Микроструктура и свойства сплава Ti6Al4V, легированного порошками Cu и Al с помощью фрикционной перемешивающей обработки

Сотрудниками ИФПМ СО РАН изучена структурная эволюция и механические свойства титанового сплава после механического легирования смесями медных и алюминиевых порошков с помощью фрикционной перемешивающей обработки (ФПО). Композиционные материалы синтезировались путем подмешивания порошковых смесей с массовыми соотношениями Cu/Al 2:1, 1:1 и 1:2 в матрицу сплава Ti6Al4V с использованием инструмента ФПО из никелевого суперсплава. Содержание α(α')-Ti увеличивалось во всех образцах после первого прохода ФПО, но затем медленно уменьшалось с увеличением количества проходов ФПО до 4. Была продемонстрирована обратная зависимость содержания β-Ti от количества проходов ФПО. В зоне перемешивания, полученной путем ФПО с подмешиванием смесей порошков 2:1, 1:1 и 1:2, были обнаружены интерметаллиды TixCuyAlz, TixAly и TixСuy. Максимальная прочность на растяжение в диапазоне 1050-1200 МПа была достигнута после 4-проходной ФПО на всех образцах с ~35% снижением пластичности по сравнению с исходным сплавом. Зоны перемешивания также имели повышенные показатели микротвердости.
Полученные композиты предназначены для улучшения традиционно низкой износостойкости титановых сплавов за счет in-situ образования интерметаллидных соединений. Для композитов, изученных в настоящей работе характерна бездефектность структуры, которая достигается правильным подбором параметров ФПО.

Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема номер FWRW-2022-0004. Результаты исследования опубликованы в журнале ES Materials and Manufacturing (Q1, Impact factor 4.0).

Anna Zykova, Andrey Vorontsov, Andrey Chumaevskii, Denis Gurianov, Nickolai Savchenko, Evgeny Kolubaev and Sergei Tarasov. Microstructures and Characterization of Ti6Al4V Alloy Friction Stir Alloyed with Cu and Al Powders // ES Mater. Manuf., 2024, 25, 1205, https://dx.doi.org/10.30919/esmm1205