ИССЛЕДОВАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ СТРУКТУРЫ ДВУХФАЗНОГО ТИТАНОВОГО СПЛАВА В ПРОЦЕССЕ ТЕРМОДЕФОРМАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ

This paper studies Ti–3,5Fe–4Cu–0,2B two-phase titanium alloy behavior during its thermal deformation processing under uniaxial compression. Boron was added to obtain a fine-grained structure in the cast state. Samples of alloys 6 mm in diameter were obtained by melting pure components in a vacuum induction furnace with their subsequent crystallization into a solid copper mold. Uniaxial compression tests with a true strain of 0,9 were performed using the Gleeble 3800 thermal-mechanical physical simulation system at 750, 800 and 900 °C and strain rates of 0,1; 1 and 10 s–1. Scanning electron microscopy was used to study the microstructure of the alloy in its initial and deformed states. A model of flow stress dependence on temperature and strain rate was built as a result of the tests. It is shown that pressure treatment involves recrystallization of the initial cast structure containing solid solutions based on α-Ti, β-Ti and titanium diboride aggregates. During the deformation process, the volume fraction of α-titanium solid solution grains decreases with rising temperature, and the fraction of the β phase, on the contrary, increases. In this case, the average grain size of solid solutions based on α-Ti and β-Ti varies insignificantly after deformation in almost all of the studied modes. It is shown that the preferred mode of hot pressure treatment for obtaining a high complex of mechanical properties in the investigated alloy is a temperature range of 750– 800 °C, since α-phase grain sizes increase from 2,2 to 4,5 μm with an increase in temperature to 900 °C.Исследовано поведение двухфазного титанового сплава Ti–3,5Fe–4Cu–0,2B в процессе термодеформационной обработки на одноосное сжатие. Бор вводили для получения в литом состоянии мелкозернистой структуры. Образцы сплавов диаметром 6 мм получали путем сплавления чистых компонентов в вакуумной индукционной печи и последующей ускоренной кристаллизации в массивной медной изложнице. Испытания на одноосное сжатие с истинной деформацией 0,9 проводили на комплексе физического моделирования термомеханических процессов «Gleeble 3800» при температурах 750, 800 и 900 °С и скоростях деформации 0,1; 1 и 10 с–1. Микроструктуру сплава в исходном и деформированном состояниях изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии. В результате испытаний построена модель зависимости напряжения течения от температуры и скорости деформации. Показано, что в процессе обработки давлением происходит рекристаллизация исходной литой структуры, содержащей твердые растворы на основе α-Ti, β-Ti и колонии диборида титана. В процессе деформации с повышением температуры объемная доля зерен твердого раствора на основе α-титана уменьшается, а доля β-фазы, наоборот, возрастает. При этом средний размер зерен твердых растворов на основе α-Ti и β-Ti меняется незначительно после деформации почти по всем исследованным режимам. Показано, что предпочтительным режимом горячей обработки давлением для получения высокого комплекса механических свойств в изучаемом сплаве является диапазон температур 750–800 °С, так как размер зерен α-фазы увеличивается с 2,2 до 4,5 мкм при повышении температуры до 900 °С