Чабанец А.А.¹

Научный руководитель: Ерошенко А.Ю.², к.т.н., м.н.с.,

²Учреждение Российской академии наук Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН, 634021, г. Томск, пр. Академический 2/4

¹НИУ РЭТ «Томский политехнический университет», 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 30

В данной работе представлены результаты исследования особенностей микроструктуры титана, сформированной в результате воздействия интенсивной пластической деформации, включающей комбинированный метод аbс-прессования с последующей многоходовой прокаткой и отжигами. В качестве объекта исследований был выбран технически чистый титан марки ВТ1-0.

Комбинированный метод интенсивной пластической деформации, включающий аbс-прессование с последующей многоходовой прокаткой позволяет получить в титане субмикрокристаллическое состояние. В результате применения комбинированного метода abc-прессования с суммарной величиной деформации 2,12 и 6,12 с последующей прокаткой в титане формируется субмикрокристаллическая структура с характерным размером структурных элементов 200 нм и 400 нм соответственно. Особенностью субмикрокристаллической микроструктуры титана является присутствие большого числа экстинкционных контуров, свидетельствующие о высоком уровне внутренних напряжений, возникающих в образцах в результате интенсивной пластической деформации.

Электронно-микроскопические исследования образцов титана были выполнены на просвечивающем электронном микроскопе ЭМ‑125 К при ускоряющем напряжении 100 кВ. Для электронно-микроскопических исследований готовились тонкие «фольги». Фольги были вырезаны из поперечного и продольного сечений образцов. Микроструктурные исследования включили анализ формы и размеров элементов структуры (зерна, субзерна, фрагменты) и измерения ширины и расстояния между экстинкционными контурами.

Измерения микротвердости проводились с помощью микротвердомера Duramin 5, в продольном сечении образцов с шагом 500мкм.

Измерения микротвердости показали, что применение комбинированного метода интенсивной пластической деформации обеспечивает значительный прирост уровня микротврдости (3000 МПа) по сравнению с исходным состоянием (2100 МПа).

Были проведены исследования термической стабильности структуры наноструктурированного и субмикрокристаллического титана. Исследования термической стабильности микроструктуры титана ВТ1-0 были выполнены для прутков в субмикрокристаллическом и наноструктурированном состоянии при температурах в интервале 350-900°С.

Результаты исследований:

1. Комбинированный метод, включающий abc-прессование и многоходовую прокатку, позволяет получать субмикрокристаллическое состояние в титане ВТ1-0.

2. Применение abc-прессования с последующей прокаткой обеспечивает значительный прирост микротвердости (до 3000 МПа) по сравнению с исходным состоянием (2100М Па).

3. Экспериментально определен верхний интервал стабильности (350°С) сформированной субмикрокристаллической структуры и механических свойств в заготовках титана, полученных комбинированным методом abc-прессования и прокатки.

4. Результаты электронной микроскопии показывают, что с увеличением накопленной деформации от е=2,12 до е=6,12 в продольном сечении прутка уменьшаются: размер структурных элементов (от 400 нм до 160 нм), ширина контуров (от 44 нм до 11 нм) и расстояние между экстинкционными контурами (от 300 нм до 75 нм).