Материал: Физическое металловедение титана

дополнительное упрочнение р-титановых сплавов систе­ мы Ti — № по уравнению (54) при численном коэффи­

циенте 32]/6 вместо 24, с— а и энергии упорядочения 600 кал/моль. Предел текучести сплавов складывается

ОСОБЕННОСТИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ (а-ЬР)-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Механизм пластической деформации и механические свойства (а+р)-сплавов зависят от многих факторов: а) размеров, формы и ориентационного соответствия элементов структуры, б) свойств и количества составляю­

137

щих их а- и p-фаз; в) структурной и химической неодно-. родности а- и p-фаз; г) содержания примесей.

Структуры, которые образуются в (a-f-p)-титановых сплавах после различных режимов обработки давлением и термической обработки, можно охарактеризовать сле­ дующими параметрами [94]: величиной D исходного р- зерна; размером d a -колоний (пачек одинаково ориенти­ рованных пластин a -фазы), толщиной Ъ а-пластин.

Т а б л и ц а 10

Характеристики микроструктуры н результаты механических испытаний образцов сплава ВТЗ-1*

**Размер о-зериа.

Втабл. 10 представлены значения этих, параметров для (a-fp) -титанового сплава ВТЗ-1 :[94]. Мелкозерни­ стая структура I с равноосными зернами a -фазы обра­ зуется в том случае, когда температуры деформации и термической обработки не превышают Лс3. Размеры а- зерна при такой структуре могут колебаться в пределах 1—10 мкм. Все остальные структуры образуются после деформации или термической обработки при температу­ рах, соответствующих p-области. В этом случае. D — раз­ мер исходного {5-зерна. При всех пластинчатых структу­

рах толщина прослоек p-фазы составляет примерно 0,25 Ь.

Механические свойства отожженного сплава ВТЗ-1 со структурой I, II и III типа примерно одинаковы. Сплав ВТЗ-1 со структурой IV типа имеет меньшую прочность и пластичность по сравнению со свойствами сплавов со

138

характер деформации — происходит смещение колоний по граничным поверхностям их раздела. При размерах a -колоний менее 20—25 мкм и крупном исходном р-зер- не скольжение в колониях не обнаруживается и практи­ чески вся микроструктурно наблюдаемая часть пласти­ ческой деформации сосредоточивается в приграничных объемах между колониями. Деформация скольжением внутри колоний сменяется деформацией в приграничных объемах.

Сплав ВТЗ-1 с крупнозернистой структурой обладает наилучшим сочетанием прочности и пластичности при не­ которых оптимальных размерах а-колоний (30—50 мкм) и толщине а-пластин (3—3,5 мкм). Укрупнение элемен­ тов внутризеренной структуры, равно как и их измельче­ ние по сравнению с оптимальными размерами, приводит к ухудшению свойств.

Аналогичные закономерности были обнаружены для (a+ip) -сплава ВТ9 [9,6]. В сплаве ВТЗ-1 по сравнению с ВТ9 p-фаза менее сильно упрочнена, поэтому скольжение в p-фазе сплава ВТЗ-1 происходит сравнительно легко, хотя и на более поздних стадиях деформации по сравне­ нию с a-фазой. В сплаве ВТ9 до степеней деформации ~6% р-фаза практически не деформируется; при боль­ ших степенях деформации наблюдается переход сколь­ жения из a-зерен в отдельные участки p-фазы, однако число таких участков невелико. Таким образом, способ­ ность p-фазы к скольжению по большому числу систем, с чем связана высокая ее пластичность, не реализуется при деформировании сплава ВТ9. Это обусловливает меньшую его пластичность по сравнению со сплавом ВТЗ-1 как при зернистой, так и при пластинчатой струк­ туре.

Пластичность (а+'Р) -титановых сплавов снижается тем больше, чем больше разница в прочности а- и р-фаз. При большом различии в прочности фаз возрастает'не­ однородность пластической деформации сплава, сколь­ жение принимает все более локальный характер, что при­ водит к преждевременному накоплению повреждений в локальных участках и разрушению при малой общей де­ формации. Однако следует иметь в виду, что переход от а- к а-НР-структуре .приводит к резкому измельчению зерна. Повышение пластичности из-за измельчения зер­ на может доминировать над ее падением из-за усиления

140