Crystallographic Texture and Functional Properties of Powder Titanium Alloys after Thermomechanical Treatment

G. V. Markova; Маркова Г. В.; T. I. Ivankina; Иванкина Т. И.; D. M. Levin; Левин Д. М.; S. S. Volodko; Володько С. С.

doi:10.31857/S1028096023040131

Кристаллографическая текстура и функциональные свойства порошковых титановых сплавов после термомеханической обработки

Авторы: Маркова Г.В.¹, Иванкина Т.И.², Левин Д.М.¹, Володько С.С.¹
Учреждения:
1. Тульский государственный университет
2. Лаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка, Объединенный институт ядерных исследований
Выпуск: № 4 (2023)
Страницы: 90-96
Раздел: Статьи
URL: https://bakhtiniada.ru/1028-0960/article/view/137744
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023040131
EDN: https://elibrary.ru/JPVOBL
ID: 137744

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Установлена связь между кристаллографической текстурой, формирующейся при разной термомеханической обработке, и функциональными свойствами сплавов на основе титана, в частности, никелида титана, полученного спеканием гидридно-кальциевого порошка. Термомеханическую обработку спеченных заготовок проводили методом ротационной ковки, радиально-сдвиговой прокатки или экструзии. Температура последней стадии деформации во всех случаях составляла 900°С. Нейтронно-дифракционный анализ образцов выполнен на текстурном дифрактометре SKAT в ОИЯИ (Дубна, Россия). Плоскость проекции экспериментальных полюсных фигур была перпендикулярна оси образца и оси деформации. Характеристики памяти формы были определены при деформации кручением на проволочных образцах, вырезанных из прутков вдоль оси. Наиболее полно текстуру демонстрирует образец после экструзии: доля текстурированных зерен достигает 85%, а максимальная полюсная плотность составляет 2.76 m.r.d. (multiple of a random distribution – кратное хаотическому распределению). Исследованы функциональные свойства при деформации кручением γ_пред = 2–16%. Экструдированные образцы и образцы, подвернутые радиальной сдвиговой прокатке, демонстрируют наилучшую сверхупругость в аустенитном состоянии γ_свупр = 15% и максимальные значения критических напряжений γ_кр = 15%, начиная с которых деформация становится необратимой. Выявлена связь между остротой кристаллографической текстуры и функциональными свойствами сплава TiNi после термомеханической обработки.

Ключевые слова

нейтронная дифракция, эффект памяти формы, кристаллографическая текстура, сверхупругость, порошковая металлургия, спекание, ротационная ковка, радиально-сдвиговая прокатка, экструзия, мартенсит, двойникование.

Список литературы

Bronkhorst C.A., Kalidindi S.R., Anand L. // Textures and Microstructures. 1991. V. 14–18. P. 1031.
Stanford N., Dunne D.P. // Mater. Sci. Eng. A. 2006. 422. Iss. 1–2. P. 352. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.02.009
Arabi-Hashemi A., Lee W.J., Leinenbach C. // Mater. Design. 2018. V. 139. P. 258. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.11.006
Исаенкова М.Г., Перлович Ю.А., Фесенко В.А., Зарипова М.М. // Челяб. физ.-мат. журн. 2019. Т. 4. Вып. 2. С. 221. https://doi.org/10.24411/2500-0101-2019-14209
Пушин В.Г., Прокошкин С.Д., Валиев Р.З. и др. Сплавы никелида титана с памятью формы. Ч. 1. Структура, фазовые превращения и свойства. / Ред. Пушин В.Г. Екатеринбург: УРО РАН, 2006. 439 с.
Yang Y., Zhan J.B., Sun Z.Z. et al. // J. Alloys Compd. 2019. V. 804. P. 220. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.06.340
Liu Y., Xie Z.L., Van Humbeeck J., Delaey L. // Acta Mater. 1999. V. 47. № 2. P. 645. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(98)00376-0
Хачин В.Н. Пушин В.Г., Кондратьев В.В. Никелид титана. Структура и свойства. М.: Наука, 1992. 160 с.
Касимцев А.В., Левинский Ю.В. Гидридно-кальциевые порошки металлов, интерметалидов, тугоплавких соединений и композиционных материалов. М.: Изд-во МИТХТ, 2012. 247 с.
Касимцев А.В., Маркова Г.В., Шуйцев А.В. и др. // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2014. № 3. С. 31. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2014-3-31-37
Kasimtsev A.V., Markova G.V., Volodko S.S. et al. // Russ. Metallurgy (Metally). 2020. V. 2020. № 11. P. 1267. https://doi.org/10.1134/S0036029520110087
Ullemeyer K., Spalthoff P., Heinitz J., Isakov N.N., Nikitin A.N., Weber K. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 1998. V. 412. № 1. P. 80. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(98)00340-4
Патент № 92 538 (РФ). МПК8 G01N 3/38. Устройство для измерения параметров восстановления формы в материалах / Архангельский С.И., Лабзова Л.В., Маркова Г.В., Чуканов И.В. // Б.И. 2010. № 8.
Маркова Г.В., Касимцев А.В., Володько С.С., Алимов И.А. // Цветные металлы. 2018. № 12. С. 75. https://doi.org/10.17580/tsm.2018.12.11
Bunge H.-J. Texture Analysis in Materials Science: Mathematical Methods. London: Butterworth–Heinemann, 1982. 595 p.
Ivankina T.I., Matthies S. // Phys. Particles Nucl. 2015. V. 46. № 3. P. 366. https://doi.org/10.1134/S1063779615030077
Shen J., Hu L.P., Zhu T.J., Zhao X.B. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. P. 124102. https://doi.org/10.1063/1.3643051
Yan X., Poudel B., Ma Y. et al. // Nano Lett. 2010. V. 10. P. 3373. https://doi.org/10.1021/nl101156v
Xie W., He J., Zhu S. et al. // J. Mater. Res. 2011. V. 26. Iss. 15. P. 1791. https://doi.org/10.1557/jmr.2011.170
Шинаев А.А. Механизм деформации сплавов на основе титана и никелида титана и его влияние на характеристики эффекта запоминания формы: Дис. … канд. тех. наук: 05.02.01. М.: МГАТУ им. К.Э. Циолковского, 1999. 177 с.