Грабовецкая Г. П.,2Степанова Е. Н., 1Мишин И.П., 1Забудченко О.В

1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, Томск, Россия,

2Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия, [email protected]

Изучено развитие деформационных процессов в субмикрокристаллическом (d ср ~0,3 мкм) легированном водородом (0,002 0,24 мас.%) сплаве Ti–6Al–4V в ус- ловиях растяжения и ползучести в интервале температур 293–973 К.

Установлено, что механические свойства исследуемого сплава зависят от концентрации и состояния водорода в сплаве. При комнатной температуре сплав, содержащий водород в основном в твердом растворе, имеет предел текучести ни- же, а предел прочности и величину деформации до разрушения выше, чем сплав, содержащий выделения гидридов. При повышенных температурах, где водород в сплаве присутствует только в твердом растворе, пределы прочности и текучести увеличиваются, а величина деформации до разрушения уменьшается с ростом кон- центрации водорода в сплаве.

При всех исследованных концентрациях водорода субмикрокристаллический сплав Ti–6Al–4V в той или иной степени проявляет склонность к локализации пла- стической деформации на различных структурных уровнях. На макроуровне лока- лизация пластической деформации реализуется либо в виде шейки, либо в виде двух макрополос локализованной деформации шириной до 500 мкм. На мезоуров- не характер проявления локализации деформации определяется состоянием водо- рода в сплаве. При комнатной температуре на поверхности рабочей части образцов субмикрокристаллического сплава Ti–6Al–4V, содержащего 0,002 % водорода, об- разуются отдельные мезополосы локализованной деформации шириной 10–20 мкм. Характерной особенностью деформации образцов, содержащих выделения гидри- дова, является развитие трещин, периодически расположенных на поверхности ра- бочей части образца, что является одной из форм проявления локализации пласти- ческой деформации. В то же время на поверхности образцов, содержащих водород в основном в твердом растворе, полосы локализованной деформации и трещины отсутствуют. На поверхности наблюдаются лишь цепочки пор вдоль направлений касательных напряжений. С повышением температуры испытания склонность сплава к трещинообразованию и рельефность мезополос на его поверхности сни- жаются.

Показано, что на развитие локализации пластической деформации в легиро- ванном водородом субмикрокристаллическом сплаве Ti–6Al–4V оказывают влия- ние два фактора: активация водородом дислокационного механизма деформации и способность водорода концентрироваться в наиболее напряженных участках об- разца. Первый фактор, приводящий к повышению устойчивости сплава к локали- зации пластической деформации, оказывает наибольшее влияние на развитие де- формации в сплаве при комнатной температуре, второй, способствующий локали- зации деформации, – при повышенных температурах, когда диффузионная под- вижность водорода существенно возрастает.

Дата добавления: 2017-01-14