Page 17 - Zmist-n2-2015

Матеріал та методики досліджень. Як об’єкт дослідження обрали сплав
ВТ22 у вигляді прутка Ø 20 mm хімічного складу Ті–5,0 (wt.)% Al–4,79% Mo–
4,7% V–0,97% Fe–0,71% Cr, виготовленого на ВСМПО-Авісма (Росія). З прутка
вирізали зразки довжиною 10 mm для вивчення мікроструктури та фазового скла-
ду (методом рентгенівського фазового аналізу – XRD) у вихідному стані та дов-
жиною 200 mm для безпосередньої ШТО за режимом: нагрівання зі швидкістю
5°С/s до 900°С з подальшим охолодженням на повітрі або гартуванням у воді.
ШТО виконували електроконтактним способом, пропускаючи електричний
струм промислової частоти (50 Hz) на розробленій в Інституті металофізики ім.
Г. В. Курдюмова НАН України установці. Також з прутка вирізали зразки для
додаткової термомеханічної обробки (ТМО) [8], яку застосували для оптимізації
вихідної мікроструктури. Після ТМО пруток мав кінцевий Æ 10 mm; з нього та-
кож вирізали зразки довжиною 10 mm для вивчення мікроструктури та фазового
складу, а решту матеріалу піддали аналогічній ШТО тільки виключно з подаль-
шим гартуванням у воді. Після ШТО зразки зістарили в атмосферній печі за тем-
ператури 630°С з витримкою 8 h. Вивчили мікроструктуру та фазовий склад зі-
стареного сплаву, а також виточили з нього зразки для механічних випробувань
на розтяг. Мікроструктуру досліджували методами світлової (LM) та просвічу-
вальної електронної (TEM) мікроскопії. Механічні випробування на розтяг здій-
снювали за стандартом ASTM E8-7 на циліндричних зразках Ø 4 mm та довжи-
ною робочої частини 25 mm. Після механічних випробувань поверхню зламів
досліджували за допомогою сканувальної електронної мікроскопії (SEM).
Результати та їх обговорення. У вихідному стані мікроструктура сплаву
ВТ22 характеризувалася відносно дрібним (до 30 mm) b-зерном, оконтурованим
прошарком a-фази та дрібними частинками внутрішньозеренної a-фази (рис. 1а),
та добре проробленою дисперсною (a+b)-мікроструктурою внаслідок додаткової
ТМО (рис. 1b). Обидва прутки у вихідному стані за результатами XRD характе-
ризувалися стабільним двофазним (a+b)-станом.

Рис. 1. Мікроструктура сплаву ВТ22 у вихідному стані: промисловий пруток Æ 20 mm (a);
пруток Æ 10 mm (b), оптимізований ТМО.
Fig. 1. Microstructure of BT22 alloy in as-received state: industrial-made Æ 20 mm rod (a);
Æ 10 mm rod (b) produced by optimized thermomechanical processing (TMP).
Застосування ШТО, перш за все, призвело до деякого збільшення розмірів
b-зерен (рис. 1а і 2a, b), що свідчить про досягнення за швидкого нагрівання тем-
ператури однофазної b-області; при цьому для матеріалу, який пройшов поперед-
ню ТМО за оптимізованим режимом, ріст b-зерна був мінімальний (рис. 2с). Піс-
ля ШТО з подальшим охолодженням на повітрі сплав характеризувався майже
однофазним b-станом із незначною кількістю a-фази (рис. 3, штрихова лінія).
Згідно з даними металографії, ця a-фаза спостерігається головно на межах b-зе-
рен (рис. 2а) і, вочевидь, виділяється безпосередньо під час відносно повільного
охолодження. На відміну від охолодження на повітрі гартування у воді призво-
16