Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 359 Структурные исследования были выполнены методами рентгеноструктурного анализа, оптической и просвечивающей микроскопии. Механические свойства определяли методами микротвердости на приборе ПМТ-4М и растяжения при комнатной температуре на динамометре Instron со скоростью 0,5мм/мин. Для титана и его сплава при растяжении использовались плоские стандартные образцы с расчетной длиной l 0 = 25 мм, вырезанные вдоль направления экструзии (прокатки). При растяжении в поперечном направлении использовали короткие образцы с базой l 0 = 5 мм. Экспериментальные результаты и обсуждение Деформируемость Результаты табл. 1 показывают влияние исходного состояния (КЗ и УМЗ), условий прокатки (с током и без тока) на деформируемость титана трех марок и титанового сплава. При сравнении влияния марки титана видно, что при холодной прокатке без тока наилучшей деформируемостью (ε = 88 %) обладает титан Grade-2 в УМЗ состоянии, полученном РКУП (10). Интересно, что в УМЗ состоянии его деформируемость выше, чем в КЗ состоянии (ε = 77 %). Наименьшую деформируемость (ε = 35 %) при такой же прокатке проявляет УМЗ титан ВТ1-0, что прямо связано с наибольшим содержанием примесей. В УМЗ титане ВТ1-0 только прокатка с промежуточными отжигами позволяет достичь повышенной деформируемости (ε = 75 %), сравнимой со значениями для Grade-2 и 4. Таблица 1 Максимальная деформация до разрушения Сплав, состояние Комбинированная обработка ε, % е Ссылка ВТ1-0, КЗ РКУП(8)+ХП 35 0.4 не опубл. РКУП(8)+ХП (с пром. отжигами) 75 1.2 [6] РКУП(8)+прокатка с током 58.5 0.8 не опубл. Grade 2, КЗ ХП РКУП(10)+ХП 77 88 1.4 2.1 [3] [3] Grade 4, КЗ РКУП(8)+ХП РКУП(8)+прокатка с током 64 90 0.97 2.0 [3] не опубл Ti 49.4 Ni 50.6 , КЗ ХП РКУП(8)+ХП РКУП(8)+прокатка с током 50 44.5 85 0.7 0.59 1.91 [5, 7] [8] [8] Прокатка с током для всех материалов в УМЗ состоянии после РКУП резко повышает деформируемость и особенно эффективно для интерметаллидного сплава с памятью формы Ti 49.4 Ni 50.6 . Микроструктура Наряду со значительным изменением деформируемости в исследованных сплавах в результате комбинированных схем деформации происходит более сильное измельчение микроструктуры (рис.1). Так, в РКУП сплаве Grade-2 прокатка без тока дополнительно уменьшает средний размер зерен с 0.3 до 0.1 мкм (рис. 1 а , б ). Наименьшее измельчение структуры свойственно процессу ВЭ (рис. 1 в , г ). В продольном сечении структура является фрагментированной. Наблюдается смешанная структура, состоящая из пластин и равноосных фрагментов. Наибольшая степень измельчения структуры достигается в РКУП сплаве Ti 49.4 Ni 50.6 , в котором УМЗ структура превращается в наноструктуру (рис. 1 д , е ).