Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Исследование дисперсных фаз нанометровых и субмикронных размеров в титановых псевдо-β-сплавах на основе комплексного использования рассеяния и дифракции нейтронов, электронов, рентгеновского излучения

С. Н. Петров, Н. Ф. Дроздова, М. Л. Федосеев, М. С. Михайлов, Е. В. Святышева, А. Х. Исламов

Аннотация


Определены размеры и объемная доля дисперсных частиц вторичной α-фазы, образующихся при упрочняющей термической обработке псевдо-β-титанового сплава ВТ22, с использованием малоуглового рассеяния нейтронов, рентгеновской дифрактометрии, дифракции обратно отраженных электронов, просвечивающей электронной микроскопии в сочетании с рентгеноспектральным микроанализом. На основе комплексного использования экспериментальных данных, полученных методами различных уровней локальности, проведен анализ размеров, формы, элементного состава и объемного содержания дисперсных частиц после упрочняющей термической обработки по различным режимам. Определена энергия активации процесса распада β-фазы при низкотемпературном старении.

Ключевые слова


титановый сплав; термическая обработка; нейтронное рассеяние; электронная микроскопия; микроструктура; фазовый состав; дисперсная фаза; titanium alloy; heat treatment; neutron scattering; electron microscopy; microstructure; phase composition; fine phase

Полный текст:

PDF

Литература


Новиков И. И. Теория термической обработки металлов: Учебник. 4-е изд., испр. и доп. М.: Металлургия, 1986. 480 с.

Зубченко А. С., Шарый Н. В., Рабинович В. П. Коррозионно-стойкая в морской воде аустенитно-ферритная сталь SAF 2507 (X2CRNIMON 2574) // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Обеспечение безопасности АЭС. 2014. № 34. С. 42 - 52.

Вайс Г., Шуберт С., Ратке Е. Высокопрочные коррозионно-стойкие стали в автомобилестроении // Черные металлы. 2009. № 1. С. 43 - 46.

Ночовная Н. А., Панин П. В., Алексеев Е. Б., Боков К. А. Современные экономно-легированные титановые сплавы: применение и перспективы развития // МиТОМ. 2016. № 9. С. 8 - 15.

Кондратьева О. В., Кондратьев С. Ю., Швецов О. В. Исследование режимов упрочняющей термической обработки титанового сплава ВТ23 // МиТОМ. 2018. № 11. С. 28 - 35.

Кишкин С. Т., Строганов Г. Б., Логунов А. В. и др. Карбидные фазы в жаропрочных никелевых сплавах с гафнием // Известия АН СССР. Металлы. 1983. № 5. С. 143 - 149.

Kondrat'ev S. Y., Anastasiadi G. P., Petrov S. N., Ptashnik A. V. Kinetics of the formation of intermetallic phases in hp-type heat-resistant alloys at long-term high-temperature exposure // Metallurgical and Materials Transactions A. 2017. V. 48, Is. 1. P. 482 - 492.

Рудской А. И., Анастасиади Г. П., Кондратьев С. Ю. и др. Влияние фактора числа электронных вакансий на кинетику образования, роста и растворения фаз при длительных высокотемпературных выдержках жаропрочного сплава 0,45C - 26Cr - 33Ni - 2Si - 2Nb // Физика металлов и металловедение. 2014. Т. 115, № 1. С. 3 - 13.

Рогожкин С. В., Орлов Н. Н., Никитин А. А. и др. Исследование наноструктурного состояния 13,5 % Cr дисперсно-упрочненной оксидами стали при вариации содержания титана // Перспективные материалы. 2014. № 12. С. 38 - 44.

Агеев В. С., Никитина А. А., Леонтьева-Смирнова М. В. и др. Развитие работ по ДУО ферритно-мартенситным сталям для инновационных ядерных реакторов на быстрых нейтронах // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы. 2008. Т. 70, № 1. С. 47 - 52.

Рогожкин С. В., Богачев А. А., Орлов Н. Н. Исследования методами просвечивающей электронной микроскопии дисперсно-упрочненных оксидами сталей под воздействием облучения тяжелыми ионами // Металлы. 2017. № 4. С. 20 - 26.

Орлов Н. Н., Рогожкин С. В., Богачев А. А. и др. Атомно-зондовые исследования изменения наноструктуры дисперсно-упрочненных оксидами сталей под воздействием облучения тяжелыми ионами // Металлы. 2017. № 4. С. 70 - 76.

Кипелова А. Ю., Беляков А. Н., Скоробогатых В. Н. и др. Структурные изменения при отпуске стали 10Х9К3В1М1ФБР и их влияние на механические свойства // МиТОМ. 2010. № 3. С. 14 - 25.

Рожкова Е. В., Габер М. Е. Влияние размеров карбидов на износостойкость высокохромистых чугунов // Черные металлы. 2008. № 11. С. 18 - 21.

Рудской А. И., Орыщенко А. С., Кондратьев С. Ю. и др. Особенности структуры и длительная прочность литого жаропрочного сплава 45Х26Н33С2Б2 // МиТОМ. 2013. № 4. С. 42 - 47.

Бетехтин В. И., Колобов Ю. Р., Sklenicka V. др. Исследование влияния дефектной структуры на статическую и длительную прочность субмикрокристаллического титана ВТ1-0, полученного после пластической деформации при винтовой и продольной прокатках // Журнал технической физики. 2015. Т. 85, № 1. С. 66 - 72.

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И. Повышение сопротивляемости хрупкому разрушению перлитных и мартенситных сталей при термическом воздействии на морфологию карбидной фазы // МиТОМ. 2013. № 10(700). С. 22 - 29.

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И., Рогожкин В. В. Концепция карбидного конструирования сталей повышенной хладостойкости // МиТОМ. 2014. № 10. С. 32 - 38.

Бутенко В. И., Дуров Д. С., Шаповалов Р. Г. Влияние неметаллических включений и карбидов на структуру и свойства легированных сталей // Вопросы материаловедения. 2004. № 3. С. 19 - 27.

Ханжин В. Г., Никулин С. А., Белов В. А. и др. Водородное охрупчивание сталей. III. Влияние частиц вторых фаз // Деформация и разрушение материалов. 2012. № 3. С. 34 - 40.

Коршунов Л. Г., Косицина И. И., Сагарадзе В. В., Черненко Н. Л. Влияние карбидной фазы на трибологические свойства высокомарганцовистых антиферромагнитных аустенитных сталей, легированных ванадием и молибденом // Физика металлов и металловедение. 2011. Т. 112, № 1. С. 94 - 104.

Рудской А. И., Орыщенко А. С., Кондратьев С. Ю. и др. Механизм и кинетика фазовых превращений в жаропрочном сплаве 45Х26Н33С2Б2 при длительных высокотемпературных выдержках. Часть 1 // МиТОМ. 2014. № 1. С. 3 - 8.

Рудской А. И., Кондратьев С. Ю., Анастасиади Г. П. и др. Механизм и кинетика фазовых превращений в жаропрочном сплаве 45Х26Н33С2Б2 при длительных высокотемпературных выдержках. Часть 2 // МиТОМ. 2014. № 3. С. 12 - 19.

Кондратьев С. Ю., Пташник А. В., Анастасиади Г. П., Петров С. Н. Анализ превращений карбидных фаз в сплаве 25Cr35Ni методом количественной электронной микроскопии // МиТОМ. 2015. № 7(721). С. 36 - 43.

Kondrat'ev S. Yu., Sviatysheva E. V., Anastasiadi G. P., Petrov S. N. Fragmented structure of niobium carbide particles in as-cast modified HP alloys // Acta Materialia. 2017. V. 127. P. 267 - 276.

Кулешова Е. А., Черкасова Е. Р., Логунов А. В. Дендритная ликвация в никелевых жаропрочных сплавах // МиТОМ. 1981. № 6. С. 20 - 23.

Комаров О. С., Розенберг Е. В., Урбанович Н. И., Барановский К. Э. Влияние макроструктуры на ликвацию в стальном слитке // Литье и металлургия. 2017. № 1(86). С. 45 - 49.

Федосеев М. Л., Михайлов М. С., Дроздова Н. Ф. и др. Комплексный подход к исследованию дисперсных выделений в высокопрочной стали // Перспективные материалы. 2018. № 6. С. 69 - 79.

Федосеев М. Л., Петров С. Н., Исламов А. Х. и др. Комплексный подход к количественному описанию карбидов в высокопрочной стали // Письма о материалах. 2018. № 8. С. 323 - 328.

Моисеев В. Н. Бета-титановые сплавы и перспективы их развития // МиТОМ. 1998. № 12. С. 11 - 14.

Кудрявцев А. С., Чудаков Е. В., Кулик В. П., Третьякова Н. В. Влияние фазового состава на коррозионно-механическую прочность титановых сплавов псевдо-β-класса // Материаловедение. 2017. № 2. С. 10 - 14.

Ostanevich Y. M. Time-of-flight small-angle scattering spectrometers on pulsed neutron sources // Macromol. Chem. Macromol. Symp. 1988. No. 15. P. 91 - 103.

Kuklin A. I., Islamov A. K., Gordeliy V. I. Scientific reviews: Two-Detector system for small-angle neutron scattering instrument // Neutron News. 2005. V. 3, No. 16. P. 16 - 18.

Соловьев А. Г., Соловьева Т. М., Стадник А. В. и др. SAS. Программа для первичной обработки спектров малоуглового рассеяния // JINR Preprints and Communications. 2003. 10-2003-86.

Soloviev A. G., Solovjeva T. M., Ivankov O. I. et al. SAS program for two-detector system: seamless curve from // Journal of Physics: Conf. Series. 2017. V. 848. 012020.

Свергун Д. И., Фейглин Л. А. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние. М.: Наука, 1986. 280 с.

Cousin F. Small angle neutron scattering // EPJ Web of Conferences. 2015. No. 104. P. 01004.

Qazi J. I., Senkov O. N., Rahim J. et al. Phase transformation in Ti - 6Al - 4V - xH alloys // Metallurgical and Materials Transactions A. 2001. V. 32A. P. 2453 - 2461.

Ильин А. А., Колачев Б. А., Полькин И. С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства: Справочник. М.: ВИЛС - МАТИ, 2009. 520 с.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2020.1.93-101

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024