Сучасна електрометалургія, 2012, №04



2012 №04 (09)

2012 №04 (01)

---

Современная электрометаллургия, 2012, № 4, c. 42-49
 

ДИСПЕРСИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ – ПУТЬ К ПОВЫШЕНИЮ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ (ОБЗОР)

Г. М. Григоренко, О. М. Задорожнюк

Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Выполнен обзор отечественных и зарубежных литературных данных о способах упрочнения титановых сплавов нового поколения. Подробно рассмотрен способ дисперсионного упрочнения частицами алюминидов и силицидов титана. Прирост прочности за счет выделения частиц избыточных фаз зависит в первую очередь от свойств и структуры этих фаз, их связи со структурой матрицы, формы и размера частиц, расстояния между ними и характера распределения частиц в матрице. Такие многокомпонентные сплавы титана требуют детального изучения структурных особенностей и механических свойств.
 
Review of national and foreign literature data about methods of strengthening the titanium alloys of new generation was made. Method of dispersed strengthening of titanium with particles of aluminides and silicides was studied in detail. The increment in strength due to precipitation of particles of excessive phases depends, first of all, on properties and structure of these phases, their bonding with matrix structure, shape and size of particles, distance between them and nature of distribution of particles in matrix. Such multi-component titanium alloys require detail study of structure peculiarities and mechanical properties.
 
Ключевые слова: титановые сплавы; дисперсионное упрочнение; интерметаллиды; алюминиды; силициды; структура; прочность; дислокация; механические свойства

Поступила 09.11.2012
Опубликовано 03.12.2012

1. Берштейн М. Л., Займовский В. А. Механические свойства металлов: Учеб. пособие. – М.: Металлургия, 1979. – 495 с.
2. Ржевская С. В. Материаловедение. Учебник. Изд. 4-е. – М.: Логос, 2004. – 162 с.
3. Трефилов В. И. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов. – Киев: Наук. думка, 1987. – 73 с.
4. Гуляев А. П. Металловедение. – 6-е изд. – М.: Металлургия, 1986. – С. 55, 435—436.
5. Бочвар А. А. Повышение прочности или упрочнение материалов, 2012 // do.gendocs.ru/docs/index-223261.html
6. Конева Н. А. Физика прочности металлов и сплавов // Соросовский образовательный журнал, ISSEP. – М., 1997. // www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/367.html
7. Гордиенко Л. К. Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. Научный совет по проблеме «Новые процессы получения и обработки металлических материалов». – М.: Наука, 1973 //books.google.com.ua/books/about/ Субструктурное_упроч.html
8. Конева Н. А. Классификация, эволюция и самоорганизация дислокационных структур в металлах и сплавах // Соросовский образовательный журнал, ISSEP. – М., 1996. – № 6. – С. 99—107.
9. Гуляев А. П. Металловедение. – 6-е изд. – М.: Металлургия, 1986. – С. 295—299.
10. Ооцука К., Симидзу К. И. Сплавы с эффектом памяти формы / Пер. с яп. – М.: Металлургия, 1990. – 224 с.
11. Wiedermann K. H. Die eigenschaften von zirkonlegierungenals konstruktionswerkstoffe in kernreaktoren, Teil I // Metall. – 1967. – 21, № 2. – P. 113—120.
12. Siegel R. W., Fougere G. E. Nanostruct. Mater. Papers in «Superplasticity in advanced Materials» ICSAM-94: Mater. Sci. – 1995. – V.6. – P. 205.
13. Кашин О. А. Деформационное поведение в области микропластической деформации титана и Ti—Al—V сплава с ультрамелкозернистой структурой при различных видах термосилового воздействия: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. – Томск, 2007. – 11 с.
14. Колачев Б. А., Ильин А. А., Дроздов П. Д. О влиянии границ зерен на пластичность интерметаллидов // Металлы. – 2001. – № 3. – С. 41—48.
15. Голбдштеин М. И. Специальные стали. Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1985. – 134 с.
16. Металлы и сплавы. Справочник / Под ред. Ю. П. Солнцева. – СПб: НПО «Профессионал», НПО «Мир и семья», 2003. – 66 с.
17. Металлография титановых сплавов / Е. А. Борисова, Г. А. Бочвар, М. Я. Брун и др. // Под ред. С. Г. Глазунова и Б. А. Колачева. – М.: Металлургия, 1980. – 464 с.
18. Металловедение титана и его сплавов / С. П. Белов, М. Я. Брун, С. Г. Глазунов __m(1/2)Tи др. – М.: Металлургия, 1992. – 352 с.
19. Колачев Б. А., Елагин В. И., Ливанов В. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. 3-е изд. – М.: МИСиС, 1999. – 416 с.
20. Влияние условий импульсного электронно-пучкового плавления систем Al (пленка)/Ti (подложка) на фазообразование и свойства поверхностных сплавов Ti+Al / В. П. Ротштейн, Ю. А. Колубаева, X. Mei и др. // Письма в ЖТФ. – 2012. – 38, вып. 17 //J. ioffe.ru/pjtf/2012/17/p7-14.pdf
21. Material Properties Handbook. Titanium alloys / Ed. By R. Boyer, G. Welsch, E. W. Collings // ASM International, Kinsman Road, Materials Park, 1994. – 1176 p.
22. Металлография титановых сплавов / Е. А. Борисова, Г. А. Бочвар, М. Я. Брун и др. – М.: Металлургия, 1980. – 464 с.
23. Корнилов И. И., Нартова Т. Т., Андреев О. Н. Структура и свойства алюминида Ti3Al и некоторых сплавов на его основе // Строение, свойства и применение металлидов. – М.: Наука, 1974. – С. 194—197.
24. Колачев Б. А., Ильин А. А., Дроздов П. Д. О влиянии границ зерен на пластичность интерметаллидов // Металлы. – 2001. – № 3. – С. 41—48.
25. Имаев Р. М., Габидуллин Н. Г., Салищев Г. А. Влияние температуры деформации на механические свойства интерметаллида Ti3Al // Там же. – 1992. – № 6. – С. 73—79.
26. Бочвар Г. А. Исследования ОАО ВИЛС в области высокопрочных сплавов на основе титана и интерметаллидов системы Ti—Al // Технология легких сплавов. – 1998. – № 5-6. – С. 51—53.
27. Имаев Р. М., Кайбышев О. А., Салищев Г. Ю. Механические свойства мелкозернистого интерметаллида TiAl II. Хрупковязкий переход // ФММ. – 1991. – № 3. – С. 179—187.
28. Синельникова В. С., Подергин В. А., Речкин В. Н. Алюминиды / Под. ред. Г. В. Самсонова. – Киев: Наук. думка, 1965. – 89 с.
29. Имаев Р. М., Имаев В. М. Механическое поведение субмикрокристаллического интерметаллида TiAl, при повышенных температурах // ФММ. – 1992. – № 2. – С. 125—129.
30. Titanium’92: Science and Technology: Proc. 8th World Conf. of Titanium (San Diego, California, USA, June 1992).– San Diego, 1992. – V. 1—3. – 3000 p.
31. Kim Y.-W., Dimiduk D. M. Progress in the Understanding of gamma Titanium Aluminides // JOM, USA. – 1991. – August. – P. 40—47.
32. Froes F.H., Suryanarayana C. Eliezer. Production, Characteristics and Commercialization of Titanium Alluminides // ISIJ Intern. – 1991. – V. 31. – № 10. – P. 1235—1248.
33. Поварова К. Б., Банных О. А. Принципы создания нових материалов для работы при высоких температурах // Обработка легких и специальных сплавов. – М.: ВИЛС, 1996. – С. 56—70.
34. Фирстов С. А., Ткаченко С. В., Кузьменко Н. Н. Титановые «чугуны» и титановые «стали» // Металловед. и терм. обраб. металлов. – 2009. – № 1. – С. 14—20.
35. Influence of zirconium on phase composition , structure, and mechanical properties of as-cast alloys of Ti—Al—Si system. High Temperature Materials and Processes / S. Firstov, I. Gornaya, K. Gorpenco et al. // Freund Publishing. – 2006. – 25, № 1-2. – P. 59—66.
36. Phase composition and mechanical properties of Ti—Si—Al—Zr in situ composites / M. V. Bulanova, O. I. Bankovskiy, T. Ya. Velikanova et al. // Zeitschrift fur Metallkunde. Intern. J. of Mater. Research: J. resources IFW Library. – 2000. – № 1. – P. 14—20.
37. Influence of tin on the structure and properties of as-cast Tirich Ti—Si alloys / M. V. Bulanova, L. Tretuachenko, K. Meleshevich, S. Firstov // J. of alloys and compounds, resources IFW Library. – 2003. – V. 350. – P. 164—173.
38. Влияние недеформируемых частиц силицида на характер деформации сплавов на основе титана при повышенных температурах / Д. Н. Бродниковский, А. В. Головаш, С. В. Ткаченко и др. // Металлофизика и новейшие технологии. – 2006. – Т. 28 (Спецвыпуск). – С. 137—146.
39. Murray J. L. The Si—Ti (Silicon-Titanium) System // Phase diagrams of binary titanium alloys // ASM. Metals Park. Ohio. – 1987. – P. 289—293.
40. Frommeyer G. Metallic materials with high structural Efficiency «Structures and Properties of the Refractory Silicides Ti₅Si₃ and TiSi₂ and Ti—Si—(Al) Eutectic Alloys». – Kyiv, Ukraine, 07.—13.09.2003 //www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/ u2/a426363.pdf
41. Неорганическое материаловедение: энциклопедическое издание. В 2 т. Т.2. Книга 2. Материалы и технологии / Под ред. Г. Г. Гнесина и В. В. Скорохода. – Киев: Наук. думка, 2008. – 449 с.