ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНТЕНСИВНОЙ БАРОДЕФОРМАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРНОЕ И ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ ТИТАНА
Аннотация
Исследовали влияние больших пластических деформаций под давлением на структурные и фазовые превращения в монокристаллическом титане (99,9%) при комнатной и низких температурах.
Исследуемые образцы титана имели дисковую форму и подвергались сжатию сдвиговой деформации при температурах 293 К и 78 К до 8 ГПа в камере Бриджмена. Структурное состояние и механические свойства образцов изучали методами просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии и металлографии по стандартным методикам. В исходном состоянии титан имел ГПУ структуру. После обработки высоким давлением в сочетании с пластической деформацией сдвига (кручение под высоким давлением) титан испытал фазовое превращение из ГПУ (с/а = 1,59) фазы в ГУ (с/а = 0,7) фазу, одновременно сопровождающейся фрагментацией исходной монокристаллической структуры.
При комнатной температуре интенсивная пластическая деформация под давлением вызывала структурную фрагментацию титана до неоднородной нанокристаллической структуры с высоким разбросом кристаллитов по форме и размерам близким к 80 нм. Кроме того, в структуре наблюдали рекристаллизованные участки с чистыми бездефектными зёрнами с размером существенно превышающими нанокристаллические фрагменты.
Процесс рекристаллизации при комнатной температуре повлиял на деформационное упрочнение образцов титана и рост твёрдости сменился снижением. Для подавления процесса рекристаллизации снижали температуру деформации до криогенной, 78-80 К. При этом удалось добиться большей фрагментации структуры титана и получить совершенную нанокристаллическую структуру с близким размером кристаллитов около 30 нм и совершенных по форме с рекордной величиной твёрдости 7,75 ГПа, что превышает в 3,3 раза исходную твёрдость монокристаллического титана.
В итоге исследовали развитие процессов структурно-фазовых превращений в титане и выявили влияние давления, температуры и деформации на конечное структурное состояние чистого монокристаллического титана.
Исследуемые образцы титана имели дисковую форму и подвергались сжатию сдвиговой деформации при температурах 293 К и 78 К до 8 ГПа в камере Бриджмена. Структурное состояние и механические свойства образцов изучали методами просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии и металлографии по стандартным методикам. В исходном состоянии титан имел ГПУ структуру. После обработки высоким давлением в сочетании с пластической деформацией сдвига (кручение под высоким давлением) титан испытал фазовое превращение из ГПУ (с/а = 1,59) фазы в ГУ (с/а = 0,7) фазу, одновременно сопровождающейся фрагментацией исходной монокристаллической структуры.
При комнатной температуре интенсивная пластическая деформация под давлением вызывала структурную фрагментацию титана до неоднородной нанокристаллической структуры с высоким разбросом кристаллитов по форме и размерам близким к 80 нм. Кроме того, в структуре наблюдали рекристаллизованные участки с чистыми бездефектными зёрнами с размером существенно превышающими нанокристаллические фрагменты.
Процесс рекристаллизации при комнатной температуре повлиял на деформационное упрочнение образцов титана и рост твёрдости сменился снижением. Для подавления процесса рекристаллизации снижали температуру деформации до криогенной, 78-80 К. При этом удалось добиться большей фрагментации структуры титана и получить совершенную нанокристаллическую структуру с близким размером кристаллитов около 30 нм и совершенных по форме с рекордной величиной твёрдости 7,75 ГПа, что превышает в 3,3 раза исходную твёрдость монокристаллического титана.
В итоге исследовали развитие процессов структурно-фазовых превращений в титане и выявили влияние давления, температуры и деформации на конечное структурное состояние чистого монокристаллического титана.