Формирование микроструктуры сплава ВТ 1-0 в условиях холодной и криогенной прокатки

ОКОРОКОВА ОЛЬГА ВЯЧЕСЛАВОВНА

Россия, Липецкий государственный технический университет

ol4ek88@mail.ru

ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ СПЛАВА ВТ1-0 В УСЛОВИЯХ ХОЛОДНОЙ И КРИОГЕННОЙ ПРОКАТКИ

Аннотация. Статья посвящена такой теме, как возможность применения сплава ВТ1-0 в условиях крайнего севера. Описана термическая обработка и поведение структуры при холодной прокатке и криогенной температуре. Обосновано применение технологии равноканального углового прессования и получение ультрамелкозернистной структуры.

Титановый сплав ВТ1-0 широко применяется в приборостроении, инструментальной промышленности. Он отличается хорошей пластичностью и ударной вязкостью, при этом уровень прочностных свойств высок, устойчив к усталостным нагрузкам. Данный сплав актуален при изготовлении криогенной техники. Получение определенных свойств, необходимых для эксплуатации изделий зависит от его обработки. Учитывая особые свойства самого титана, отметим, что данный сплав целесообразно подвергнуть пластической деформации, приводящей к ультрамелкозернистому (УМЗ) состоянию.

Получение ультрамелкозернистого (наноструктурного) строения в сплаве ВТ1-0 возможно за счёт проведения больших деформаций, осуществляемых методом равноканального углового прессования, винтовой экструзией, кручением под давлением. Данный вид структуры характеризуется высокими механическими свойствами – вязкость, прочность. Существует много исследований по поводу изменения внутреннего строения титановых сплавов [1 – 3] при пластической деформации.

Отметим, что получение наноструктурного состояния неразрывно связано с наличием большеугловых границ, фрагментации, дислокационных границ. Двойникование развивается на ранних стадиях деформации и оказывает влияние на величину и ориентировку зёрен. При листовой прокатке в условиях холодной деформации большеугловые границы и двойники вносят основной вклад в формирование микроструктуры сплава. При холодной прокатке (293 К) до 40 % деформации изменение строения достигается за счёт механического двойникования и появления высокоугловых границ. Криогенная температура (77 К) способствует увеличению количества двойников, что вызвано протеканием вторичного двойникования. На рисунке 1 показана микроструктура сплава ВТ1-0 после прокатки с различными степенями деформации. На рисунке 1а видны неравномерно распределённые дислокации и двойники с высокой плотностью. Последующая деформация приведет к механизму скольжения и формированию ячеек, тем самым способствуя развитию смешанной структуры. Возрастание разориентировки дислокационных ячеек приводит к измельчению микроструктуры. После прокатки со степенью 60 % величина зерна достигнет 150 – 280 нм.