Вплив радіально-сдвигової прокатки на мікроструктуру і механічні властивості технічного титану
Анотація
Найзабеков А. Б., Лежньов С. Н., Панін Е. А., Арбуз А. С. Вплив радіально-сдвигової прокатки на мікроструктуру і механічні властивості технічного титану // Обробка матеріалів тиском. – 2019. – № 1 (48). – С. 163–169.
Поліпшення якості металовиробів через поліпшення мікроструктури є одним з найголовніших трендів сучасної металургії. Такий підхід дозволяє домагатися особливих властивостей без витрати дорогих легуючих добавок. Основна ідея полягає в подрібненні зеренної структури матеріалу до розмірів менш мікрона. При ука-занних розмірах зерна починають проявлятися властивості зміцнення при відносно невеликій втраті пластичності. В цьому випадку можна говорити про ультрадрібнозернисті (УМЗ) матеріали. Даний напрямок особливо актуальнен для областей науки і техніки, де дуже жорсткі вимоги до розміру і ваги деталей при високій їх міцності. Це аерокосмічна техніка і медицина (імплантологія і ортопедія). Тому має сенс проводити дослідження насамперед на актуальних матеріалах. Титан відомий своєю біологічною інертністю, тому є основою для протезування. У даній роботі були проведені експерименти на технічно чистому титані за технологією, близькою до промислової реалізації. Був проведений експеримент, в ході якого довгомірн заготовка при температурі 500 °C прокочувалася з діаметра 30 мм до діаметра 13 мм на стані СВП-08. Після чого заготовка охолоджувалася водою і з неї виготовлювалися зразки для дослідження мікроструктури і зразки для дослідження механічних властивостей. Аналіз мікроструктури показав наявність рівноосної ультрадрібнозернистої структури в периферійних областях заготовки і наявність витягнутої волокнистої текстури в осьовій зоні. Міцність заготовки зросла більш ніж в 2 рази, при цьому пластичність зменшилася не настільки значно
Посилання
Navarro M., Michiardi A., Castaño O. Planell J.A. Biomaterials in orthopedics. J. R. Soc. Interface. 2008, 5, pр. 1137–1158.
Olmedo D., Guglielmotti M.B., Carbini R.L. An experimental study of the dissemination of Titanium and Zirconium in body. Journal of materials science. Materials in medicine. 2002, 13, pр. 793–796.
Matsuno H., Yokoyama A., Watari F., Uo M., Kawasaki T. Biocompatibility and osteogenesis of refractory metal implants, titanium, hafnium, niobium, tantalum and rhenium. Biomaterials. 2001, 22, pр. 1253–1262.
Correlation Y.H. Between microstructure and corrosion behavior of Zr–Nb binary alloy. Journal of Nuclear Materials. 2002, 302, pp. 9–19.
Clarke I.C., Manaka M., Green D.D., William M.P. et al. Current status of zirconia used in total hip implants. The Journal OF Bone and Joint Surgery, Incorporated. 2003, vol. 85, 4, pp. 73-84. DOI: https://doi.org/10.2106/00004623-200300004-00009
Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Alexandrov I.V. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation. Progress in Materials Science. 2000, 45, 2, pp. 103–189.
Langdon T.G. The characteristics of grain refinement in materials processed by severe plastic deformation. Rev. Adv. Mater. Sci. 2006, 13, pp. 6–14.
Xu C., Horita Z., Langdon T.G. The evolution of homogeneity in processing by high-pressure torsion. Acta Materialia. 2007, 55, 1, pp. 203–212.
Naizabekov A., Lezhnev S., Tsay K., Arbuz A. Effect of cross rolling on the microstructure of steel. Nanocon 2015. Proceedings of 7th International Conference on Nanomaterials – Research & Application. Oct. 14–16. 2015, Brno, Czech Republic, EU.
Balyanov A., Kutnyakova J., Amirkhanova N.A., Stolyarov V.V. et al. Corrosion resistance of ultra fine-grained Ti. Scripta Materialia. 2004, 51, pp. 225–229.
Meredith C.S., Khan A.S. Texture evolution and anisotropy in the thermo-mechanical response of UFG Ti processed via equal channel angular pressing. International Journal of Plasticity. 2012, 30–31, pр. 202–217.
Raab G.I., Valiev R.Z., Gunderov D.V., Lowe T.C., Misra A., Zhu Y.T. Long-length ultrafine-grained titanium rods produced by ecap-conform. Materials Science Forum Vols. 2008, 584-586, pp. 80-85.
Valiev Z.R., Langdon T.G. Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement. Progress in Materials Science. 2006, 51, pp. 881–981.
Lopatin N.V., Salishchev G.A., Galkin S.P. Mathematical modeling of radial-shear rolling of the VT6 titanium alloy under conditions of formation of a globular structure. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2011, 52 (5), pp. 442–447.
Galkin S.P. Radial shear rolling as an optimal technology for lean production. Steel in Translation. 2014, 44 (1), pp. 61–64.
Galkin S.P. Screw rolling method. Patent 2293619 Russian Federation. February 20, 2007.
Dobatkin S., Galkin S., Estrin Y., Serebryany V. et al. Grain refinement, texture, and mechanical properties of a magnesium alloy after radial-shear rolling. Journal of Alloys and Compounds. Feb. 2019. 774, 5, pp. 969–979.
