OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 4 2022 209 MATERIAL SCIENCE Микроструктурные, рентгеноструктурные исследования, измерения микротвердости и механические испытания образцов проводили для КК-состояния и для УМЗ-состояний, полученных после прокатки и после комбинированного деформационного воздействия (abc-прессование и прокатка). Результаты и их обсуждение На рис. 2, а, б представлена микроструктура заготовки Ti-42Nb-7Zr после переплава. По сечению заготовки в литом состоянии микроструктура неоднородная. Наблюдаются три зоны: зона, состоящая из равноосных зерен, зона с дендритным строением, которая состоит из промежуточной области с ячеистым строением и области вытянутых столбчатых дендритов. Наличие столбчатых дендритов свидетельствует о ликвации в -твердом растворе при переплаве [15]. Исследование методом микрорентгеноспектрального анализа показало, что заготовка после переплава обладала высокой степенью однородности распределения по объему легирующих компонентов ниобия и циркония. Концентрация ниобия по сечению заготовки находится в диапазоне (41,2…43,1) мас. %, а циркония (6,8…7,3) мас. %. Характерной особенностью микроструктуры слитка является развитая дендритная структура в верхней части и крупнозернистая структура с размерами 200…500 мкм на основе твердого раствора титана и / или ниобия в нижней части. Согласно данным ПЭМ основной фазой в сплаве является -фаза на основе твердого раствора (рис. 2, в). Перед деформационной обработкой сплав подвергали закалке, которая включала выдержку при температуре 1000 С в течение 3 часов с последующим охлаждением в воде при комнатной температуре. Оптическое изображение микроструктуры сплава после закалки приведено на рис. 2, г. Микроструктура однородная по сечению заготовки. В структуре наблюдаются равноосные зерна -фазы и пластины, мартенситной -фазы, характерные для структуры после закалки. Формирование -фазы мартенсита закалки для -сплавов на основе титана обусловлено высоким содержанием ниобия. Так, для системы Ti–Nb образование мартенситной α-фазы наблюдается в закаленных сплавах с содержанием ниобия в концентрационном интервале от 30 до 40 мас. % [15, 16]. Средний размер зерен -фазы составил 100 мкм. На рис. 3 представлена микроструктура закаленного сплава после многоходовой прокатки. Прокатка приводит к формированию полосового характера микроструктуры. На светлопольных изображениях наблюдаются «полосовые» фрагменты с размерами в поперечном сечении 0,2…0,8 мкм и длиной 0,2…0,7 мкм, что соответствует УМЗ-состоянию согласно классификации, приведенной в работе [17]. В полосовых фрагментах наблюдается формирование дислокационной субструктуры. Полосовые фрагменты состоят из -фазы на основе твердого раствора титана и ниобия (рис. 3, а, б). На светлопольных а б в г Рис. 2. Оптические (а, г), РЭМ (б) и ПЭМ с соответствующей микродифракцией (в) изображения микроструктуры сплава Ti-42Nb-7Z: литое (а–в); закаленное (г) состояния Fig. 2. Optical (a, г), SEM (б) and TEM with corresponding microdiffraction pattern (в) images of Ti-42Nb-7Z alloy microstructure: cast (а–в); quenched (г) states
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1