O. P. Shaboldo, Ya. M. Vitorsky, V. V. Sagaradze, E. G. Volkova, N. L. Pechorkina
EFFECT OF THERMOMECHANICAL TREATMENT ON THE FORMATION OF THE STRUCTURE OF HIGH-STRENGTH Nb- AND Ti-BASED ALLOYS
DOI: 10.17804/2410-9908.2016.6.006-016 The paper studies the effect of heat treatment conditions on the microstructure of the LN-1 (Nb–10W–5Mo–1.5Zr–0.15C) and TS6 (Ti–10.5Cr–7V–4Mo–3Al–1Zr) alloys. It is shown for the LN-1 alloy that, under specific temperature conditions, a sufficiently high level of plasticity, necessary for subsequent deformation, is realized in the alloy. The structural studies have revealed the formation of finely dispersed niobium-zirconium carbides in the matrix during thermomechanical strengthening with the use of preliminary annealing. It is demonstrated that cold deformation by drawing (ε=24%) of the TS6 alloy leads to the formation of a cellular-band structure with high dislocation density along the cell boundaries. In the process of subsequent aging, the β-phase disintegrates with heterogeneous isolation of thin α-phase plates thus ensuring a considerable increase in the strength characteristics of the alloy.
Keywords: <p>high-temperature niobium alloys, carbides, β-titanium alloy, cold deformation, aging, α-phase, electron microscopy, mechanical properties, strengthening</p> References:
- Shaboldo O.P., Vitorsky Ya.M., Karashtin E.A. Spring materials made of high-temperature niobium- and nickel-based alloys. In: TsNII materialov – 100 let na blago Rossii [Central Research Institute of Materials – 100 Years for the Benefit of Russia]. St. Petersburg, 2012, pp. 125–136. (In Russian).
- Shaboldo O.P., Vitorsky Ya.M., Karashtin E.A., Vasiliev E.V., Sorokin M.V. Spring materials with special properties made of highly alloyed hard-to-deform thermomechanically hardenable high-strength alloys based on titanium, nickel and niobium. Metalloobrabotka, 2011, vol. 62, no. 2, pp. 28–35. (In Russian).
- Savitsky E.M., Dashevskaya O.B. Dispersion hardening in niobium-based alloys. Izvestiya AN SSSR. Metally, 1967, no. 3, pp. 152–158. (In Russian).
- Bershtein M.L. Termomekhanicheskaya obrabotka metallov i splavov. T. 1. [Thermomechanical Treatment of Metals and Alloys, vol. 1.]. M., Metallurgiya Publ., 1968, 596 p. (In Russian).
- Khorev A.I. Creating a theory of heat treatment, thermomechanical treatment and texture hardening of promising titanium alloys. Materialovedenie, 2009, no. 4, pp. 28–36. (In Russian).
- Shaboldo O.P., Vitorsky Ya.M., Karashtin E.A. Creating a spring material based on the TS6 high-strength titanium β-alloy. In: TsNII materialov – 100 let na blago Rossii [Central Research Institute of Materials – 100 Years for the Benefit of Russia]. St. Peterburg, 2012, pp. 158–168. (In Russian).
- Friedrich H., Kiese J., Haldenwanger H.-G., Stich A. Titanium in Automotive Applications - Nightmare, Vision or Reality. In: Proceedings of the 10th World Conference on Titanium, Hamburg, Germany, 13–18 July, 2003, vol. V, editted by G. Liitjering and J. Albrecht, pp. 3393–3402.
- Kosaka Y., Faller K. Advance of beta titanium alloy TIMETAL LCB in automotive spring applications. Wire Journal International, 2006, vol. 39, no.4, pp. 87–93.
- Konno T.J., Miura E., Tanaka A., Hanada S. A TEM study on the semicoherent precipitates in Nb-19 % Mo alloy. Acta Materialia, 2005, vol. 53, iss. 6 pp. 1783–1789. DOI: 10.1016/j.actamat.2004.12.027.
- Viswanadham R.K., Wert C.A. Precipitation from supersaturated Nb-C solid solutions. Metallurgical transactions, 1974, vol. 5, pp. 123–126.
- Ivasishin O.M., Markovsky P.E., Allen P.G., Sawakin D.G., Matviychuk Yu.V. Rapid Heat Treatment of TIMETAL-LCB Alloy. In: Proceedings of the 9th World conference on Titanium, vol. 1, Saint-Petersburg, Russia, 7–11 June, 1999. St.-Petersburg, CRISM “PROMETEY” Publ., 1999, pp. 505–512.
- Bhattacharjee A., Vydehi A. Joshi, Gogia A.K. Microstructure and tensile behavior of a low cost beta alloy. In: Proceedings of the 9th World conference on Titanium, vol. 1, Saint-Petersburg, Russia, 7–11 June, 1999. St.-Petersburg, CRISM “PROMETEY” Publ., 1999, pp. 537–544.
О. П. Шаболдо, Я. М. Виторский, В. В. Сагарадзе , Е. Г. Волкова , Н. Л. Печеркина
ВЛИЯНИЕ ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ Nb И Ti
В работе исследовано влияние термических обработок на микроструктуру сплавов ЛН-1 (-10W-5Mo-1.5Zr-0.15C) и ТС6 (Ti–10.5Cr–7V–4Mo–3Al–1Zr). Для сплава ЛН-1 показано, что при определенном температурном режиме в сплаве реализуется достаточно высокий уровень пластичности, необходимый для последующей деформации. Структурные исследования показали наличие мелкодисперсных ниобий-циркониевых карбидов в матрице в процессе термомеханического упрочнения с использованием предварительного отжига. Выявлено, что холодная деформация волочением (ε=24%) сплава ТС6 приводит к формированию ячеисто-полосовой структуры и высокой плотностью дислокаций по границам ячеек. В процессе последующего старения происходит распад β-фазы с гетерогенным выделением пластин α-фазы малой толщины, что обеспечивает существенное повышение прочностных характеристик сплава.
Ключевые слова: <p>жаропрочные ниобиевые сплавы, карбиды, β-титановый сплав, холодная деформация, старение, α-фаза, электронная микроскопия, механические свойства, упрочнение</p> Библиография:
- Шаболдо О. П., Виторский Я. М., Караштин Е. А. Пружинные материалы из жаропрочных сплавов на основе ниобия и никеля // ЦНИИ материалов – 100 лет на благо России. – Санкт-Петербург, 2012. – С. 125–136.
- Пружинные материалы со специальными свойствами из труднодеформируемых высокопрочных высоколегированных термомеханически упрочняемых сплавов на основе титана, никеля и ниобия / О. П. Шаболдо, Я. М. Виторский, Е. А. Караштин, Е. В. Васильев, М. В. Сорокин // Металлообработка. – 2011. – Т. 62, № 2. – С. 28–35.
- Савицкий Е. М., Дашевская О. Б. Дисперсионное упрочнение в сплавах на основе ниобия // Известия АН СССР. Металлы. – 1967. – № 3. – С. 152–158.
- Бернштейн М. Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. – М. : Металлургия, 1968. – 596 с. – Т. 1.
- Хорев А. И. Создание теории термической, термомеханической обработок и текстурного упрочнения перспективных титановых сплавов // Материаловедение. – 2009. – № 4. – С. 28–36.
- Шаболдо О. П., Виторский Я. М., Караштин Е. А. Создание пружинного материала на основе высокопрочного титанового β-сплава марки ТС6 // ЦНИИ материалов – 100 лет на благо России. – Санкт-Петербург, 2012. – С. 158–168.
- Titanium in Automotive Applications - Nightmare, Vision or Reality / H. Friedrich, J. Kiese, H.-G. Haldenwanger, A. Stich // The 10th World Conference on Titanium, Hamburg, Germany, 13–18 July, 2003 : proceedings / editted by G. Liitjering and J. Albrecht. – Vol. V. – P. 3393–3402.
- Kosaka Y., Faller K. Advance of beta titanium alloy TIMETAL LCB in automotive spring applications // Wire Journal International. – 2006. – Vol. 39, no. 4. – P. 87–93.
- Konno T. J., Miura E., Tanaka A., Hanada S. A TEM study on the semicoherent precipitates in Nb-19 % Mo alloy // Acta Materialia. – 2005. – Vol. 53. – P. 1783–1789. – DOI: 10.1016/j.actamat.2004.12.027.
- Viswanadham R. K., Wert C. A. Precipitation from supersaturated Nb-C solid solutions // Metallurgical transactions. – 1974. – Vol. 5. – P. 123–126.
- Rapid Heat Treatment of TIMETALR LCB Alloy / O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, P. G. Allen, D. G. Б. Sawakin, Yu. V. Matviychuk // The Ninth World Conference on Titanium “Titanium, 99, Science and Technology”, Saint-Petersburg, Russia, 7–11 June, 1999 : proceedings. – Saint-Petersburg : Central Research Institute of Structural Materials (CRISM) “PROMETEY”, 1999. – Vol. I. – Р. 505–512.
- Bhattacharjee A., Vydehi A. J., Gogia A. K. Microstructure and tensile behavior of a low cost beta alloy // The Ninth World Conference on Titanium “Titanium, 99, Science and Technology”, Saint-Petersburg, Russia, 7–11 June, 1999 : proceedings. – Saint-Petersburg : Central Research Institute of Structural Materials (CRISM) “PROMETEY”, 1999. – Vol. I. – Р. 537–544.
|
