Разработка ультрамелкозернистых титановых сплавов псевдо β и переходного класса с высокими прочностными и усталостными свойствами

Объектами настоящего исследования являются титановые сплавы псевдо β и переходного класса ВТ35 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn-1Zr-1Mo) и ВТ22 (Ti-5Al-5V-5Mo-1Fe-1Cr), ультрамелкозернистую структуру в которых получали методами интенсивной пластической деформации с использованием всестороннего прессования, а также радиально-сдвиговой прокатки с последующим старением. Целью проекта является выявление на примере указанных выше титановых сплавов закономерностей структурных и фазовых превращений при формировании методами интенсивной пластической деформации ультрамелкозернистой структуры для повышения прочностных и усталостных характеристик. В соответствии с календарным планом в ходе выполнения проекта были отработаны и оптимизированы режимы интенсивной пластической деформации указанными выше методами для формирования в титановых сплавах псевдо β и переходного класса ВТ35 и ВТ22 ультрамелкозернистой структуры со средним размером структурных элементов или фаз не более 0,5 мкм. С использованием различных экспериментальных методик были проведены исследования структурно-фазового состояния, а также механических характеристик указанных титановых сплавов с УМЗ структурой, их термической стабильности в широком диапазоне температур (293-973К). Были проведены сверхмногоцикловые усталостные испытания указанных сплавов в исходном и ультрамелкозернистом состоянии на ультразвуковой испытательной машине Shimadzu USF-2000 на базе 10^7 -10^9 циклов, а также проведен анализ зависимостей коэффициентов нелинейности по амплитудам второй гармоники колебаний для выявления закономерностей формирования очага трещины и кинетики её развития. Изучен характер зарождения и роста усталостной трещины при усталостных испытаниях, в том числе на стадии предразрушения с использованием метода 3D рентгеновской томографии в сочетании с растровой и просвечивающей электронной микроскопии, а также рентгеноструктурным анализом. Полученные при выполнении проекта результаты создают хорошие предпосылки для практического использования разработанных ультрамелкозернистых титановых сплавов псевдо β и переходного класса с высокими прочностными и усталостными свойствами.