Вплив термічної обробки на структуру і циклічну тріщиностійкість сплаву Ti–10,3Al–3,0Zr–1,2Si

Abstract

Досліджено вплив режимів термообробки на структуру, фазовий склад і циклічну тріщиностійкість попередньо термодеформованого сплаву Ti–10,3Al–3,0Zr–1,2Si за кімнатної і високої (700°С) температур випроб у повітрі. Встановлено, що гартування забезпечує найвищі поріг втоми ΔKth і циклічну в’язкість руйнування ΔKfc при 20 і 700°С, що зумовлено формуванням мартенситної структури, зниженням вмісту кремнію в титановій матриці, збільшенням розмірів первинних і появою вторинних силіцидів Ti₅Si₃. Виявлено, що суттєве падіння циклічної тріщиностійкості з ростом вмісту алюмінію з 8 до 10,3% у сплавах системи Ti–Al–Zr–Si пов’язано з впливом виділень алюмінідів титану Ti₃Al (α₂-фази), а також кисню повітря.

Исследовано влияние режимов термообработки на структуру, фазовый состав и циклическую трещиностойкость предварительно термодеформированного сплава Ti–10,3Al–3,0Zr–1,2Si при комнатной и высокой (700°С) температурах испытания. Установлено, что закалка обеспечивает наиболее высокие порог усталости ΔKth и циклическую вязкость разрушения ΔKfc при 20 і 700°С, что обусловлено формированием мартенситной структуры, снижением содержания кремния в титановой матрице, увеличением размеров первичных и появлением вторичных силицидов Ti₅Si₃. Выявлено, что значительное падение циклической трещиностойкости при повышении содержания алюминия с 8 до 10,3% в сплавах системы Ti–Al–Zr–Si связано с влиянием выделений алюминидов титана Ti₃Al (α₂-фази), а также кислорода воздуха.

The influence of heat treatment regimes on structure, phase content and fatigue crack growth resistance of preliminary forged Ti–10.3Al–3.0Zr–1.2Si alloy at room and high (700°С) temperatures is investigated. It is established that the best values of fatigue threshold ΔKth and cyclic fracture toughness ΔKfc at test temperature of 20 and 700°С are conditioned by martensite structure and also due to of decrease of silicium content in titanium matrix, increase of primary and appearance of secondary silicides Ti₅Si₃. It is shown that considerable decrease of fatigue crack growth resistance due to of aluminum content increasing from 8 to 10.3% in Ti–Al–Zr–Si alloys is caused by aluminide Ti₃Al (α₂-phase) and atmospheric oxygen effect.