OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 233 MATERIAL SCIENCE Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Средние значения размеров зерен в элинварных сплавах после термомеханической обработки Average grain size values in Elinvar alloys after thermomechanical processing Сплав / Alloy Размеры зерен, мкм / Grain size (μm) Ti-22Nb-15Zr 67,9 ± 3,4 / 67.9 ± 3.4 Ti-40Nb 57,8 ± 3,3 / 57.8 ± 3.3 Ti-45Nb 37,3 ± 2,3 / 37.3 ± 2.3 Ti-50Nb 22,6 ± 1,4 / 22.6 ± 1.4 Ti-12,6Mo 68,1 ± 3,7 / 68.1 ± 3.7 Ti-15Mo 56,3 ± 2,9 / 56.3 ± 2.9 Ti-20Mo 34,4 ± 2,0 / 34.4 ± 2.0 зерна при увеличении содержания Nb и Mo. Так, в сплаве Ti-40Nb в процессе рекристаллизации формируется структура с размером зерна 57,8 ± ± 3,3 мкм. Увеличение содержания Nb на 5 и 10 ат. % приводит к измельчению зерна в 1,6 и 2,5 раза, до 35…40 мкм и 19…24 мкм соответственно. В сплаве Ti-12,6Mo формируется рекристаллизованная структура размером 68,1 ± ± 3,7 мкм. Повышение концентрации Mo с 12,6 до 15 и 20 ат. % способствует уменьшению среднего размера зерна в 1,2 и 2,0 раза, до значений 53…59 мкм и 32…37 мкм соответственно. Стоит отметить, что в обеих бинарных системах элинварных сплавов снижение содержания Nb и Mo на 5 ат. % приводит к росту размера зерна в 1,6 раза. Наблюдаемый эффект может быть объяснен с точки зрения энергии активации роста зерен. Согласно данным из научной литературы, для сплавов системы Ti-Mo увеличение содержания молибдена с 4 до 20 масс. % приводит к трехкратному росту энергии активации роста зерна [54]. Повышение концентрации легирующего элемента способствуют замедлению диффузии атомов, что затрудняет миграцию границ зерен [55]. Например, в сплавах систем Ti-Mo и Ti-Nb более высокая степень легирования приводит к снижению диффузионной подвижности атомов, что обусловливает формирование более мелкого зерна в высоколегированных составах. Результаты фазового и структурного анализа хорошо коррелируют с данными из научной литературы. Так, в большинстве титановых сплавов термомеханическая обработка, включающая в себя умеренную или интенсивную пластическую деформацию и последующий отжиг при температурах выше (700…900 °C) позволяет достичь рекристаллизованной структуры β-фазы [56–58]. Важно отметить, что получение рекристаллизованной структуры обусловлено одновременным сочетанием двух факторов. Первый – это отсутствие структурной нечувствительности элинварного поведения нового механизма, основанного на уникальном межатомном взаимодействии в ОЦК-β-фазе титановых сплавов [23, 24], что позволяет не выбирать специфический режим термомеханической обработки для формирования определенного размера зерна или субзерна или даже выделения определенного количества дисперсной фазы, как в некоторых других случаях [59–61]. Второй фактор – это высокая стабильность рекристаллизованной структуры при многократных нагревах/охлаждениях сплава в интервале температур ниже последнего отжига, которые не должны привести к запуску процессов полигонизации или вторичной рекристаллизации. Кроме того, используемые степени и температуры деформации, температуры и длительности отжигов реализуемы в рамках реальных производств и могут быть включены в реальные производственные технологические цепочки с некоторой корректировкой, вызванной сменой схемы деформации при необходимости получения не плоских, а, например, цилиндрических заготовок [62, 63]. Таким образом, представляется целесообразным использование полученных в этой работе сплавов в их структурных состояниях β-фазы для дальнейших исследований особенностей элинварного поведения как физическими, так и механическими методами.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1