14.05.2026
Сотрудниками структурного дизайна перспективных материалов (ЛСДПМ), физики упрочнения поверхности (ЛФУП), лаборатории локальной металлургии в аддитивных технологиях (ЛЛМАТ) ИФПМ СО РАН
исследовано влияние легирования железом на структуру, механические и трибологические свойства титанового сплава Ti4Al3V, изготовленного методом проволочной электронно-лучевой аддитивной технологии.
Установлено, что варьирование содержания железа в диапазоне 1,7–7,5 мас. % приводит к трансформации фазового состава и микроструктуры сплавов. Материалы с содержанием 1,7 и 2,5 мас.% Fe характеризуются двухфазной α/β-структурой с пластинчатым эвтектоидным строением внутри границ зёрен β-фазы, тогда как сплав с 7,5 мас.% Fe демонстрирует полностью равноосную структуру на основе метастабильной β-фазы, упрочнённой изотермически выделенными частицами ω-фазы титана. В сплаве с 7,5 мас. % Fe реализован эффект пластичности, индуцированной фазовыми превращениями (TRIP-эффект), обеспечивающий при сжатии пределы текучести до 1000 МПа и слабую анизотропию свойств. Трибологические испытания показали, что благодаря TRIP-механизму интенсивность износа снижается более чем в два раза, при аналогичном коэффициенте трения. Исследование субповерхностных слоёв методом просвечивающей электронной микроскопии выявило, что доминирующим механизмом износа является деломинация сильно деформированных и окисленных плоских частиц. Во всех образцах в трибологических слоях зафиксированы слоистые структуры Al2O3/TiO, образовавшиеся в результате селективного трибоокисления, что подтверждает ключевую роль оксидных плёнок в обеспечении износостойкости титановых сплавов.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект номер FWRW-2024–0001. Результаты исследования опубликованы в журнале Tribology International (Q1 о данным SJR): A. Nikolaeva, A. Panfilov, A. Vorontsov, A. Zykova, E. Knyazhev, D. Gurianov, A. Gusarenko, N. Savchenko, E. Kolubaev, S. Tarasov. Wear reduction by transformation-induced plasticity in additively manufactured iron-containing titanium alloys // Tribology International. – 2026. – V. 222. – P. 112164. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2026.112164
Установлено, что варьирование содержания железа в диапазоне 1,7–7,5 мас. % приводит к трансформации фазового состава и микроструктуры сплавов. Материалы с содержанием 1,7 и 2,5 мас.% Fe характеризуются двухфазной α/β-структурой с пластинчатым эвтектоидным строением внутри границ зёрен β-фазы, тогда как сплав с 7,5 мас.% Fe демонстрирует полностью равноосную структуру на основе метастабильной β-фазы, упрочнённой изотермически выделенными частицами ω-фазы титана. В сплаве с 7,5 мас. % Fe реализован эффект пластичности, индуцированной фазовыми превращениями (TRIP-эффект), обеспечивающий при сжатии пределы текучести до 1000 МПа и слабую анизотропию свойств. Трибологические испытания показали, что благодаря TRIP-механизму интенсивность износа снижается более чем в два раза, при аналогичном коэффициенте трения. Исследование субповерхностных слоёв методом просвечивающей электронной микроскопии выявило, что доминирующим механизмом износа является деломинация сильно деформированных и окисленных плоских частиц. Во всех образцах в трибологических слоях зафиксированы слоистые структуры Al2O3/TiO, образовавшиеся в результате селективного трибоокисления, что подтверждает ключевую роль оксидных плёнок в обеспечении износостойкости титановых сплавов.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект номер FWRW-2024–0001. Результаты исследования опубликованы в журнале Tribology International (Q1 о данным SJR): A. Nikolaeva, A. Panfilov, A. Vorontsov, A. Zykova, E. Knyazhev, D. Gurianov, A. Gusarenko, N. Savchenko, E. Kolubaev, S. Tarasov. Wear reduction by transformation-induced plasticity in additively manufactured iron-containing titanium alloys // Tribology International. – 2026. – V. 222. – P. 112164. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2026.112164