Структура и свойства высокопрочного титанового сплава Ti-10-2-3 электрошлаковой выплавки

Abstract

Приведены результаты исследований химического состава, структуры и механических свойств высокопрочного титанового сплава Ti-10-2-3 в литом состоянии и после термомеханической обработки. Слитки получены путем переплава расходуемых электродов в электрошлаковой печи камерного типа с применением электромагнитного воздействия на металлургическую ванну. Литой металл подвергали термодеформационной обработке с последующей закалкой и старением. Анализ структуры металла не выявил внутренних макро- и микродефектов. Размер зерен литого металла в среднем составлял 1...6, а деформированного и термообработанного — 0,2...0,6 мм. В литом состоянии прочность сплава составляла 936...1012 МПа при пластичности 1,7...12,5 %, а в термообработанном 1190...1210 МПа и 11,7...14,0 % соответственно. Исследования поверхности разрушения образцов после испытаний на растяжение выявили преобладающий характер вязкого разрушения. Показано, что по структуре, химическому составу и механическим свойствам титановый сплав Ti-10-2-3 электрошлакового переплава соответствует техническим условиям на данный материал.

Наведені результати досліджень хімічного складу, структури і механічних властивостей високоміцного титанового сплаву Ti-10-2-3 в литому стані та після термомеханічної обробки. Зливки отримані шляхом переплаву витратних електродів в електрошлаковій печі камерного типу із застосуванням електромагнітного впливу на металургійну ванну. Литий метал піддавали термодеформаційній обробці з подальшим гартуванням і старінням. Аналіз структури металу не виявив внутрішніх макро- і мікродефектів. Розмір зерен литого металу в середньому становив 1...6, а деформованого і термообробленого — 0,2...0,6 мм. В литому стані міцність сплаву становила 936...1012 МПа при пластичності 1,7...12,5 %, а в термообробленому — 1190...1210 МПа та 11,7...14,0 % відповідно. Дослідження поверхні руйнування зразків після випробувань на розтягування виявили переважаючий характер в’язкого руйнування. Показано, що за структурою, хімічним складом та механічними властивостями титановий сплав Ti-10-2-3 електрошлакового переплаву відповідає технічним умовам на даний матеріал.

Results of investigations of chemical composition, structure and mechanical properties of high-strength titanium alloy Ti-10-2-3 in as-cast state and after thermomechanical treatment are given. Ingots were produced by remelting of consumable electrodes in a chamber-type electroslag furnace using the electromagnetic effect on the metallurgical pool. The cast metal was subjected to the thermal deformational treatment with a subsequent hardening and ageing. Analysis of metal structure did not reveal internal macro-and microdefects. Grain size of cast metal was on average 1…6, while that of deformed and heat-treated ones was 0.2…0.5 mm. In cast state the alloy strength was 936…1012 MPa at ductility of 1.7…12.5 %, while in heat-treated state it was 1190…1210 MPA and 11.7…14.9 %, respectively. The investigations of fracture surface of specimens after tensile tests revealed the dominating nature of a tough fracture. It is shown that as to the structure, chemical composition and mechanical properties the titanium alloy Ti-10-2-3 of the electroslag remelting meets the technical specifications for the given material.