Влияние содержания Nb на структуру, фазовый состав и механические свойства сплавов Ti—xNb—1,25Si

Abstract

Изучены структура, фазовый состав и механические свойства сплавов Ti—xNb—1,25Si (x = 16—30% (мас.)) в зависимости от содержания легирующего элемента Nb и способов термомеханической обработки: закалка от 950 °С, ковка при температурах 900—950 °С с последующей закалкой в воду, ковка с последующей закалкой и отпуском при 560 °С, 4 ч. Показано, что лучшими механическими свойствами обладают сплавы с концентрацией Nb 16—20%. Исследованы структура, фазовый состав и определены прочностные и пластические характеристики, а также предел выносливости и модуль упругости Е. Твердость сплавов в литом состоянии выше, чем у закаленных. С увеличением содержания ниобия в литых сплавах твердость незначительно повышается и только при 26% и выше — снижается, а в закаленных — с повышением содержания Nb твердость незначительно понижается, а после 26% — возрастает. Установлено, что ковка со степенью деформации около 70% при температурах 900—950 °С с последующей закалкой в воду не обеспечивают существенного повышения прочности сплавов Ti—xNb—1,25Si, а отпуск значительно упрочняет их, но пластичность не увеличивается. Модуль Юнга после закалки в зависимости от содержания ниобия находится в пределах 63—70,5 ГПа.

Вивчено структуру, фазовий склад та механічні властивості сплавів Ti—xNb—1,25Si (x = 16—30% (мас.)) в залежності від вмісту легуючого елемента Nb та способів термомеханічної обробки: загартування від 950 °С, кування при температурах 900—950 °С з наступним загартуванням, кування з наступним загартуванням і відпуском при 560 °С, 4 год. Показано, що найбільш придатними за механічними властивостями є сплави з концентрацією Nb 16—20%. Досліджено структуру, фазовий склад і визнано міцні та пластичні характеристики, а також границя витривалості та модуль пружності Е. Твердість сплавів в литому стані вище, ніж у загартованих. Зі збільшенням вмісту ніобію в литих сплавах твердість незначно підвищується і тільки при 26% Nb і вище —знижується, а в загартованих — з підвищенням вмісту Nb твердість незначно зни-жується, а після 26% зростає. Встановлено, що кування зі ступенем деформації близько 70% при температурах 900—950 °С з наступним загартуванням у воду не забезпечують суттєвого підвищення міцності сплавів Ti—xNb—1,25Si, а відпуск значно зміцнює їх, але пластичність не збільшується. Модуль Юнга після загартування в залежності від вмісту ніобію знаходиться в межах 63—70,5 ГПа.

The structure, phase composition and mechanical properties of the alloy of Ti—xNb—1,25Si system (x = 16—30% wt.) depend on the content of alloying of Nb element and thermomechanical treatment methods (TTM): quenching at 950 °C, forging at temperatures 900—950 °C followed by quenching in water, forging, followed by quenching and tempering at 560 °C, 4 hours were studied. It is shown that the alloys with Nb concentration of 16 to 20% are the most suitable by mechanical properties. We studied the structure, phase composition and determined strength and plastic characteristics as well the endurance limit and Young's modulus E. It is shown that the hardness of the alloys in the cast state are higher than hardened alloys. With increasing Nb content in the cast alloys the hardness slightly increases and only after 26% Nb reduces, and in the quenched alloys with increasing Nb content hardness slightly decreases and after 26% increases. It is found that the forging at a deformation of about 70% at 900—950 °C followed.by quenching in water don`t provide a significant increase in strengthening of Ti—xNb—1,25Si alloys, and tempering of Ti—xNb—1,25Si alloys strengthens significantly but the plasticity is not increased. It is found that Young's modulus after quenching depending on the niobium content is in the range 63—70,5 GPa.