раздел 2). Выбранные нами сплавы охватывают весь
спектр типов сплавов, применяемых в промышленности. В таблице 5.1 указаны их
номера, упоминаемые далее в тексте, химический состав, термическая обработка,
тип сформированной структуры и определенные по результатам механических
испытаний значения показателя n. Представляется удивительным, что во многих
случаях полученные результаты сильно отличаются от предполагаемых. В частности,
ни один из в сплавов в закаленном состоянии не показал ожидаемого (0,5)
значения n, присущего ОЦК металлам. В то же время двухфазные б+в сплавы
показывают значения n в интервале 0,51-0,81. Причем для двухфазных сплавов
решающим фактором, определяющим численное значение n, оказывается
морфологический тип структуры.
Так, к примеру, в сплаве ВТ6 (№2), при отжиге в в-области формируется каркас из
прослоек b-фазы, между которыми размещены вытянутые зерна a-фазы. Для такого
типа структуры, у сплава ВТ6 показатель n оказался равным 0,51, т.е. близким к
значению 0,5, характерному для металлов с ОЦК решёткой. Исходя из этого можно
предположить, что деформацию контролирует b-фаза, имеющая ОЦК решётку. В
структуре такого типа, в процессе деформации дислокации не смогут перемещаться
только по б-фазе, рано или поздно они окажутся на межфазной границе и будут
вынуждены пересечь прослойки в-фазы. И хотя объёмное содержание b-фазы
небольшое (по нашим оценкам от 5 до 10 %), ее распределение по всему объему
сплава будет способствовать его упрочнению за счёт прослоек b-фазы.
Таблица 5.1
Сплав, вес. %
Обработка
Структура
Технически чистый титан
Рекристаллизованый лист
Зерно 15 и100 мкм
Равноосное б
0,91
Ti-6Al-4V
Отжиг 1050 °С, 1 час.
пластинчатая (б+в),
прослойки в
0,51
Ti-6Al-4V
Отжиг 800 °С, 1 час.
Глобулярная (б+в)
0,81
Ti-5,8Al-4Sn-0,5Mo-0,7Nb-3,5Zr-0,3Si
Отжиг 1100 °С, 1 час. + старение 700 °С, 2 час.
Пластинчатая б, очень тонкие прослойки в
0,52
Ti-5,8Al-4Sn-0,5Mo-0,7Nb-3,5Zr-0,3Si
Отжиг 1035 °С, 1 час + старение 700 °С, 2 час.
Бимодальная б,
фрагменты в
0,7
Ti-2,5Al-5Mo-5V
Отжиг 800 °С, 1 час.
Глобулярная (б+в)
0,89
Ti-1,5Al-2Mo-4,5Fe
Закалка от 1300оС
Глобулярная (в+щ)
0,98
Ti-3Al-15V-3Cr-3Sn
Закалка от 1300оС
Глобулярная (в+щ)
0,97
Ti-3 Ті-3Аl-15V-3Cr-3Sn
Закалка + отжиг 450 °С, 16 час.
Глобулярная (б+в)
0,64
10
Ti-8Al-1,4Si-2,2Zr
Прокатка 970 °С+ отжиг 800 °С, 2 час.
Глобулярная a+силициды
0,93
11
Ti-8Al-1,4Si-2,2Zr
Прокатка при 1050 °С+ отжиг 800 °С, 2 час.
Пластинчатая a +
силициды,прослойкив
0,59
12
Ti-2,3Si-8Mo
Закалка от 1300оС
Глобулярна (в+щ)
0,98
В образцах сплава ВТ6, которые для получения глобулярной структуры были
отожжены в б-области (№3), показатель деформационного упрочнения n=0,81. Это
значение n близко для технически чистых металлов и их сплавов с ГПУ-решёткой,
т.е. закономерности деформационного упрочнения в этих образцах определяются уже
б фазой. Отсутствие замкнутой сетки в фазы в глобулярной структуре б делает
возможным движение дислокаций исключительно по б-фазе.
В сплаве IMI 834(№4) при рекристаллизационной термообработке выше температуры
фазового превращения также, как и в сплаве ВТ6, формируется пластинчатая
структура из вытянутых a зерен. При этом более тонкие, чем в сплаве ВТ6
прослойки в-фазы образуют каркас, внутри которого расположены a зерна.
Наблюдаемая в виде очень тонких прослоек в-фаза, содержит в себе весь объем
в-стабилизаторов. Сплав со структурой такого типа имеет показатель n=0,52, т.е.
близкий к n для ОЦК металлов. Отжиг этого сплава ниже температуры фазового
перехода формирует бимодальный тип структуры, промежуточный по морфологии между
пластинчатым и глобулярным, в которой отсутствуют сплошые прослойки в фазы
(№5), что отражается на определенном n=0,7.
Известно, что ОЦК решетка b-фазы имеет, по сравнению с ГПУ-решеткой a- и w-фаз
большее число систем скольжения (24 против 7). Это обстоятельство, а также
высокое значение энергии дефекта упаковки у большинства ОЦК металлов должны
способствовать поперечному скольжению дислокаций, что должно обеспечивать у
сплавов с большой объемной долей в-фазы с ОЦК структурой показатель
деформационного упрочнения близкий к 0,5. Но при электронографических
исследованиях (рис.5.8) сплавов различного химического состава (сплавы №№ 2, 6,
7, 8, 10, 12 из табл.1) практически всегда на электронограммах кроме рефлексов
в присутствовали либо тяжи (щ-образные смещения), свидетельствующие о наличии
стадии предвыделения щ-фазы, или четкие рефлексы w фазы. Выше, в разделе1
подробно описана природа щ фазы, напомним лишь, что она связана с в-фазой
следующими ориентационными соотношениями:
(0001)щ // (111)b и [2110]щ // [110]b
а также приведем упрощенную схему превращения в>щ (рис.5.7).
Рис. 5.7 Упрощенная схема реализации в>щ превращения.
Исходя из этого, можно сделать вывод, что хотя в-фаза и остается фазой с ОЦК
решеткой, наличие когерентно связанной с ней щ-фазы (или щ- смещений по
терминологии И.В. Лясоцкого и Ю.Д. Тяпкина)[61-64] скорее всего будет
стимулировать планарное скольжение, т.е. пластическая деформация в ней будет
больше похожей на деформацию ГПУ кристаллов. Т.е. наличие ГПУ фазы, когерентно
связанной с ОЦК-матрицей вносит определенное неравноправие в поведение
возможных плоскостей скольжения типа (110), поскольку, образование омега-фазы
происходит в результате смещения двух смежных плоскостей ОЦК-решетки в
противоположных направлениях (см.рис. 5.7) Анализируя данные представленные в
табл. 5.1 легко заметить, что в сплавах, содержащих в-фазу, на численное
значение n оказывает влияние предшествующая термообработка, напрямую
- Київ+380960830922