Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Кристаллографические особенности фазовых превращений в титановом сплаве ВТ6

И. А. Насчетникова, С. И. Степанов, М. С. Карабаналов, М. Л. Лобанов

Аннотация


Исследованы особенности формирования локальной текстуры α- и β-фаз при полиморфном превращении в титановом сплаве ВТ6 методом ориентационной микроскопии (EBSD). Проведена термическая обработка образцов из сплава ВТ6 по режимам: изотермическая выдержка в однофазной β-области при 1065 °C и охлаждение в воде, на воздухе, в печи. Осуществлен анализ кристаллографических разориентаций кристаллитов в α-фазе, а также между α- и β-фазами. Установлено наличие доминирующей сдвиговой составляющей, характерной для полиморфного превращения, протекающего при любой скорости охлаждения. Показано, что в процессе охлаждения в (α + β)-области происходит выделение вторичной β-фазы, отличающейся ориентационно от высокотемпературной β-фазы.

Ключевые слова


титановые сплавы; фазовые превращения; межзеренные границы; EBSD; ориентационная микроскопия

Полный текст:

PDF

Литература


Лобанов М. Л., Русаков Г. М., Редикульцев А. А. и др. Исследование специальных разориентаций в реечном мартенсите низкоуглеродистой стали методом ориентационной микроскопии // Физика металлов и металловедение. 2016. Т. 117, № 3. С. 266.

Лобанов М. Л., Пастухов В. И., Редикульцев А. А. Кристаллографические особенности распада γ-фазы в аустенитной коррозионно-стойкой стали // МиТОМ. 2020. № 7 (781). С. 5 - 11.

Burgers W. G. On the process of transition of the cubic-body-centered modification into the hexagonal-close-packed modification of zirconium // Physica. 1934. V. 1. P. 561 - 586.

Золоторевский Н. Ю., Нестерова Е. В., Рубцов А. С. и др. Большеугловые границы, возникающие при фазовых превращениях // Поверхность. Физика, химия, механика. 1982. № 5. С. 30 - 35.

Redikultsev A. A., Stepanov S. I., Lobanov M. L. The Spectrum of crystallographic misorientations of intercrystalline boundaries for bcc-hcp phase transformation in additively manufactured Ti - 6Al - 4V // Defect and Diffusion Forum. Trans Tech Publications. 2021. V. 410. P. 867 - 871.

Gey N., Humbert M. Characterization of the variant selection occurring during the α → β → α phase transformations of a cold rolled titanium sheet // Acta Mater. 2002. V. 50. P. 277 - 287.

Qiu D., Shi R., Zhang D. et al. Variant selection by dislocations during α precipitation in α/β titanium alloys // Acta Mater. 2015. V. 88. P. 218 - 231.

Wang S. C., Aindow M., Starink M. J. Effect of self-accommodation on α/α boundary populations in pure titanium, Acta Mater. 2003. V. 51. P. 2485 - 2503.

Farabi E., Tari V., Hodgson P. D. et al. On the grain boundary network characteristics in a martensitic Ti - 6Al - 4V alloy //j. Mater. Sci. 2020. V. 55. P. 15299 - 15321.

Shi R., Dixit V., Viswanathan G. B. et al. Experimental assessment of variant selection rules for grain boundary α in titanium alloys // Acta Mater. 2016. V. 102. P. 197 - 211.

Shi R., Dixit V., Fraser H. L. et al. Variant selection of grain boundary α by special prior β grain boundaries in titanium alloys // Acta Mater. 2014. V. 75. P. 156 - 166.

Stanford N., Bate P. S. et al. Crystallographic variant selection in Ti - 6Al - 4V // Acta Mater. 2004. V. 52. P. 5215 - 5224.

Chen Y., Kou H., Cheng L. et al. Experimental evidence of precipitation of all 12 variants in a single β grain in titanium alloys // Adv. Mater. Sci. Eng. 2018. V. 2018. P. 1 - 8.

Wang J., Liu L., Tomй C. N. et al. Twinning and de-twinning via glide and climb of twinning dislocations along serrated coherent twin boundaries in hexagonal-close-packed metals // Mater. Res. Lett. 2013. V. 1. P. 81 - 88.

Ghonem H. Microstructure and fatigue crack growth mechanisms in high temperature titanium alloys // Int. J. Fatigue. 2010. V. 32. P. 1448 - 1460.

Hйmery S., Naпt-Ali A., Guйguen M. J. et al. A 3D analysis of the onset of slip activity in relation to the degree of micro-texture in Ti - 6Al - 4V // Acta Mater. 2019. V. 181. P. 36 - 48.

Daymond M. R., Holt R. A., Cai S. et al. Texture inheritance and variant selection through an hcp-bcc-hcp phase transformation // Acta Mater. 2010. V. 58. P. 4053 - 4066.

Obasi G. C., Birosca S., Quinta Da Fonseca J. et al. Effect of β grain growth on variant selection and texture memory effect during α → β → α-phase transformation in Ti - 6Al - 4V // Acta Mater. 2012. V. 60. P. 1048 - 1058.

Gey N., Humbert M., Philippe M. J. el al. Modeling the transformation texture of Ti-64 sheets after rolling in the β-field // Mater. Sci. Eng. A. 1997. V. 230. P. 68 - 74.

Wilson R. J., Randle V., Evans W. J. The influence of the Burgers relation on crack propagation in a near α-titanium alloy // Philos. Mag. A Phys. Condens. Matter, Struct. Defects Mech. Prop. 1997. V. 76. P. 471 - 480.

Bache M. R. Processing titanium alloys for optimum fatigue performance // Int. J. Fatigue. 1997. V. 21. P. 105 - 111.

Salib M., Teixeira J., Germain L. et al. Influence of transformation temperature on microtexture formation associated with α precipitation at β grain boundaries in a β metastable titanium alloy // Acta Mater. 2013. V. 61. P. 3758 - 3768.

Лобанов М. Л., Юровских А. С., Кардонина Н. И. и др. Методы исследования текстур в материалах / Учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета. 2014. 115 с.

Schwartz A. J., King W. E. The potential engineering of grain boundaries through thermomechanical processing // The Journal of The Minerals, Metals and Materials Society. 1998. V. 50. P. 50 - 55.

Palumbo G., Lehockey E. M., Lin P. Applications for grain boundary engineered materials // The Journal of The Minerals, Metals and Materials Society. 1998. 50. С. 40 - 43.

Beladi H., Rohrer G. S. The Role of thermomechanical routes on the distribution of grain boundary and interface plane orientations in transformed microstructures // Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 2017. V. 48. P. 2781 - 2790.

Dillon S. J., Tang M., Carter W. C. et al.Complexion: A new concept for kinetic engineering in materials science // Acta Mater. 2007. V. 55. P. 6208 - 6218.

Lьtjering G. Influence of processing on microstructure and mechanical properties of (α + β) titanium alloys // Mater. Sci. Eng. A. 1998. V. 243. P. 32 - 45.

Ackerman A. K., Knowles A. J., Gardner H. M. et al. The kinetics of primary alpha plate growth in titanium alloys // Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 2020. V. 51. P. 131 - 141.

Karthikeyan T., Dasgupta A., Khatirkar R. Effect of cooling rate on transformation texture and variant selection during β → α transformation in Ti - 5Ta - 1.8Nb alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2010. V. 528. P. 549 - 558.

Lobanov M. L., Zorina M. A., Reznik P. L. et al. Specific features of crystallographic texture formation in bcc-fcc transformation in extruded brass // Journal of Alloys and Compounds. 2021. V. 882. P. 160231.

Лобанов М. Л., Пастухов В. И., Редикульцев А. А. Влияние специальных границ на γ → α-превращение в аустенитной нержавеющей стали // Физика металлов и металловедение. 2021. Т. 122, № 4. С. 424 - 430.

Stephenson P. L., Haghdadi N., DeMott R. et al. Effect of scanning strategy on variant selection in additively manufactured Ti - 6Al - 4V // Addit. Manuf. 2020. V. 36. P. 101581.

Khlebnikova Y. V., Rodionov D. P., Egorova L. Y. et al. Crystallographic features of the α-phase structure in hafnium and hafnium-titanium alloys // Tech. Phys. 2018. V. 63. С. 1771 - 1783.

Немировский Ю. Р., Немировский M. P. Матрицы ориентационных соотношений при фазовых превращениях и двойниковании // Заводская лаборатория. 1975. Т. 41, № II. С. 1347 - 1353.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2022.7.10-16

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024