Формування мікроструктури та механічних властивостей титанового сплаву ВТ22 у нерівноважних умовах швидкісної термічної обробки

Abstract

Вивчено особливості формування мікроструктури та комплексу механічних характеристик високоміцного титанового сплаву ВТ22 за швидкісної термічної обробки (ШТО) залежно від умов охолодження під час гартування. Встановлено, що кращий результат термічного зміцнення при ШТО забезпечує гартування у воді внаслідок утворення більшої кількості точкових дефектів і розпаду метастабільної b-фази під час старіння з формуванням проміжних w- та a"(a')-фаз. Головною перевагою швидкісного нагрівання над пічним є можливість переведення у метастабільну b-фазу всього об’єму сплаву без катастрофічного росту зерна, що дає змогу суттєво підвищити міцність (до 1445 МРа) за збереження достатнього рівня характеристик пластичності та ударної в’язкості.

Изучены особенности формирования микроструктуры и комплекса механических характеристик высокопрочного титанового сплава ВТ22 при скоростной термической обработке (СТО) в зависимости от условий охлаждения при закалке. Установлено, что лучший результат термического упрочнения при СТО обеспечивает закалка в воде за счет образования большего количества точечных дефектов и распада метастабильной b-фазы при старении с формированием промежуточных w- и a"(a')-фаз. Главным преимуществом скоростного нагрева над печным является возможность перевода в метастабильную b-фазу всего объема сплава без катастрофического роста зерна, что позволяет существенно повысить уровень прочности (до 1445 МРа) при сохранении достаточного уровня характеристик пластичности и ударной вязкости.

Features of microstructure and mechanical properties formation in highstrength titanium BT22 alloy under rapid heat treatment (RHT) were studied in dependence on cooling conditions during quenching. It is established, that similar to the case of furnace heating, the best result of thermal hardening after RHT provides water quenching due to the formation of the higher amount of point defects and metastable b-phase decomposition under aging with appearance of transition w- and a"(a')-phase. The main advantage of RHT over the furnace one is the possibility to transform into metastable b-phase of a whole volume of the alloy without catastrophic grain growth, that allows to increase significantly the strength (up to 1445 MPa), while maintaining a sufficient level of ductility and impact toughness characteristics.