Том 22 (2019)


Влияние кривизны решетки титана и титанового сплава Ti-6Al-4V на усталостную долговечность и ударную вязкость

В.Е. Панин1,2,3, Б.Б. Овечкин2, Р.Р. Хайруллин1,2, А.М. Лидер2, Ю.С. Бордулев2, А.В. Панин1,2, О.Б. Перевалова1, И.В. Власов1

1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, 634055, Россия,
2Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, 634050, Россия,
3Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, 634050, Россия,

 

УДК 621.789:620.18

DOI 10.24411/1683-805X-2019-15001

 

Исследовано влияние наводороживания, ультразвуковой обработки и наводороживания после ультразвуковой обработки сплава ВТ6 на его усталостную долговечность. При ультразвуковой обработке в поверхностном слое образуется сплошной нетравящийся слой α2(Ti3Al), который снижает усталостную долговечность. Ниже этого слоя образуются полосы α2(Ti3Al)-фазы, которые увеличивают усталостную долговечность. Сложение этих двух эффектов дает увеличение усталостной долговечности сплава в 1.3 раза. Объясняется катастрофическое снижение наводороживания после ультразвуковой обработки образованием зон ближнего порядка смещений с ОЦК-решеткой по типу β-фазы. Поперечно-винтовая прокатка создает в сплаве мартенситную фазу очень высокой прочности. Она предсказана методом позитронной аннигиляции и обнаружена методом просвечивающей электронной микроскопии. Высокая стабильность мартенситной фазы обусловливает снижение ударной вязкости сплава, обработанного поперечно-винтовой прокаткой.

Ключевые слова: кривизна решетки, ультразвуковая обработка, наводороживание, поперечно-винтовая прокатка, мартенситная фаза, ударная вязкость

 

 

Effect of the lattice curvature of titanium and Ti-6Al-4V alloy on their fatigue life and fracture toughness

The effect of hydrogenation, ultrasonic treatment, and hydrogenation after ultrasonic treatment on the fatigue life of VT6 alloy is investigated. Ultrasonic treatment causes the formation of a continuous nonetching α2(Ti3Al) layer within the surface layer, which reduces the fatigue life. Below this layer there are bands of the α2(Ti3Al) phase which, on the contrary, increase the fatigue life. These two effects together give a 1.3-fold increase in the fatigue life of the alloy. A catastrophic decrease in hydrogenation after ultrasonic treatment is explained by the formation of regions of short-range displacements with a bcc lattice similar to the β phase. As a result of helical rolling, a martensitic phase with very high strength is formed in the alloy. Its formation is predicted by positron annihilation spectroscopy and is detected by transmission electron microscopy. The high stability of the martensitic phase contributes to the lower fracture toughness of the alloy processed by helical rolling.

Keywords: lattice curvature, ultrasonic treatment, hydrogenation, helical rolling, martensitic phase, fracture toughness

 

 

 


стр. 5 – 12

Образец цитирования:
В.Е. Панин, Б.Б. Овечкин, Р.Р. Хайруллин, А.М. Лидер, Ю.С. Бордулев, А.В. Панин, О.Б. Перевалова, И.В. Власов  Влияние кривизны решетки титана и титанового сплава Ti-6Al-4V на усталостную долговечность и ударную вязкость // Физ. мезомех. - 2019. - Т. 22. - № 5. - С. 5-12


вернуться