Выявлен механизм восстановления царапин в титановом сплаве ВТ-6 за счет развития обратимых фазовых превращений

Сотрудниками двух лабораторий ИФПМ СО РАН (ЛККМ и ЛФПЯ) проанализировано влияние микроструктуры образцов из титанового сплава ВТ6 на упругое восстановление царапин, формирующихся в них в процессе царапания индентором. Показано, что остаточная глубина царапин в образцах с бимодальной микроструктурой, состоящей из равноосных зерен α-Ti и мелкодисперсных частиц α-Ti и β-Ti, оказывается вдвое меньше, чем в образцах с ламельной микроструктурой.

Данный эффект обусловлен тем, что образцы с бимодальной микроструктурой обладают более высокой твердостью в сочетании с сильным восстановлением материала в области царапин. На основе результатов компьютерного моделирования, проведенного методом молекулярной динамики, предложен новый механизм, который объясняет значительное восстановление царапин в образцах ВТ6 с бимодальной микроструктурой развитием в них в процессе царапания обратимых фазовых превращений α-Ti→β-Ti→α-Ti.

Важным условием развития данных фазовых превращений является наличие в кристаллической решетке титана атомов ванадия, который является стабилизатором фазы β-Ti. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости учитывать влияние микроструктуры α+β титановых сплавов на механизмы пластического оттеснения материала при абразивном изнашивании и могут быть полезны при разработке методов повышения их износостойкости.

Работа выполнена, в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проекты III.23.2.4 и III.23.1.1, а также при поддержке гранта РФФИ (18-48-700009).
Исследования опубликованы в журнале Metals (Q1 в категории METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING, Импакт-фактор журнала 2.117 за 2019 год).
A.R. Shugurov, A.V. Panin, A.I.Dmitriev, A.Yu. Nikonov. Recovery of Scratch Grooves in Ti-6Al-4V Alloy Caused by Reversible Phase Transformations. Metals 2020 10(10) 1332.

https://doi.org/10.3390/met10101332

Источник: Новости ИФПМ СО РАН