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 https://doi.org/10.1007/s11003-019-00264-5
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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. https://doi.org/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 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. https://doi.org/10.1007/s11665-015-1437-x

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