Влияние легирования водородом на закономерности формирования субмикрокристаллической структуры и развитие деформационных процессов в сплаве Ti-6Al-4V

• Автор: Степанова, Екатерина Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение

Раздел 1. Объемные нано- и субмикрокристаллические металлы и сплавы

1.1. Традиционные методы получения нано- и субмикрокристаллических материалов

1.2. Структура и свойства субмикрокристаллического титана и его сплавов, полученных методами интенсивной пластической деформацией
Раздел 2. Обратимое легирование водородом как способ модификации микроструктуры титановых сплавов

2.1. Фазовые превращения в системе титановый сплав - водород

2.2. Водородно-термическая обработка титановых сплавов

. 2.3. Пластифицирующее влияние водорода на сплавы титана

2.4. Водородная хрупкость титановых сплавов

2.5. Радиационно-стимулированный выход водорода из металлических
материалов
Раздел 3. Постановка задачи. Материал и методы исследования
3.1. Постановка задачи
3.2. Материал и методы исследования
3.2.1. Материал исследования
3.2.2. Методика модифицирования структурно-фазового состояния в сплаве Тл-6А1-4У с использованием обратимого легирования водородом
3.2.3. Определение концентрации водорода
3.2.4. Оптическая, растровая и электронная микроскопия
3.2.5. Рентгеноструктурный анализ
3.2.6. Методика механических испытаний образцов
3.2.7. Методика облучения образцов электронным пучком
3.2.8. Оценка влияния водорода на чувствительность к надрезу и дли- тельную прочность образцов субмикрокристаллического сплава
ТІ-6А1-4У
Раздел 4. Формирование нано- и субмикрокристаллической структуры в титановом сплаве ТІ-6А1-4У методом, сочетающим обратимое легирование
водородом и горячую пластическую деформацию
'4.1. Эволюция структурно-фазового состояния сплава ТІ-6А1-4У в процессе наводораживания и горячей пластической деформации
4.2. Влияние дегазации на структурно-фазовое состояние титанового сплава ТІ-6А1-4У-Н
4.2.1. Дегазация водорода из нанокристаллического титанового сплава ТІ-6А1-4У-Н отжигом в вакууме
4.2.2. Дегазация водорода из нанокристаллического титанового сплава
ТІ-6А1-4У-Н в условиях облучения электронным пучком
Раздел 5. Влияние легирования водородом на деформационное поведение и механические свойства субмикрокристаллического титанового сплава
ТІ-6А1-4У
5.1. Влияние водорода на деформационное поведение субмикрокристаллического титанового сплава ТЇ-6А1-4У
5.2. Влияние водорода на механические свойства субмикрокристаллического титанового сплава ТЇ-6А1-4У
5.3. Влияние легирования водородом на чувствительность к надрезу и длительную прочность субмикрокристаллического титанового сплава
ТІ-6А1-4У
Выводы
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Титан и его сплавы вследствие их низкой плотности, хорошей биосовместимости и высокой коррозийной стойкости рассматриваются как наиболее перспективные материалы для медицины, авиа-космической и химической техники [1-3]. Основными недостатками и сдерживающими факторами для расширения спектра применения титана и его сплавов в промышленности и медицине являются низкий уровень механических свойств титана и невысокая технологическая пластичность титановых сплавов. Титановые сплавы относятся к трудно-деформируемым материалам, поэтому получение фольги и изделий сложной формы из сплавов титана сопряжено с большими энергетическими затратами, потерями материала в виде отходов при механических обработках и, соответственно, высокой стоимостью конечных продуктов [4].
К настоящему времени в многочисленных работах научных коллективов из разных стран мира показана возможность повышения механических свойств металлических материалов при температурах менее 0,47]1Л (Гпл - температура плавления) за счет формирования в них нано- и субмикрокристаллической структур [5-9]. Кроме того, формирование нано- и субмикрокристаллического состояний позволяет на 200-250 К снизить температуру реализации сверхпла-стичного состояния в материалах, в том числе и в сплавах титана, проявляющих при определенных условиях сверхпластичные свойства [10, 11]. Это повышает перспективу использования безотходной формовки в режиме сверхпластичности для получения изделий сложной формы из сплавов титана.
Следует отметить, что под нанокристаллическими (наноструктурными, нанофазными) материалами принято понимать [9, 12] такие материалы, у которых величина среднего размера основного элемента структуры хотя бы в одном измерении не превышает 100 нм. В субмикрокристаллических материалах размер зерен колеблется от 0,1 до 1 мкм. В данной работе мы также будем придерживаться этой классификации.
Распространенными методами создания объемных нано- и субмикрокристаллических металлических материалов являются методы интенсивной пла-

О 2 4 6
ДЕФОРМАЦИЯ, %
Рис. 1.13. Инженерные кривые «напряжение-деформация» мелкозернистого (1) и субмикрокристаллического (2) титана после холодной пластической деформации на 75% при комнатной температуре и скорости растяжения 3,3-КГ3 с“1 [49]