Исследование влияния оксидного слоя на усталостные свойства и разрушение ультрамелкозернистых титановых сплавов

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 методом интенсивной пластической деформации с использованием 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 их прочностных и усталостных характеристик. В соответствии с общим планом работ по проекту в 2023 году было проведено исследование влияния механических характеристик (соотношения прочности и пластичности), на механические свойства сплавов ВТ22 и ВТ35 с УМЗ структурой при трехточечном изгибе в сравнении с крупнозернистыми аналогами. Были изучены механические свойства на растяжение указанных выше сплавов при повышенных температурах (от комнатной до 700 градусов Цельсия) в интервале скоростей деформации 6,710-4-6,710-2 c-1. Был проведен анализ термограмм усталостного разрушения исследуемых титановых сплавов с различной исходной структурой при испытаниях на многоцикловую усталость методом Резитано-Люонга с сопоставлением полученных усталостных характеристик с результатами сверхмногоцикловых испытаний по стандартной методике. Было изучено влияние механических характеристик на усталостную прочность в условиях высоких амплитуд напряжения (600-1200 МПа). Проведен анализ фрактограмм усталостного разрушения сплавов после испытаний в указанных условиях с использованием высокоразрешающей сканирующей электронной микроскопии. Также было проведено исследование влияния старения на воздухе с формированием оксидного слоя на закономерности сверхмногоцикловой усталости и разрушения при стандартных испытаниях с ультразвуковой частотой. 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.