УДК 538.915, 621.9.015

DOI 10.24411/1683-805X-2020-13001

 

Проведено исследование изменения спектров упруго и дискретно рассеянных электронов в сплаве Ti-6Al-4V, подвергнутом поперечно-винтовой прокатке при Т = 1000 °С, в сравнении с исходным состоянием. В равновесной a-фазе сплава межатомные связи формируются s-p электронами Al и их вклад небольшой. В результате закалки после поперечно-винтовой прокатки при Т = 1000 °С в a-фазе возникает неравновесная a¢-фаза. В образующейся a¢-фазе выявлены атомы ванадия, d электроны которого принимают участие в межатомной связи. Это упрочняет a-фазу и обуславливает повышение низкотемпературной ударной вязкости сплава. В то же время ионы ванадия интенсивно рассеивают s-р электроны, ослабляя их вклад в межатомную связь. Это генерирует возникновение в зонах кривизны решетки локализованных потоков пластического течения, которые развиваются в поле кулоновского отталкивания электронов и создают высокую релаксационную способность сплава при низких температурах. Установлен фундаментальный эффект связи очень высокого упрочнения с очень высоким релаксационным фактором. Полученные результаты объясняются эффектом структурной трансформации.

Ключевые слова: рассеяние энергии электронами, спектры упруго и дискретно рассеянных электронов, поперечно-винтовая прокатка при 1000 °С, сплав Ti-6Al-4V

 

Electron energy spectra of elastically and discretely scattered electrons of Ti-6Al-4V alloy fracture surface after helical rolling at a temperature of 1000 °С

The change in the spectra of elastically and discretely scattered electrons in Ti-6Al-4V alloy subjected to helical rolling at T = 1000°C was studied in comparison with the initial state. Interatomic bonds in the equilibrium a phase of the alloy are formed by Al sp electrons, and their contribution is small. Quenching after helical rolling at T = 1000°C causes the formation of a nonequilibrium a¢ phase in the a phase. The resulting a¢ phase contains vanadium atoms whose d electrons are part of the interatomic bond. As a result, the a phase is strengthened and the low temperature toughness of the alloy is enhanced. At the same time, sp electrons are strongly scattered by vanadium ions and therefore their contribution to the interatomic bond is weakened. This generates localized plastic flows in the lattice curvature zones, which develop in the field of Coulomb repulsion of electrons and govern a high relaxation ability of the alloy at low temperatures. Very high hardening is found to be fundamentally related to a very high relaxation factor. The results are explained by the effect of structural transformation.

Keywords: energy scattering of electrons, spectra of elastically and discretely scattered electrons, helical rolling at 1000°C, Ti-6Al-4V alloy

 

В.Е. Панин, И.А. Шулепов, Л.Б. Ботаева, Н.А. Наркевич  Исследование электронно-энергетических спектров упруго и дискретно рассеянных электронов поверхности разрушения сплава Ti–6Al–4V после поперечно-винтовой прокатки при температуре 1000°С // Физ. мезомех. - 2020. - Т. 23. - № 3. - С. 5-14