Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Значение дисперсных фаз в формировании свойств жаропрочных титановых сплавов

А. А. Попов, Н. А. Попов, К. И. Луговая

Аннотация


В обзоре обобщены результаты исследований сотрудников кафедры термообработки и физики металлов Уральского федерального университета, посвященных изучению процессов выделения силицидов и алюминидов в структуре и их роли в формировании комплекса механических свойств титановых сплавов. Показано, что выделение силицидов типа S1 по межфазным границам вызывает снижение ударной вязкости сплавов, а формирование силицидов S2 в α-фазе — их жаропрочности. Рассмотрено влияние α2-фазы на свойства псевдо-α-сплавов титана. Установлено, что проведением термической обработки по разным режимам можно получать двухфазную (α + α2)-структуру различных типов за счет развития в сплавах как гетерогенных, так и гомогенных превращений. Показано, что гомогенный механизм превращения обеспечивает бóльшую пластичность сплавов по сравнению с гетерогенным.


Ключевые слова


титановые сплавы; силициды; a2-фаза; структура; свойства

Полный текст:

PDF

Литература


Колачев Б. А., Глазунов С. Г. Металловедение титана и его сплавов. М.: Металлургия, 1992. 353 с.

Колачев Б. А., Елисеев Ю. С., Братухин А. Г., Талалаев В. Д. Титановые сплавы в конструкциях и производстве авиадвигателей и авиационно-космической технике / под ред. А. Г. Братухина. М.: Изд-во МАИ, 2001. 416 с.

Борисова Е. А., Бочвар Г. А., Брун М. Я. и др. Металлография титановых сплавов. М.: Металлургия, 1980. 464 с.

Колачев Б. А., Елагин В. И., Ливанов В. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: МИСиС, 2005. 432 с.

Колачев Б. А., Полькин И. С., Талалаев В. Д. Титановые сплавы разных стран. М.: ВИЛС, 2000. 316 с.

Солонина О. П., Глазунов С. Г. Жаропрочные титановые сплавы. М.: Металлургия, 1976. 448 с.

Neal D. F. Alloy development // Titanium’95: Science and technology / Proc. 8-th World Conf. of Titanium. Birmingham, 1995. P. 2195 – 2204.

Binguo Fu, Hongwei Wang, Chunming Zou, Zunjie Wei. The influence of Zr content on microstructure and precipitation of silicide in as-cast near a titanium alloys // Mater. Charact. 2015. V. 99. P. 17 – 24.

Попов А. А., Илларионов А. Г., Россина Н. Г., Гриб С. В. Металловедение и термическая обработка сплавов титана. Структура и свойства. Екатеринбург: УрФУ, 2012. 268 с.

Blackburn M. J. The ordering transformation in titanium: aluminium alloys containing up to 25 at. Pct aluminium // Trans. Metall. Soc. of AIME. 1967. V. 239. P. 1200 – 1208.

Попов А. А., Попова М. А. Изотермические диаграммы выделения силицидных и алюминидных фаз в жаропрочных титановых сплавах // МиТОМ. 2016. № 11(737). С. 23 – 28.

Попов А. А., Дроздова Н. А. Принципы легирования двухфазных жаропрочных сплавов на основе титана // ФММ. 1997. T. 84, Вып. 4. C. 123 – 132.

Попов А. А., Демаков С. Л., Попова М. А. и др. Выделение частиц силицидов в жаропрочных титановых сплавах // Титан. 2013. № 1. С. 4 – 13.

Попов А. А., Попова М. А., Нарыгина И. В. и др. Влияние легирования на выделение интерметаллидных фаз в жаропрочных титановых сплавах // ФММ. 2015. № 3. С. 1 – 7.

Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник в 3 т. / Под ред. Н. П. Лякишева. Т. 3, кн. 2. М.: Машиностроение. 2000. 448 с.

Flower H. M., Swann P. R., West D. R. F. Silicide precipitation in the Ti – Zr – Al – Si System // Met. Trans. 1971. V. 2. Р. 3289 – 3297.

Ramachandra C., Singh V. Silicide phases in some complex titanium alloys // Met. Trans. 1992. V. A23, Is. 2. Р. 689 – 690.

Crawforth P., Wynne B., Turner S., Jackson M. Subsurface deformation durng precision turning of near-alpha titanium alloy // Scrip. Mater. 2012. V. 67. Р. 842 – 845.

Zongge Jiao, Chen Ma, Jun Fu et al. The effect of Zr contents on microstructure and properties of laser additive manufactured Ti – 6,5Al – 3,5Mo – 0,3Si – xZr alloys // J. Alloys Compd. 2018. V. 745. P. 592 – 598.

Ankem S., Banerjee D., McNeish D. J. et al. Silicide formation in Ti – 3Al – 8V – 6Cr – 4Zr – 4Mo // Met. Тrans. 1987. V. А18, Is. 7 – 12. Р. 2015 – 2025.

Flower H. M., Salpadoru N. H. Phase equilibria and transformations in a Ti – Zr – Si system // Metal. Mater. Trans. 1995. V. А26, No. 2. Р. 243 – 257.

Попов А. А., Дроздова Н. А., Трубочкин А. В., Елкина О. А. Изучение совместного выделения алюминидов и силицидов в двухфазном титановом сплаве // ФММ. 1999. Т. 87, Вып. 5. С. 58 – 63.

Гольдшмидт Х. Дж. Сплавы внедрения: вып. 2. М.: Мир. 1971. 464 с.

Crawforth P., Wynne B., Turner S., Jackson M. Subsurface deformation durng precision turning of near-alpha titanium alloy // Scr. Mater. 2012. V. 67. Р. 842 – 845.

Ramachandra C., Singh V. Silicide precipitation in alloy Ti – 6Al – 5Zr – 0,5Mo – 0,25Si // Met. Trans. 1982. V. A13, No. 5. Р. 771 – 775.

Wang X., Vo P., Jahazi M., Yue S. Dwell fatigue microstructure in near-alpha tianium alloy // Metal. Mater. Trans. 2007. V. 38A, Is. 4. Р. 831 – 839.

Ramachandra C., Singh V. Effect of silicide precipitation on tensile properties and fracture of alloy Ti – 6Al – 5Zr – 0,5Mo – 0,25Si // Met. Trans. 1985. V. A16, Is. 1 – 6. Р. 227 – 231.

Ramachandra C., Singh V. Effect of thermomechanical treatments on size and distribution of silicides and tensile properties of alloy Ti – 6Al – 5Zr – 0,5Mo – 0,25Si // Met. Trans. 1988. V. А19, Is. 1 – 6. Р. 389 – 391.

Paton N. E., Mahoney M. W. Fatique and fracture characteristics of silicon-bearing titanium alloy // Met. Trans. 1978. V. A9, Is. 10. Р. 1497 – 1501.

Попов А. А., Левин И. В., Анисимова Л. И. и др. О причинах пониженной технологической пластичности некоторых двухфазных титановых сплавов // ФММ. 1986. Т. 62. С. 583 – 587.

Zhand W.-J., Song X.-Y., Hui S.-X. et al. Phase precipitation behavior and tensile property of a Ti – Al – Sn – Zr – Mo – Nb – W – Si titanium alloy // Rare Met. 2018. Art. 1064.

Wood H., Smith G. D. W., Cerezo A. Short range order and phase separation in Ti – Al alloys // Mater. Sci. Eng. A. 1998. V. A250. P. 83 – 87.

Radecka A., Vorontsov V. A., Coakley J. et al. Ordering in a titanium alloys / In book: Proceedings of the 13th World Conference on Titanium. John Willey & Sons. Inc. 2016. P. 971 – 978.

Williams J. C., Thompson W., Baggerly R. C. Accurate description of slip character // Scr. Mater. V. 8. 1974. P. 625 – 630.

Попов А. А., Луговая К. И., Попова Е. Н. и др. Особенности формирования двухфазной (a + a2)-структуры в сплаве Ti – 17 ат. % Al // ФММ. 2020. Т. 121, № 8. С. 870 – 876.

Попов А. А., Попов Н. А., Луговая К. И. и др. Анализ размерного несоответствия решеток a- и a2-фаз в модельных псевдо-a-сплавах титана // МиТОМ. 2022. № 1(799). С. 20 – 24.

Белов С. П., Ильин А. А., Мамонов А. М., Александрова А. В. Теоретический анализ процессов упорядочения в сплавах на основе Ti3Al. 1. О механизме упорядочения в сплавах на основе соединения Ti3Al // Металлы. 1994. № 1. С. 134 – 138.

Попов А. А., Попова Е. Н., Карабаналов М. С. и др. Влияние легирования и исходной обработки на процессы формирования структуры в закаленных сплавах Ti – 10 % Al // ФММ. 2021. Т. 122, № 12. С. 1317 – 1323.

Попов А. А., Попова Е. Н., Карабаналов М. С. и др. Процессы формирования a + a2-структуры в модельных псевдо-a-сплавах титана // ФММ. 2022. Т. 123, № 5. С. 541 – 546.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.9.58-64

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026