Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Ориентационные соотношения и изменения состава силицидов титана S2 в титановом псевдо-b-сплаве ВТ47

А. В. Заводов, А. А. Ширяев, Н. А. Ночовная

Аннотация


Изучены ориентационные соотношения между β-фазой и S2 силицидами (Ti, Zr)6Si3 (a = 0,7055 нм; с = 0,3673 нм) в титановом псевдо-β-сплаве ВТ47. Представлено распределение кристаллографических направлений на обратной полюсной фигуре в координатах β-фазы. На большой выборке силицидов выявлено отсутствие единых ориентационных соотношений между β-фазой и силицидами S2 в сплаве после прокатки и отжига. Рассмотрены варианты зарождения силицидов типа S2 на основе теории зарождения и данных по системе Ti – Zr – Si. Предложен механизм потери ориентационных соотношений β/S2 в процессе термомеханической обработки сплава. Установлено увеличение соотношения Ti/Zr в сплаве при постоянном содержании Si при увеличении размеров силицидов. Показано влияние частиц силицидов на начальную стадию старения сплава ВТ47. Частицы силицидов служат в качестве свободных поверхностей для зарождения и роста α-фазы в процессе старения, приводя к ее более равномерному распределению.

Ключевые слова


силицид титана S2; (Ti, Zr)6Si3; титановый псевдо-b-сплав; ориентационные соотношения

Полный текст:

PDF

Литература


Zhao E., Sun S., Zhang Y. Recent advances in silicon con¬tai¬ning high temperature titanium alloys // Journal of Materials Research and Technology. 2021. V. 14. P. 3029 – 3042. DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.08.117

Su Y., Hao G., Fan H. et al. Study on rolling of a new near-a titanium alloy: Microstructure refinement and dual-scale silicides evolution // Journal of Alloys and Compounds. 2021. V. 852. Art. 156867. DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.156867

Antii M.-L., Ciprés V. C., Mouzon J. et al. Effect of silicon on creep properties of titanium 6Al – 2Sn – 4Zr – 2Mo alloy // MATEC Web of Conferences. 2020. V. 321. Art. 04021. DOI: 10.1051/matecconf/202032104021

Woodfield A. P., Postans P. J., Loretto M. H., Smallman R. E. The effect of long-term high temperature exposure on the structure and properties of the titanium alloy Ti 5331S // Acta Metallurgica. 1988. V. 36(3). P. 507 – 515. DOI: 10.1016/0001-6160(88)90082-X

Narayana P. L., Kim S. W., Hong J. K. et al. Tensile properties of a newly developed high-temperature titanium alloy at room temperature and 650 °C // Material Science & Engineering A. 2018. V. 718(7). P. 287 – 291. DOI: 10.1016/j.msea.2018.01.113

Bulanova M., Firstov S., Gornaya I., Miracle D. The melting diagram of the Ti-corner of the Ti – Zr – Si system and mechanical properties of as-cast compositions // Journal of Alloys and Compounds. 2004. V. 384. P. 106 – 114. DOI: 10.1016/j.jallcom.2004.02.060

Salpadoru N. H., Flower H. M. Phase Equilibria and transformations in a Ti – Zr – Si system // Metallurgical and Materials Transactions A. 1995. V. 26A. P. 243 – 257. DOI: 10.1007/BF02664663

Flower H. M., Swann P. R., West D. R. F. Silicide precipitation in the Ti – Zr – Al – Si system // Metallurgical Transactions. 1971. V. 2. P. 3289 – 3297. DOI: 10.1007/BF02811609

Singh A. K., Ramachandra C., Singh V. Orientation relationship between matrix phases and silicide S2 in alloy Ti – 6Al – 1.6Zr – 3.3Mo – 0.3Si // Journal of Materials Science Letters. 1992. V. 11. P. 218 – 221. DOI: 10.1007/BF00741426

Popov A. A., Leder M. O., Popova M. A. et al. Effect of alloyin¬g on precipitation of intermetallic phases in heat-resistant titanium alloys // The Physics of Metals and Metal¬lography. 2015. V. 116(3). P. 261 – 266. DOI: 10.1134/ S0031918X15030102

Popov A. A., Popova М. А. Isothermal diagrams of precipitation of silicide and aluminide phases in refractory titanium alloys // Metal Science and Heat Treatment. 2017. V. 58. P. 662 – 666. DOI: 10.1007/s11041-017-0075-3

Zhang Z., Fan J., Wu Z. et al. Precipitation behavior and strengthening-toughening mechanism of hot rolled sheet of Ti65 titanium alloy during aging process // Journal of Alloys and Compounds. 2020. V. 831. Art. 154786. DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.154786

Ba H. B., Dong L. M., Zhang Z. Q. et al. Effects of Zr content on the microstructures and tensile properties of Ti – 3Al – 8V – 6Cr – 4Mo – xZr alloys // Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 2016. V. 29. P. 722 – 726. DOI: 10.1007/s40195- 016-0443-9

Popov A. A., Zhilyakova M. A., Elkina O., Lugovaya K. I. The precipitation of silicide particles in heat-resistant titanium alloys / In: Innovation and Discovery in Russian Science and Engineering. eds.: S. Syngellakis, J. J. Connor. Springer International Publishing. AG. 2018. P. 19 – 25. DOI: 10.1007/ 978-3-319-66354-8 3

Ramachandra C., Singh K. Orientation relationship between titanium and silicide S2 in alloy Ti – 6Al – 5Zr – 0.5Mo – 0.25Si // Metallurgical Transactions A. 1985. V. 16A. P. 453 – 455. DOI: 10.1007/BF02814344

Singh A. K., Ramachandra C. Characterization of silicides in high-temperature titanium alloys // Journal of Materials Science. 1997. V. 32. P. 229 – 234. DOI: 10.1023/ A:1018516324856

Zhang X. D., Evans D. J., Baeslack W. A., Fraser H. L. Effect of long term aging on the microstructural stability and mecha¬nical properties of Ti – 6Al – 2Cr – 2Mo – 2Sn – 2Zr alloy // Materials Science and Engineering A. 2003. V. 344. P. 300 – 311. DOI: 10.1016/S0921-5093(02)00448-3

Fu B., Wang H., Zou C., Wei Z. The influence of Zr content on microstructure and precipitation of silicide in as-cast near a titanium alloys // Materials Characterization. 2015. V. 99. P. 17 – 24. DOI: 10.1016/j.matchar.2014.09.015

Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение: учебник для высших технических учебных заведений. 3-е изд., испр. и доп. М.: Машиностроение, 1990. 528 с.

Кан Р. У., Хаазен П. Т. Физическое металловедение: в 3-х т. Т. 2: Фазовые превращения в металлах и сплавах и сплавы с особыми физическими свойствами. 3-е изд., перераб. и доп. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1987. 624 с.

Singh A. K., Roy T., Ramachandra C. Microstructural stability on aging of an a + b titanium alloy: Ti – 6Al – 1.6Zr – 3.3Mo – 0.3Si // Metallurgical and Materials Transactions A. 1996. V. 27A. P. 1167 – 1173. DOI: 10.1007/BF02649855




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2023.7.40-48

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024