Сучасна електрометалургія, 2026, №02

2026 №02 (06)

DOI of Article
10.37434/sem2026.02.07

2026 №02 (01)

Сучасна електрометалургія, 2026, #2, 57-64 pages

Вплив термічної обробки на структуру сплаву ВТ9

В.Ю. Білоус¹, Е.Л. Вржижевський¹, Р.В. Селін¹, Л.М. Радченко¹, С.Л. Антонюк²

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: belousvy@gmail.com
²ДП «АНТ К ім. О.К. Антонова». 03062, м. Київ, вул. Мрії, 1

Реферат
Титанові жароміцні двофазні (α+β)-сплави можуть мати високі експлуатаційні характеристики при використанні в авіаційних двигунах. Для розширення обсягів застосування або відновлення деталей, виготовлених з двофазного сплаву ВТ9, доцільно розглянути можливість застосування вакуумного відпалу для обробки заготівлі або деталей після механічної обробки чи зварювання. В роботі досліджували вплив вакуумного відпалу при температурі 950 °C на структуру листів титанового (α+β)-сплаву ВТ9. Листи з титанового (α+β)-сплаву ВТ9 товщиною 10 мм було піддано вакуумному відпалу при температурі 950 °С протягом 1 год та охолодженню з піччю. Мікроструктура металу зразків з жароміцного титанового двофазного (α+β)-сплаву ВТ9 в вихідному стані однорідна, дрібнодисперсна та складається з частинок α-фази, товщина яких становить 2…4 мкм, довжина 2…20 мкм. Мікроструктура металу зразків після вакуумного відпалу з подальшим охолодженням з піччю однорідна та складається з частинок α-фази товщиною 2…6 мкм та довжиною до 20 мкм. Відзначається збільшення розмірів α-фази пов’язане з процесом її коагуляції. Вакуумний відпал при температурі 950 °С призвів до зниження кількості дисперсних частинок в структурі металу і росту в результаті коагуляції при уповільненому охолодженні частинок α-фази. Кількість β-фази в металі титанового жароміцного (α+β)-сплаву ВТ9 знижується до 15...22 %. Такі структурні зміни можуть призвести до зниження показників міцності сплаву та збільшення показників ударної в’язкості, що сприяє збільшенню експлуатаційних показників деталей з сплаву ВТ9. Бібліогр. 19, табл. 3, рис. 8.
Ключові слова: титановий сплав, двофазні (α+β)-сплави, мікроструктура, вакуумний відпал, α-фаза, β-фаза

Отримано .04.2026
Отримано у переглянутому вигляді 11.05.2026
Затверджено до друку 20.05.2026
Розміщено онлайн 28.05.2026

Список літератури

1. Firstov, S.O., Kulak, L.D., Kuzmenko, M.M., Shevchenko, O.M. (2018) Alloys of Ti–Al–Zr–Si system for high-temperature operation. Fizyko-Khimichna Mehanika Materialiv, 54(6), 30–35 [in Ukrainian]. http://jnas.nbuv.gov.ua/article/UJRN-0000958917
2. Shichen, Sun, Hongze, Fang, Yili, Li et al. (2023) Formation mechanism and effect on the mechanical properties of TiSi phase for Ti–5Al–5Mo–5Cr–3Nb–2Zr alloyed by silicon. J. of Alloys and Compounds, 938(25), 168510. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.168510
3. Gomez-Gallegos, A., Mandal, P., Gonzalez, D. et al. (2018) Studies on titanium alloys for aerospace application. Defect and Diffusion Forum, 385, 419–423. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF.385.419
4. Williams, J.C., Boyer, R.R. (2020) Opportunities and issues in the application of titanium alloys for aerospace components. Metals, 10(6), 705. DOI: https://doi.org/10.3390/met10060705
5. Mantione, J., Garcia-Avila, M., Arnold, M. et al. (2020) Properties of novel high temperature titanium alloys for aerospace applications. In: Proc. of the MATEC Web of Conf., 321, 04006. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/202032104006
6. Solonina, O.P., Glazunov, S.G. (1973) High-temperature titanium alloys. Moscow, Metallugiya.
7. Narushima, T., Sugizaki, Y. (2020) Recent activities of titanium research and development in Japan. In: Proc. of the MATEC Web of Conf., 321, 01004. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/202032101004
8. Akhonin, S.V., Severin, A.Yu., Berezos, V.O. et al. (2021) Investigations of the quality of wrought semi-finished products of VT9 titanium alloy produced by electron beam melting. Suchasna Elektrometalurhiya, 4, 20–24. DOI: https://doi.org/10.37434/sem2021.04.03
9. Kaibyshev, O.A., Lutfullin, R.Ya., Salishchev, G.A. (1985) Microstructural changes in heat treatment and hot deformation of VT9 titanium alloy with lamellar microstructure. Fizika Metallov i Metallovedenie, 59(3), 578–583.
10. Skripalenko, M.M., Galkin, S.P., Karpov, B.V. et al. (2019) Forming features and properties of titanium alloy billets after radial-shear rolling. Materials, 12, 3179. DOI: https://doi.org/10.3390/ma12193179
11. Yadav, P., Saxena, K.K. (2020) Effect of heat-treatment on microstructure and mechanical properties of Ti alloys: An overview. Materials Today: Proceedings, 26, 2546–2557. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.541
12. Berdin, V.K., Karavaeva, M.V., Nurieva, S.K. (2002) Influence of dispersity of lamellar microstructure on fragmentation of α-plates during hot deformation of VT9 titanium alloy. Materialovedenie, 12, 47–53.
13. Jian Zhou, Xia Li, Chaoyi Ding et al. (2025) Deformation response analysis of Ti–6.5Al–3.5Mo–1.5Zr–0.3Si alloy under electromagnetic shock treatment via nanoindentation. Materials Characterization, Pt A, 229, 115551, DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2025.115551
14. Chai, Zaixian, Wang, William, Ren, Yong et al. (2024) Hot deformation behavior and microstructure evolution of TC11 dual-phase titanium alloy. Materials Science and Engineering: A, 898, 146331. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2024.146331
15. Akhonin, S.V., Pikulin, A.N., Klochai, V.V., Ryabtsev, A.D. (2019) Electron-beam surface treatment of titanium alloy ingots. Pt 1. Metallurgist, 63(1–2), 183–191. DOI: https://doi.org/10.1007/s11015-019-00808-9
16. Vodopyanova, O.V., Postylyakov, A.Yu., Shvarts, D.L. et al. (2022) Evaluation of VT6 and VT9 α+β titanium alloys spreading features during flat rolling. In: Proc. of the AIP Conf., 2456(1), 020039. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0074585
17. Jia, X., Yang, Y., Di, R. (2025) Ti–6.5Al–3.5Mo–1.5Zr–0.3Si Alloy fabricated by laser melting deposition: Microstructure evolution and anisotropy. J. of Materials Engineering and Performance. DOI: https://doi:10.1007/s11665-025-12862-3
18. Pushilina, N.S., Kashkarov, E.B., Syrtanov, M.S. et al. (2018) Microstructure and properties of Ti–6.5Al–3.5Mo–1.5Zr– 0.3Si parts produced by electron beam melting. J. of Physics: Conf. Series, 1115(4), 042057. IOP Publishing. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1115/4/042057
19. Xiaohui, Shi, Weidong, Zeng, Yu, Sun et al. (2015) Microstructure-tensile properties correlation for the Ti–6Al–4V titanium alloy. JMEPEG, 24(4), 1754–1762.

Ця стаття у відкритому доступі за Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.