Структура и физико-механические свойства сплава Nb–Ti после разных видов механико-термических воздействий

Abstract

В работе представлены экспериментальные результаты влияния пяти режимов механико-термических обработок (МТО), включающих разные виды деформации (экструзию, волочение, осадку, выдавливание, деформацию в условиях квазивсестороннего сжатия и их сочетание) на физико-механические и структурные характеристики сплава НТ-50. Измерены зависимости модуля сдвига в области 20–400°C, прочностные характеристики при 20°C, температурные зависимости внутреннего трения и относительного удельного электросопротивления в области 20–450°C после всех режимов МТО. Показано, что модуль сдвига и прочностные характеристики сплава НТ-50 имеют качественно разные зависимости от степени деформации, а следовательно от концентрации деформационных дефектов и количества α-Ti фазы, выпавшей из β-твёрдого раствора. По результатам измерений температурных зависимостей внутреннего трения и относительного удельного электросопротивления определены уровни внутренних напряжений в сплаве НТ-50 после разных режимов МТО. Выявлено, что в процессе разнонаправленной деформации (РНД) при 20 и 400°C происходят релаксационные процессы, приводящие к снижению уровней внутренних напряжений в сплаве. Обсуждаются механизмы влияния разных режимов МТО на физико-механические свойства сплава НТ-50.

У роботі представлено експериментальні результати впливу п’яти режимів механіко-термічних оброблянь (МТО), що включають різні види деформації (екструзію, волочіння, осад, видавлювання, деформацію в умовах всебічного стиснення та їх поєднання) на фізико-механічні та структурні характеристики стопу НТ-50. Виміряні залежності модуля зсуву в області 20–400°C і міцности при 20°C після всіх режимів МТО. Показано, що модуль зсуву і характеристики міцности стопу НТ-50 мають якісно різні залежності від ступеня деформації, а значить від концентрації деформаційних дефектів та кількости α-Ti фази, що випала з β-твердого розчину. За результатами вимірювань температурних залежностей внутрішнього тертя та відносного питомого електроопору визначено рівні внутрішньої напруги в стопі НТ-50 після різних режимів МТО. Виявлено, що в процесі різноспрямованих деформацій (РСД) при 20 і 400°C відбуваються релаксаційні процеси, що призводять до зниження рівнів внутрішніх напружень у стопі. Обговорюються механізми впливу різних режимів МТО на фізико-механічні властивості стопу НТ-50.

The work presents experimental results on influence of five regimes of mechanical-thermal treatments (MTT), including different types of deformation (extrusion, drawing, draft, extrusion, deformation under quasi-comprehensive compression and their combination) on physical and mechanical as well as structural characteristics of NT-50 alloy. The dependences of the shear modulus at 20–400°C, strength characteristics at 20°C, temperature dependences of internal friction and relative resistivity within the 20–450°C after all MTT regimes are measured. It is shown that shear modulus and strength characteristics of HT-50 alloy have qualitatively different dependences on deformation degree, and hence on concentration of strain defects and quantity of α-Ti phase precipitated of β-solid solution. According to the results of measurements of temperature dependences of internal friction and relative resistivity, the levels of internal stresses in HT-50 alloy after different MTT regimes are determined. It is revealed that during the process of deformations along different directions (DDD) at 20 and 400°C, relaxation processes resulting to reduction in the internal stress levels in the alloy are occurring. The mechanisms of influence of different MTT regimes on physical and mechanical properties of NT-50 alloy are discussed.