Нанокристаллический титан, полученный криомеханическим методом: микроструктура и механические свойства

Abstract

Впервые, реализовав метод криомеханической обработки (альтернативный методам интенсивной пластической деформации), получен объемный нанокристаллический титан технической чистоты со средним размером зерна до 35 нм. Метод основывается на выполненных ранее авторами исследованиях роли деформационного двойникования в низкотемпературной пластичности титана. Методами просвечивающей электронной микроскопии определены размеры областей когерентного рассеяния (зерен-кристаллитов) и сделана полуколичественная оценка их дисперсности в зависимости от режимов механотермических обработок. Изучено влияние среднего размера зерна в нанометровой области на механические свойства титана.

Вперше, застосувавши метод кріомеханічної обробки (альтернативний методам інтенсивної пластичної деформації), одержано об’ємний нанокристалічний титан технічної чистоти з середнім розміром зерна до 35 нм. Метод базується на виконаних раніше авторами дослідженнях ролі деформаційного двійникування в низькотемпературній пластичності титану. Методами просвічуючої електронної мікроскопії визначено розміри областей когерентного розсіювання (зерен-кристалітів) та виконано напівкількісну оцінку їх дисперсності в залежності від режимів механотермічних обробок. Вивчено вплив середнього розміру зерна в нанометровій області на механічні властивості титану.

Having realized the method of cryomechanical treatment (alternative to severe plastic deformation), bulk commercial-purity nanocrystalline titanium (mean grain size of ∼35 nm) was produced for the first time. The method has its origin in the research of the role of deformation twinning in lowtemperature plasticity of titanium performed previously by the authors. The transmission electron microscopy measurements were performed to determine the dimension of coherent scattering areas (grain-crystallites). A semiquantitative estimation of grain dispersity as a function of conditions of thermal treatment was carried out. The effect of average grain size in the nanometer range on the mechanical properties of titanium is studied.