
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ТИТАНОВОМ СПЛАВЕ Ti–10V–2Fe–3Al НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ФОРМИРУЕМЫЕ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Работа №	102739
Тип работы	Диссертации (РГБ)
Предмет	металлургия
Объем работы	146
Год сдачи	2022
Стоимость	4390 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	160

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. Аналитический обзор литературы 12
1.1 Общие сведения о титановых сплавах 12
1.2 Механические свойства сплава Т1-10У-2Ре-3А1 16
1.3 Фазовые и структурные превращения в сплаве Т1-10У-2Ре-3А1 23
1.4 Перераспределение легирующих элементов между фазами в сплавах титана 31
1.5 Влияние углерода на структуру и механические свойства
высокопрочных титановых сплавов 40
1.6 Полнопрофильный рентгеноструктурный анализ 51
1.7 Постановка цели и задач исследования 57
Глава 2. Материал и методы исследования 60
2.1 Объекты исследования 60
2.2 Методы исследования 60
Глава 3. Влияние содержания углерода в сплаве Т1-10У-2Ре-3А1 на его структуру, фазовый состав, механические свойства в закаленном и состаренном состоянии 64
3.1 Влияние содержания углерода в сплаве Т1-10У-2Ре-3А1 на
температуру полиморфного а+Р^Д-превращения 64
3.2 Влияние углерода на структуру и фазовый состав сплава
Т1-10У-2Ре-3А1 в закаленном и термодинамически равновесном состоянии 68
3.3 Влияние содержания углерода в сплаве Т1-10У-2Ре-3Л1 на
объёмную долю вторых фаз и средний размер Р - зёрен вблизи Тпп 72
3.4 Механические свойства сплава Т1-10У-2Ре-3Л1 с различным
содержанием углерода в закаленном и состаренном состоянии 74
3.5 Структура сплава Ti-10V-2Fe-3Al с различным содержанием
углерода после старения 78
3.6 Фрактографический и микроструктурный анализ сплава
Ti-10V-2Fe-3Al после испытаний механических свойств в состаренном состоянии 83
Выводы по главе 3 87
Глава 4. Эволюция структурно-фазового состояния и свойств
закаленного титанового сплава Ti-10V-2Fe-3Al с различным
содержанием углерода при старении в течение различного времени и непрерывном нагреве
4.1 Взаимосвязь структуры и твёрдости сплава 89
4.2 Перераспределение легирующих элементов между фазами и
закономерности изменения периодов кристаллических решёток фаз при старении 102
4.3 Оценка вклада разных механизмов в упрочнение закаленного сплава
Ti-10V-2Fe-3Al при старении 112
4.4 Влияние скорости нагрева на выделение вторичной аВ - фазы в
закаленном сплаве Ti-10V-2Fe-3Al 115
Выводы по главе 4 129
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 131
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 134
Приложение 146

Введение

Актуальность темы исследования
После освоения промышленной технологии изготовления титановой губки, начиная с 1950-х годов, титановые сплавы нашли применение в авиастроении, химической промышленности, медицине и индустриальном секторе [1, 2].
Наиболее широко титановые сплавы используются в авиа- и двигателестроении, благодаря сочетанию высокой удельной прочности и хорошей жаропрочности. В моделях последнего поколения гражданских авиалайнеров (Airbus A350, Boeing 787) из титановых сплавов изготавливают хорды крыльев, силовую часть пилона, гидросистему, детали шасси и другие элементы, общая доля которых достигает 15 % массы самолета, а в военных моделях доходит до 93 % [3, 4]. Первыми высокопрочными сплавами титана на основе 0 - твёрдого раствора, которые стали использовать в 70-х годах XX века для изготовления крупногабаритных штамповок шасси самолетов были (а + 0) - сплавы переходного класса ВТ22 и Ti-10V-2Fe-3Al. Титановые сплавы данной группы имеют самое большое многообразие возможных структурных состояний из всех титановых сплавов, которые можно получить, варьируя маршрут деформации и режим термической обработки. В зависимости от целевого уровня свойств, которые требуются заказчику, подбирается технологический маршрут, обеспечивающий формирование заданной структуры. Так, например, это может быть заключительная термическая обработка, включающая выдержку в 0 - области с последующим контролируемым охлаждением для формирования структуры с пакетами пластин а - фазы, которая имеет высокую вязкость разрушения. Либо это может быть закалка из (а + 0) - области и последующее старение, в результате чего формируется дуплексная структура, обладающая наилучшим сочетанием прочности и пластичности [5]. Конкретные параметры термической обработки, а именно температура, выдержка, скорость нагрева и охлаждения оказывают существенное влияние на структурно-фазовые превращения, которые происходят в этих сплавах, поэтому глубокое понимание технологического процесса производства необходимо для успешного получения полуфабрикатов с заданными свойствами. Сплавы данной группы так же очень чувствительны к вариации химического состава в пределах марки сплава [6].
В последние десятилетия активно развивается направление компьютерного моделирования структурно-фазовых превращений в сплавах, целью которого является создание цифрового «генома» материала - программы способной смоделировать изменение структурно-фазового состояния сплава по всей цепочке технологического процесса и предсказать окончательные механические свойства [7]. Для этого требуется понимание фундаментальных основ реализации структурно-фазовых превращений и их взаимосвязи с технологическими параметрами, а помимо этого необходимы точные данные о параметрах структуры, то есть размерах структурных составляющих, их химическом составе, кристаллическом строении и др. В то же время рынок и все производители заинтересованы в снижении стоимости получения сплавов, повышении коэффициента использования шихтовых материалов. Одним из путей снижения себестоимости производства металлов и сплавов является увеличение вовлечения отходов в переплав, что неминуемо повышает содержание в сплавах примесных элементов (кислорода, углерода, азота). Однако для того, чтобы использовать такой эффект, необходимо иметь глубокое понимание эволюции микроструктуры и свойств в зависимости от содержания примесей. Поэтому работы по изучению влияния содержания примесей, в частности углерода, направленные на углубление понимания взаимосвязей между химическим составом, режимами термической обработки, структурой и комплексом механических свойств высокопрочных титановых сплавов типа Т1-10У-2Ре-3А1 являются актуальными и востребованными.
Степень разработанности темы исследования
В научной литературе по вопросу исследования взаимосвязи химического состава, режимов термообработки со структурой и свойствами сплавов титана на основе Р - фазы имеется большое количество публикаций. На основании результатов этих исследований для сплавов параметризированы характерные типы структур, определены геометрические размеры структурных составляющих и соотношение объёмной доли фаз в структуре после базовых маршрутов изготовления, установлены закономерности влияния на них параметров термической обработки и деформации. В то же время менее изученным является изменение химического состава структурных составляющих в процессе фазовых превращений. Благодаря развитию и распространению таких методов исследования как атомно-силовая томография и микрорентгеноспектральный анализ на базе просвечивающего электронного микроскопа растет количество работ касательно исследования химического состава структурных составляющих в нано масштабе [8-10]. Однако доступность таких методов остается ограниченной для широкого круга исследователей и производителей. Поэтому развитие других методов, таких как, полнопрофильный рентгеноструктурный фазовый анализ [11], который так же позволяет оценить параметры структуры, является актуальным, но мало освещённым направлением работ с немногочисленными опубликованными исследованиями.
Разработанность темы исследования в области влияния содержания легких элементов (кислород, углерод, азот) на структуру и свойства титановых сплавов можно охарактеризовать высокой. В то же время влияние содержания углерода вблизи максимальной растворимости на структуру и свойства сплавов титана на основе Р - фазы является мало освещённой областью исследований, в литературе представлены неполные данные только для нескольких сплавов (Т1-5А1-5У-5Мо-3Сг, Т1-15У-3Сг-38п-3А1, Ве1а-С). Суммарное содержание легких элементов (кислород, углерод, азот) в данных сплавах в пределах марки не превышает нескольких десятых весовых процентов, но их влияние в указанном диапазоне может быть существенным. Известно, что растворимость углерода в титановых сплавах зависит от химического и фазового состава сплава [12]. Например, предел растворимости углерода в самом массовом титановом сплаве Т1-6А1-4У порядка 0,35 масс. %, в сплавах, легированных значительным количеством р - стабилизаторов, предел растворимости существенно меньше, в частности, в сплаве Т1-15Мо - 0,006 масс. %, в сплаве Т1-16ЫЬ - 0,023 масс. % [13]. Когда концентрация углерода в кристаллической решетке превышает предел растворимости в твердом растворе, то он образует с титаном новую фазу - карбид титана [14]. Данная фаза Т1ХСУ может иметь различную стехиометрию и как следствие различные физико-механические свойства. Карбид титана Т1С имеет высокую температуру плавления (3140 °С) и существенно больший модуль упругости (440 ГПа), чем у конструкционных титановых сплавов (115 ГПа). Работ, освещающих влияние именно углерода на структуру и механические свойства сплава Т1-10У-2Ге-3А1, в литературе не обнаружено. Поэтому получение новых знаний по этим вопросам является актуальным как с научной точки зрения, так и с практической стороны.
Целью настоящей работы являлось установление влияния содержания углерода на структурно-фазовое состояние и механические свойства титанового сплава Т1-10У-2Ге-3А1, подвергнутого различным видам термического воздействия.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
1. Изучить влияние различного содержания углерода (0,008, 0,034,
0,063 масс. %) на структуру и механические свойства сплава Т1-10У-2Ге-3А1. Определить предел растворимости углерода в сплаве и влияние его содержания на формирование структуры вблизи Тпп и поведение сплава при испытаниях на растяжение;
2. Используя методику полнопрофильного рентгеноструктурного анализа рассмотреть характерные особенности структурно-фазовых превращений в закаленном титановом сплаве Т1-10У-2Ге-3А1 при непрерывном нагреве и старении. Изучить формирование структуры и перераспределение легирующих элементов между фазами в зависимости от продолжительности старения;
3. Оценить вклад различных механизмов в упрочнение при старении закаленного сплава Т1-10У-2Ге-3А1.
Научная новизна
1. Термодинамическим расчетом определено, что предел максимальной
растворимости углерода в 0 - твердом растворе сплава Т1-10У-2Те-3А1 составляет 0,053 масс. %. При повышении содержания углерода в сплаве до предела его максимальной растворимости наблюдается рост прочности состаренного сплава за счёт увеличения дисперсности пластин вторичной ав - фазы. В структуре сплава с содержанием углерода выше рассчитанного предела растворимости (0,063 масс. %) обнаружены частицы карбида титана по морфологии схожие с глобулярными частицами первичной аП - фазы, при этом дисперсность, выделяющейся при старении, вторичной ав - фазы уменьшается, что приводит к снижению прочности в сравнении со сплавом, содержащим 0,034 масс. % углерода. При испытаниях на растяжение образцов сплава с 0,063 масс. % углерода частицы карбида титана на этапе локализации деформации с образованием шейки служат местами зарождения микропор, которые, однако, не оказывают значимого влияния на пластичность и прочность сплава ввиду их малой объёмной доли.
2. Выявлено, что повышение содержания углерода в метастабильном в - твердом растворе сплава и снижение скорости нагрева до температуры старения приводит к понижению температурного интервала выделения вторых ав (а”) - фаз, увеличению её дисперсности за счет формирования в твердом растворе комплексов «углерод-кислород-вакансия» и росту прочностных свойств.
3. Показано, что с увеличением длительности старения закаленного сплава Т1-10У-2Те-3А1 наблюдается рост объёма элементарной ячейки вторичной ав - фазы за счет перераспределения легирующих элементов (алюминия, ванадия, железа) между 0 -, аП -, ав - фазами. Наличие перераспределения легирующих элементов в ходе старения подтверждается расчетами, основанными на аддитивном влиянии легирующих элементов на периоды кристаллической решетки образующихся фаз.
4. Реализован новый подход к оценке вклада различных механизмов (дисперсионного и твердорастворного) в упрочнение при старении закаленного сплава Т1-10У-2Те-3А1 на основе комплексного анализа изменения твердости, параметров структуры и кристаллических решеток фиксируемых фаз.
Теоретическая и практическая значимость работы
Теоретическая значимость полученных в представленном исследовании результатов заключается в расширении знаний о влиянии углерода в диапазоне 0,008 ^ 0,063 масс. % и параметров упрочняющей термической обработки на эволюцию структурно-фазового состояния сплава Т1-10У-2Те-3А1. Выявленные в работе закономерности, характеризующие влияние термической обработки и содержания углерода на изменение зеренной структуры, комплекс механических свойств, демонстрируют новые возможности для оптимизации химического состава и режимов термической обработки. Установленные закономерности были подтверждены при изготовлении трех плавок прутков из сплава Т1-10У-2Те-3А1 в промышленных условиях на предприятии ПАО «Корпорация ВСМПО- АВИСМА».
Использование методики полнопрофильного анализа рентгеновского спектра на дифрактограммах позволило оценить фазовый состав, дисперсность вторых ав (а”) - фаз, эволюцию параметров кристаллической решетки фаз в процессе термического воздействия в высокопрочных сплавах титана и применить ее в исследовательских работах в ПАО «Корпорация ВСМПО- АВИСМА», что представляет определенную практическую ценность.
Методология и методы диссертационного исследования
Методологической основой исследования послужили работы ведущих зарубежных и российских учёных в области высокопрочных титановых сплавов, отраслевые стандарты РФ и спецификации зарубежных компаний. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе были использованы следующие методы исследования и расчета: оптическая и растровая электронная микроскопия, рентгеноструктурный фазовый анализ, дифференциально-сканирующая калориметрия, программы для термодинамического расчета фазовый равновесий, измерение твердости по Виккерсу, испытание на растяжение, инструментальные методы определения химического состава.
Положения, выносимые на защиту
1. Взаимосвязь формирования структуры и содержания углерода в сплаве Т1-10У-2Ре-3А1;
2. Сравнительные результаты экспериментальных исследований поведения сплава Т1-10У-2Ре-3А1 с содержанием углерода от 0,008 до 0,063 масс. % в ходе механических испытаний;
3. Закономерности изменения в закаленном сплаве Т1-10У-2Ре-3А1 фиксируемых при старении параметров кристаллических решеток фаз и их взаимосвязь с влиянием легирующих элементов на периоды кристаллической решетки фаз;
4. Результаты экспериментальных исследований и расчетов по определению вклада дисперсионного и твердорастворного механизмов в упрочнение сплава Т1-10У-2Ре-3А1 при старении.
Степень достоверности результатов исследований и обоснованность выносимых на защиту положений и выводов обеспечиваются использованием комплекса аттестованных, взаимно дополняющих друг друга методов исследования, статистической обработкой полученных результатов и их соответствием данным других авторов там, где они имеются.
Личный вклад
Представленные в диссертации результаты получены автором самостоятельно или совместно с соавторами опубликованных работ. Автор принимал непосредственное участие в проведении экспериментов, расчетов, а также анализе полученных результатов и формулировке выводов. Обсуждение и анализ полученных результатов проводилась совместно с научным руководителем и соавторами публикаций.
Апробация результатов работы
Материалы диссертации докладывались автором на следующих конференциях: International Conference on Industrial Engineering ICIE, г. Санкт-Петербург 16-19 мая, 2017; XVI Международная конференция “Ti-2018 в СНГ”, г. Минск, 2018 г.; XVII Международная конференция “Ti-2019 в СНГ”, г. Сочи, 2019 г.; XVIII Международная научно-техническая Уральская школа- семинар металловедов - молодых ученых, г. Екатеринбург, 2017, 2018, 2019, 2020 г.; Международная конференция "Кристаллофизика и деформационное поведение перспективных материалов, г. Москва, 2019 г., XVIII Международная конференция “Ti-2021 в СНГ”, г. Калининград, 2021 г., XXVI Уральская школа металловедов-термистов, г. Екатеринбург, 7-11 февраля 2022 г.
Публикации
Материалы диссертации представлены в работах, опубликованных соискателем. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ в рецензируемых российских и зарубежных научных журналах, а также в сборниках трудов российских и международных конференций из них 7 статей, индексируемых в базах данных Scopus и WoS.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

1. Термодинамическим расчетом определено, что предел максимальной
растворимости углерода в в - твердом растворе сплава Ti-10V-2Fe-3Al составляет 0,053 масс. %. Экспериментом подтверждено, что превышение содержания углерода в сплаве выше этого предела приводит к образованию в структуре карбида титана.
2. Показано, что при повышении содержания углерода в сплаве
Ti-10V-2Fe-3Al с 0,008 до 0,034 масс. %, то есть в пределах растворимости в в - твердом растворе, наблюдается рост прочности закаленного сплава при старении за счет повышения дисперсности вторичной ав - фазы. В структуре закаленного сплава с содержанием 0,063 масс. % углерода (выше предела растворимости) обнаружены частицы карбида титана, при этом дисперсность вторичной аВ - фазы при старении уменьшается, что приводит к снижению прочности сплава в сравнении со сплавом, содержащим 0,034 масс. % углерода. При испытании на растяжение образцов сплава с 0,063 масс. % углерода частицы карбида титана на этапе локализации деформации служат местами зарождения микропор, но сравнительно небольшая объемная доля частиц карбидов титана в структуре сплава не оказывают существенного влияния на характеристики его пластичности.
3. Установлено, что при температуре старения 500 °С увеличение длительности выдержки приводит к росту размера частиц вторичной аВ - фазы сплава. Показано, что упрочнение сплава при увеличении выдержки с 2-х до 32-х часов при старении зависит по крайней мере от двух составляющих - дисперсионного упрочнения за счет выделения вторичной аВ - фазы, уровень которого снижается при росте ее размеров, и твердорастворного упрочнения в - матрицы, за счет ее обогащения ванадием и железом в результате в ^ ав - превращения.
4. Методом полнопрофильного РСФА впервые осуществлен комплексный анализ изменения параметров кристаллической решетки первичной и вторичной а - фазы при старении сплава Ti-10V-2Fe-3Al. Показано, что прогнозируемое перераспределение легирующих элементов между фазами при старении оказывает закономерное влияние на изменение периодов кристаллических решеток фаз. Обнаружено, что после нагрева на температуру старения объём элементарной ячейки вторичной ав - фазы меньше, чем первичной аП - фазы. С увеличением времени старения происходит увеличение объёма ячейки вторичной ав - фазы и уменьшение объёма ячейки первичной аП - фазы. Соотношение параметра с/а первичной аП - фазы при старении сохраняется выше, чем у вторичной аВ - фазы, что связано с более высоким содержанием алюминия в первичной аП - фазе.
5. Обнаружено, что уменьшение скорости нагрева закаленных образцов с 40 до 10 °С/мин до температуры старения 500 °С и увеличение содержания углерода в сплаве с 0,008 до 0,063 масс. % способствует получению более дисперсных выделений вторичных аВ (а”) - фаз с наименьшим размером при 0,034 масс. % углерода, обеспечивая более высокий уровень твердости в сплаве после охлаждения с температуры нагрева. Такое влияние скорости нагрева на структуру и свойства связано с зафиксированным методом ДСК эффектом смещения в область более низких температур интервала 0 ^ ав (а”) - превращения при снижении скорости нагрева, что, как известно, способствует образованию более дисперсных зародышей вторичных выделений. Подтверждено, что при повышении содержания углерода измельчение вторичных ав (а”) - выделений обусловлено образованием в 0 - твердом растворе комплексов углерод - кислород - вакансия, способствующих ускорению образования вторичных фаз.
6. Рекомендовано для промышленного применения контролируемое микролегирование сплава Ti-10V-2Fe-3Al углеродом с целевым уровнем 0,03 ^ 0,04 масс. %, обеспечивающее в термоупрочненном состоянии повышение прочностных характеристик без снижения пластичности, а также снижение скорости роста 0 - зерна при температурах нагрева до (Тпп + 50) °С.
Перспективы дальнейшей разработки темы
Перспективным направлением дальнейших исследований является исследование влияния частиц карбида титана на усталостную прочность сплава Т1-10У-2Ре-3А1. Полученные в настоящей работе результаты позволяют рекомендовать целевое легирование сплава Т1-10У-2Ре-3А1 углеродом в диапазоне 0,03 ^ 0,04 масс. %, что позволяет получить сбалансированный комплекс прочностных и пластических характеристик.

Литература

1 Моисеев, В. Н. Титан в России / В. Н. Моисеев // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2005. - № 8. - С. 23-29.
2 Хорев, А. И. Теория и практика создания современных конструкционных титановых сплавов / А. И. Хорев // Титан. - 2007. - № 2. - С. 26-38.
3 Design and development of the blackbird: Challenges and lessons learned / P. Merlin // 47th AIAA aerospace sciences meeting including the new horizons forum and aerospace exposition. - 2009. - P. 1522.
4 Extending use of titanium alloys on A350XWB / S. Audion, G. Khelifati, J. Delfosse, P. Y. Oillic, R. Peraldi // Proceedings of the 12th World Conference on Titanium. The Minerals, Metals and Materials Society. - Beijing. - 2011. - P. 1935¬1942.
5 Ильин, А. А. Титановые сплавы / А. А. Ильин, Б. А. Колачев, И. С. Полькин. - М.: ВИЛС - МАТИ, 2009. - 520 с.
6 Полькин, И. С. Статистическая оценка свойств титановых сплавов / И.
C. Полькин, Ю. Б. Егорова, Л. В. Давыденко // Технология легких сплавов. - 2015. - № 1. - С. 27-36.
7 Mueller, T. Machine learning in materials science: Recent progress and emerging applications / T. Mueller, A. G. Kusne, R. Ramprasad // Reviews in Computational Chemistry. - 2016. - Vol. 29. - P. 186-273.
8 Zheng, Y. Role of ш phase in the formation of extremely refined intragranular a precipitates in metastable P-titanium alloys / Y. Zheng, R. E. Williams,
D. Wang, R. Shi, S. Nag, P. Kami, J. M. Sosa, R. Banerjee, Y. Wang, H. L. Fraser // Acta Materialia. - 2016. - Vol. 103. - P. 850-858.
9 Miller, M. K. Atom probe tomography: analysis at the atomic level / M. K. Miller. - Springer Science and Business Media, 2012. - 239 p.
10 Kelly, T. F. Atom probe tomography 2012 / T. F. Kelly, D. J. Larson // Annual review of materials research. - 2012. - Vol. 42. - P. 1-31.
11 Mittemeijer, E. J. Diffraction analysis of the microstructure of materials /
E. J. Mittemeijer, P. Scardi. - Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2004. - 553 p.
12 Cam, G. Constitution of Ti-Al-C alloys in temperature range / G. Cam, H. M. Flower, D. R. F. West // Materials Science and Technology. - 1991. - Vol. 7. - № 6.
- P. 505-511.
13 Yan, M. Impacts of trace carbon on the microstructure of as-sintered biomedical Ti-15Mo alloy and reassessment of the maximum carbon limit / M. Yan, M. Qian, C. Kong, M. S. Dargusch // Acta Biomaterialia. - 2014. - Vol. 10. - № 2. - P. 1014-1023.
14 Storms, E. K. Refractory Materials. The Refractory Carbides/ E. K. Storms.
- New York: Academic Press, 1967. - 299 p.
15 Колачев, Б. А. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов: учебник / Б. А. Колачев, Р. М. Габидулин, Ю. В. Пигузов. - М.: Металлургия, 1992. - 272 с.
16 Глазунов, С. Г. Титановые сплавы. Конструкционные титановые сплавы / С. Г. Глазунов, В. Н. Моисеев. - М.: Металлургия, 1974. - 368 с.
17 Bania, P. J. Beta titanium alloys and their role in the titanium industry / P. J. Bania // JOM. - 1994. - Vol. 46. - №. 7. - P. 16-19.
18 Моисеев, В. Н. Бета - титановые сплавы и перспективы и их развития / В. Н. Моисеев // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1998. - № 12. - C. 11-14.
19 Williams, J. C. Opportunities and issues in the application of titanium alloys for aerospace components / J. C. Williams, R. R. Boyer // Metals. - 2020. - Vol. 10. - № 6. - P. 705.
20 https: //www.instagram.com/p/x1 e7DzODu_/
21 Chen, C. C. Practical considerations for manufacturing high-strength Ti- 10V-2Fe-3A1 alloy forgings / C. C. Chen, R. R Boyer. // JOM. - 1979. - Vol. 31. - №
7. - P. 33-39.
22 Duerig, T. W. Phase transformations and tensile properties of Ti-10V-2Fe- 3Al / T. W. Duerig, G. T. Terlinde, J. C. Williams // Metallurgical Transactions A. - 1980. - Vol. 11. - № 12. - P. 1987-1998.
23 Terlinde, G. T. Microstructure, tensile deformation and fracture in aged Ti- 10V-2Fe-3Al / G. T. Terlinde, T. W. Duerig, J. C. Williams // Metallurgical Transactions A. - 1983. - Vol. 14. - № 10. - P. 2101-2115.
24 Wang, X. Y. Effects of primary and secondary a phase on tensile property and fracture toughness of Ti-1023 alloy / X. Y. Wang, J. R. Liu, J. F. Lei, M. Z. Cao, Y. Y. Liu // Acta Metallurgica Sinica. - 2007. - Vol. 43. - P. 1129-1137.
25 Han, Y. F. Prediction of the mechanical properties of forged Ti-10V-2Fe- 3Al titanium alloy using FNN / Y. F. Han, W. D. Zeng, Y. Shu, Y. G. Zhou, H. Q. Yu // Computational Materials Science. - 2011. - Vol. 50. - № 3. - P. 1009-1015.
26 Bein, S. Phase Transformation Kinetics and Mechanisms in Titanium Alloys Ti-6.2.4.6, B-CEZ and Ti-10.2.3 / S. Bein, J. Bechet // Le Journal de Physique IV. - 1996. - Vol. 6. - № 1. - P. 99-108.
27 Ham, F. S. Theory of diffusion-limited precipitation / F. S. Ham // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 1958. - Vol. 6. - №. 4. - P. 335-351.
28 Ohmori, Y. Effects of ш-phase precipitation on p^ a, a” transformations in a metastable p titanium alloy / Y. Ohmori, T. Ogo, K. Nakai, S. Kobayashi // Materials Science and Engineering: A. - 2001. - Vol. 312. - № 1-2. - P. 182-188.
29 Илларионов, А. Г. Изотермический распад P-твердого раствора в титановом сплаве Ti-10V-2Fe-3Al / А. Г. Илларионов, А. В. Трубочкин, А. М. Шалаев, С. М. Илларионова, А. А. Попов // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2016. - №. 11 (737). - С. 36-41.
30 Wang, B. Microstructural evolution during aging of Ti-10V-2Fe-3Al titanium alloy / B. Wang, Z. Liu, Y. Gao, S. Zhang, X. Wang // Journal of University of Science and Technology Beijing, Mineral, Metallurgy, Material. - 2007. - Vol. 14. - № 4. - P. 335-340.
31 Barriobero-Vila, P. Phase transformation kinetics during continuous heating of a P-quenched Ti-10V-2Fe-3Al alloy / P. Barriobero-Vila, G. Requena, F. Warchomicka, A. Stark, N. Schell, T. Buslaps // Journal of Materials Science. - 2015. - Vol. 50. - № 3. - P. 1412-1426.
32 Williams, D. B. Transmission Electron Microscopy / D. B. Williams, C. B. Carter. - Boston: Springer, 2009. - 775 p.
33 Miller, M. K. Atom probe tomography / M. K. Miller, R. G. Forbes // Materials Characterization. - 2009. - Vol. 60. - № 6. - P. 461-469.
34 Element partitioning behavior in commercial ß titanium alloys / T. Maeda, H. M. Flower // Proceedings of the 11th World Conference on Titanium, Kyoto, Japan.
- 2007. - P. 443-446.
35 Neelakantan, S. Plasticity induced transformation in a metastable ß Ti-1023 alloy by controlled heat treatments / S. Neelakantan, D. San Martin, P. E. Rivera-Diaz- del-Castillo, S. van der Zwaag // Materials Science and Technology. - 2009. - Vol. 25.
- № 11. - P. 1351-1358.
36 Li, C. Influence of a morphology and volume fraction on the stress-induced martensitic transformation in Ti-10V-2Fe-3Al / C. Li, X. Wu, S. Van der Zwaag // Materials Science and Engineering: A. - 2011. - Vol. 528. - № 18. - P. 5854-5860.
37 Li, P. Secondary hardening behavior in Ti alloy / P. Li, T. Zhang, X. Sun, H. Zhang, D. Wang, Q. Sun, L. Xiao, J. Sun // Materials Science and Engineering: A. - 2019. - Vol. 759. - P. 640-647.
38 Цвиккер, У. Титан и его сплавы / У. Цвиккер. - М.: Металлургия, 1979. - 512 р.
39 Ahmed, T. Partial isothermal sections of Ti-Al-V ternary diagram / T. Ahmed, H. M. Flower // Materials science and technology. - 1994. - Vol. 10. - № 4. - P. 272-288.
40 Miodownik, A. P. ш-phase formation in V-Al and Ti-Al-V alloys / A. P. Miodownik, P. Tsakiropoulos // Philosophical Magazine A. - 1995. - Vol. 71. - №. 6. - P. 1389-1408.
41 Samiee, A. The effect of continuous heating on microstructure development in thermo-mechanically processed Ti-10V-3Fe-3Al alloy produced by powder metallurgy / A. Samiee, M. Ahmed, L. Yang, E. Pereloma // Materials Characterization. - 2020. - Vol. 161. - P. 110172.
42 Ahmed, M. The evolution of microstructure and mechanical properties of Ti-5Al-5Mo-5V-2Cr-1Fe during ageing / M. Ahmed, T. Li, G. Casillas, J. M. Cairney, D. Wexler, E. V. Pereloma // Journal of Alloys and Compounds. - 2015. - Vol. 629. - P. 260-273.
43 Nag, S. ©-Assisted nucleation and growth of a precipitates in the Ti-5Al- 5Mo-5V-3Cr-0.5Fe 0 titanium alloy / S. Nag, R. Banerjee, R. Srinivasan, J. Y. Hwang, M. Harper, H. L. Fraser // Acta Materialia. - 2009. - Vol. 57. - № 7. - P. 2136-2147.
44 Collings, E. W. The physical metallurgy of titanium alloys / E. W. Collings. - American Society for Metals, 1984. - 261 p.
45 Ivasishin, O. M. Aging response of coarse-and fine-grained 0 titanium alloys / O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, S. L. Semiatin, C. H. Ward // Materials Science and Engineering: A. - 2005. - Vol. 405. - №. 1-2. - P. 296-305.
46 Li, T. The influence of partitioning on the growth of intragranular a in near-0 Ti alloys / T. Li, M. Ahmed, G. Sha, R. Shi, G. Casillas, H. W. Yen, Y. Wang, E. V. Pereloma, J. M. Cairney // Journal of Alloys and Compounds. - 2015. - Vol. 643. - P. 212-222.
47 Li, P. Secondary hardening behavior in Ti alloy / P. Li, T. Zhang, X. Sun, H. Zhang, D. Wang, Q. Sun, L. Xiao, J. Sun // Material Science and Engineering. A. - 2019. - V. 759. - P. 640-647.
48 Wang, C. Y. High throughput analysis of solute effects on the mechanical behavior and slip activity of beta titanium alloys / C. Y. Wang, L. W. Yang, Y. W. Cui, M. T. Perez-Prado // Materials and desing. - 2018. - Vol. 137. - P. 371-383.
49 Flewitt, P. E. J. Physical methods for materials characterization / P. E. J. Flewitt, R. K. Wild. - CRC Press, 2017. - 749 p.
50 Zou, C. Revealing the local lattice strains and strengthening mechanisms of Ti alloys / C. Zou, J. Li, W. Y. Wang, Y. Zhang, B. Tang, H. Wang, D. Lin, J. Wang, H. Kou, D. Xu // Computational Materials Science. - 2018. - Vol. 152. - P. 169-177.
51 Zaefferer, S. A study of active deformation systems in titanium alloys: dependence on alloy composition and correlation with deformation texture / S. Zaefferer // Material Science and Engineering. A. - 2003. - Vol. 344. - P. 20-30.
52 Kwasniak, P. Solid solution strengthening of hexagonal titanium alloys: restoring forces and stacking faults calculated from first principles / P. Kwasniak, H. Garbacz, K. J. Kurzydlowski // Acta Materialia. - 2016. - Vol. 102. - P. 304-314.
53 Zeng, L. R. Influence of alloy element partitioning on strength of primary a phase in Ti-6Al-4V alloy / L. R. Zeng, H. L. Chen, X. Li, L. M. Lei, G. P. Zhang // Journal of Materials Science and Technology. - 2018. - Vol. 34. - P. 782-787.
54 Chen, Z. Q. Effect of carbon additions on microstructure and mechanical properties of Ti-15-3 / Z. Q. Chen, M. H. Loretto // Journal of Materials Science and Technology. - 2004. - Vol. 20. - № 3. - P. 343-349.
55 Chen, Z. Q. Influence of 0.2 wt. % C on the aging response of Ti-15-3 / Z. Q. Chen, D. Hu, M. H. Loretto, X. Wu // Journal of Materials Science and Technology. - 2004. - Vol. 20. - № 6. - P. 756-764.
56 Wu, X. Analytical electron microscopy of C-free and C-containing Ti-15- 3 / X. Wu, J. Del Prado, Q. Li, A. Huang, D. Hu, M. H. Loretto // Acta Materialia. - 2006. - Vol. 54. - № 20. - P. 5433-5448.
57 Zhang, S. Z. Effect of carbon and aging treatment on precipitation of ordered a2 in Ti-5.6Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-0.7Nd alloy / S. Z. Zhang, H. Z. Xu, G. P. Li, Y. Y. Liu, R. Yang // Materials Science and Engineering: A. - 2005. - Vol. 408. - № 1-2. - P. 290-296.
58 Chu, M. Effect of carbon on microstructure and mechanical properties of a eutectoid p titanium alloy / M. Chu, I. P. Jones, X. Wu // Journal of Materials Engineering and Performance. - 2005. - Vol. 14. - № 6. - P. 735-740.
59 Wain, N. The influence of carbon on precipitation of a in Ti-5Al-5Mo- 5V-3Cr / N. Wain, X. J. Hao, G. A. Ravi, X. Wu // Materials Science and Engineering:
A. - 2010. - Vol. 527. - № 29-30. - P. 7673-7683.
60 Precipitation sequences in beta metastable phase of Ti-5553 alloy during ageing / A. Settefrati, M. Dehmas, G. Geandier, B. Danand, E. Aeby-Gautier, B. Appolaire, G. Khelifati, J. Delfosse // Proceedings of the 12th World Conference on Titanium. - 2011. - P. 468-472.
61 Banoth, R. Effect of boron and carbon addition on microstructure and mechanical properties of metastable beta titanium alloys / R. Banoth, R. Sarkar, A. Bhattacharjee, T.N. Nandy, G. N. Rao // Materials and Design. - 2015. - Vol. 67. - P. 50-63.
62 Alam, T. On the role of C addition on alpha precipitation in a beta titanium alloy / T. Alam, P. Kami, L. Cao, S. Nag, C. J. Bettles, X. Wu, R. Banerjee // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2014. - Vol. 45. - № 3. - P. 1089-1095.
63 Cao, S. A strong and ductile Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr (Beta-C) alloy achieved by introducing trace carbon addition and cold work / S. Cao, X. Zhou, C. V. S. Lim, R. R. Boyer, J. C. Williams, J. C. Williams, X/ Wu // Scripta Materialia. - 2020. - Vol. 178. - P. 124-128.
64 Chen, Z. Q. Role of alloying elements in microstructures of beta titanium alloys with carbon additions / Z. Q. Chen, Y. G. Li, M. H. Loretto // Journal of Materials Science and Technology. - 2003. - Vol. 19. - №. 10. - P. 1391-1398.
65 Uvarov, V. Metrological characterization of X-ray diffraction methods at different acquisition geometries for determination of crystallite size in nano-scale materials / V. Uvarov, I. Popov // Materials Characterization. - 2013. - Vol. 85. - P. 111-123.
66 Методическая инструкция. Определение температуры полиморфного превращения в титановых сплавах методом пробных закалок. ВИЛС.
67 ПИ 1.2.785-2009 Производственная инструкция. Металлографический анализ титановых сплавов.
68 ASTM E 112 Стандартная методика определения средней величины зерна.
69 ASTM E8/8M-16a. Standard test methods for tension testing of metallic materials. American Society for Testing and Materials, Annual book of ASTM Standards, 2016.
70 TOPAS. v3, General Profile and Structure Analysis Software for Powder Diffraction Data. User's manual. Karlsruhe, Germany: Bruker AXS, 2005.
71 Scherrer, P. Bestimmung der inneren Struktur und der große von kolloidteilchen mittels röntgenstrahlen / P. Scherrer // Kolloidchemie Ein Lehrbuch. - Springer, Berlin, Heidelberg. - 1912. - С. 387-409.
72 Гинье, А. Рентгенография кристаллов / А. Гинье. - М.: Физматлит, 1961. -604 с.
73 Mittemeijer, E. J. Diffraction analysis of the microstructure of materials / E. J. Mittemeijer, P. Scardi. - Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag, 2004. - 553 р.
74 Ivasishin, O.M. A comparative study of the mechanical properties of high- strength ß-titanium alloys / O.M. Ivasishin, P. E. Markovsky, Y. V. Matviychuk, S. L. Semiatin, C. H. Ward, S/ Fox // Journal of Alloys and Compounds. - 2008. - Vol. 457. - P. 296-309.
75 Kar, S. K. Quantitative microstructural characterization of a near beta Ti alloy, Ti-5553 under different processing conditions / S. K. Kar, A. Ghosh, N. Fulzele,
A. Bhattacharjee // Materials characterization. - 2013. - Vol. 81. - P. 37-48.
76 Du, Z. Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of a new ß high strength titanium alloy / Z. Du, S. Xiao, L. Xu, J. Tian, F. Kong, Y. Chen // Materials and Design. - 2014. - Vol. 55. - P. 183-190.
77 Uvarov, V. An estimation of the correctness of XRD results obtained from the analysis of materials with bimodal crystallite size distribution / V. Uvarov, I. Popov // CrystEngComm. - 2015. - Vol. 17. - P. 8300-8306.
78 Saunders, N. Using JMatPro to model materials properties and behavior / N. Saunders, U. K. Z. Guo, X. Li, A. P Miodownik, J. P. Schille // JOM. - 2003. - Vol. 55. - № 12. - P. 60-65.
79 Гадеев, Д. В. Использование метода термического анализа для определения температуры полного полиморфного превращения двухфазного титанового сплава / Д. В. Гадеев, А. Г. Илларионов, А. А. Попов, М. А. Рыжков, Е.
B. Колосова, М. А. Попова, П. С. Альтман, Н. Н. Бондарюк // Титан. - 2010. - № 1.
C. 24-30.
80 Гадеев, Д. В. Исследования фазовых превращений методами структурного и термического анализа в двухфазных сплавах на основе титана: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.01 / Гадеев Дмитрий Вадимович. - Екатеринбург, 2012. - 158 с.
81 Barriobero-Vila, P. Influence of phase transformation kinetics on the formation of a in a 0-quenched Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr alloy / P. Barriobero-Vila, G. Requena, S. Schwarz, F. Warchomicka, T. Buslaps // Acta Materialia. - 2015. - Vol. 95. - P. 90-101.
82 Hamajima, T. Importance of slip mode for dispersion-hardened P-titanium alloys / T. Hamajima, G. Lutjering, S. Weissmann // Metallurgical Transaction. - 1973. - Vol. 4. - №. 3. - P. 847-856.
83 Primary a-phase VST5553 alloy with lamellar structure properties effect / M. S. Kalienko, A.V. Volkov, V. A. Kropotov, M. A. Konovalov, V. A. Dukhtanov // Proceedings of the 12-th World Conference on Titanium. - 2012. - P. 1303-1311.
84 Raghunathan, S. L. Micromechanics of Ti-10V-2Fe-3Al: In situ synchrotron characterisation and modelling / S. L. Raghunathan, A. M. Stapleton, R. J. Dashwood, M. Jackson, D. Dye // Acta Materialia. - 2007. - Vol. 55. - №. 20. - P. 6861-6872.
85 Conrad, H. Effect of interstitial solutes on the strength and ductility of titanium / H. Conrad // Progress in Materials. Science. - 1981. - Vol. 26. - P. 123-403.
86 Finlay, W. L. Effects of three interstitial solutes (nitrogen, oxygen, and carbon) on the mechanical properties of high-purity, alpha titanium / W. L. Finlay, J. A. Snyder // JOM. - 1950. - Vol. 2. - №. 2. - P. 277-286.
87 Wang, J. In-situ investigation on tensile deformation and fracture behaviors of a new metastable P titanium alloy / J. Wang, Y. Zhao, W. Zhou, Q. Zhao, S. Huang, W. Zeng // Materials Science and Engineering: A. - 2021. - Vol. 799. - P. 140187.
88 Softening due to void nucleation in metals / J. W. Hutchinson, V. Tvergaard // Fracture Mechanics: Perspectives and Directions (Twentieth Symposium). ASTM International. - 1989. - P. 61-83.
89 Moody, N. R. The role of defect size on the fracture toughness of powder processed Ti-10V-2Fe-3Al / N. R. Moody, W. M. Garrison, J. E. Costa, J. E. Smugeresky // Scripta Metallurgica. - 1989. - Vol. 23. - P. 1147-1150.
90 Cullity, B. D. Elements of X-ray Diffraction / B. D. Cullity. - Addison- Wesley Publishing, 1956. - 514 p.
91 Kalienko, M. S. Use of full-profile X-ray analysis for estimation of the dispersity of the secondary alpha phase in high-strength titanium alloys / M. S. Kalienko, A. V. Zhelnina, A. V. Volkov // Crystallography Reports. - 2020. - Vol. 65. - P. 412-416.
92 Azimzadeh, S. Phase transformations in Ti-6.8 Mo-4.5 Fe-1.5 Al / S. Azimzadeh, H. J. Rack // Metallurgical and Materials Transactions A. - 1998. - Vol. 29. - № 10. - P. 2455-2467.
93 Prima, F. Evidence of a-nanophase heterogeneous nucleation from ®- particles in a 0-metastable Ti-based alloy by high-resolution electron microscopy / F. Prima, P. Vermaut, G. Texier, D. Ansel, T. Gloriant // Scripta Materialia. - 2006. - Vol. 54. - № 4. - P. 645-648.
94 Murzinova, M. A. The Effect of p stabilizers on the structure and energy of a/p interfaces in titanium alloys / M. A. Murzinova, S. V. Zherebtsov, D. N. Klimenko, S. L. Semiatin // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2021. - Vol. 52. - № 5. - P. 1689-1698.
95 Nakajima, H. Diffusion of iron in a diluted a-Ti-Fe alloy / H. Nakajima, K. Yusa, Y. Kondo // Scripta Materialia. - 1996. -Vol. 34. - P. 249-253.
96 Xu, W. W. A first-principles study of the diffusion coefficients of alloying elements in dilute a-Ti alloys / W. W. Xu, S. L. Shang, B. C. Zhou, Y. Wang, L. J. Chen, C. P. Wang, X. J. Liu, Z. K. Liu // Journal of Physical Chemistry. - 2016. - Vol. 18. - P. 16870-16881.
97 Lee, S. Y. Diffusion of aluminum in 0-titanium / S. Y. Lee, O. Taguchi, Y. lijima // Materials Transactions. - 2010. - Vol. 51. - №. 10. - P. 1809-1813.
98 Mengucci, P. Effects of build orientation and element partitioning on microstructure and mechanical properties of biomedical Ti-6Al-4V alloy produced by laser sintering / P. Mengucci, A. Gatto, E. Bassoli, L. Denti, F. Fiori, E. Girardin, P. Bastianoni, B. Rutkowski, A. Cryrska-Filemonowicz, G. Barucca // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. - 2017. - Vol. 71. - P. 1-9.
99 Aurelio, G. Metastable phases in the Ti-V System: Part I. Neutron diffraction study and assessment of structural properties / G. Aurelio, A. Fernandez Guillermet, G. J. Cuello, J. Campo // Metallurgical and Materials Transaction A. - 2002. - Vol. 33. - P. 1307-1317.
100 Bignon, M. Martensite formation in titanium alloys: Crystallographic and compositional effects / M. Bignon, E. Bertrand, P. E. Rivera-Diaz-del-Castillo, F. Tancret // Journal of Alloys and Compounds. - 2021. -V. 872. - P. 159636.
101 Tretyachenko, L. Aluminium-titanium-vanadium / L. Tretyachenko // MSI Eureka in Springer Materials. - 2004. - V. 11. - P. 26-53.
102 Fitzner, A. The effect of aluminium on twinning in binary alpha-titanium / A. Fitzner, D. L. Prakash, J. Q. Da Fonseca, M. Thomas, S. Y. Zhang, J. Kelleher, M. Preuss // Acta Materialia. - 2016. - V. 103. - P. 341-351.
103 Готтштайн, Г. Физико-химические основы материаловедения / Г. Готтштайн. - М.: Бином, 2014. - 402 c.
104 Shao, G. ш-phase formation in V-Al and Ti-Al-V alloys / G. Shao, A. P. Miodownik, P. Tsakiropoulos // Philosophical Magazine A. - 1995. - Vol. 71. - P. 1389-1408.
105 Илларионов, А. Г. Влияние старения на структуру и свойства холоднодеформированных сплавов ВТ22И, Ti-10V-2Fe-3Al, легированных водородом / А. Г. Илларионов, А. А. Попов, М. Ю. Коллеров, А. В. Корелин // Физика металлов и металловедение. - 2000. - Т. 89. - № 6. - С. 37-42.
106 Pilyugin, V. P. Structural transformations in single-crystalline titanium under high-pressure cold and cryogenic deformation / V. P. Pilyugin, Yu. V. Khlebnikova, L. Yu. Egorova, T. R. Suaridze, N. N. Resnina, A. M. Patselov // Physics of Metals and Metallography. - 2015. - Vol. 116. - № 12. - P. 1263-1272.
107 Dobromyslov, A. V. The orthorhombic a”-phase in binary titanium-base alloys with d-metals of V-VIII groups / A. V. Dobromyslov, V. A. Elkin // Materials Science and Engineering A. - 2006. - Vol. 438. P. 324-326.
108 Nie, J. F. Effects of precipitate shape and orientation on dispersion strengthening in magnesium alloys / J. F. Nie // Scripta Materialia. - 2003. - V. 48. - №. 8. - P. 1009-1015.