать не- обходимые в сплаве фазы для модификации поверх- ностных свойств. Ранее было показано, что введение алюминия в титан (ВТ1-0) в поликристаллическом состоянии (средний размер зерна 38 мкм) позволя- ет значительно улучшить механические свойства [5]. Однако процессы фазообразования, которые про- текают при имплантации алюминием титана, нахо- дящегося в ультрамелкозернистом состоянии, мало изучены. Поэтому исследования процессов модифи- кации структурно-фазового состояния поверхност- ных слоев титана в ультрамелкозернистом состоянии в условиях ионного облучения являются актуальны- ми. Цель данной работы – исследование структурно- фазового состояния титана в ультрамелкозернистом состоянии после воздействия ионами алюминия. _______________ * Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 10-02-01012_а проекта Минобрнауки РФ 3.2372.2011 и ГК №02.740.11.0823 от 11.06.2010 г.