Effect of Heat Treatment on the Mechanical Properties of Two-Phase Titanium Alloy Ti6Al7Nb

• Autorzy: Dąbrowski R.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0289

Warianty tytułu

PL

Wpływ obróbki cieplnej na własności mechaniczne dwufazowego stopu tytanu Ti6Al7Nb

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Mechanical properties of the two-phase titanium alloy Ti6Al7Nb, after the heat treatment based on soaking this alloy in the α + β range, cooling in water or oil and ageing at two selected temperatures, were determined in the hereby paper. The alloy mechanical properties were determined in tensile and impact tests, supported by the fractographic analysis of fractures. In addition, its hardness was measured and the analysis of changes occurring in the microstructure was performed for all variants of the alloy heat treatment. Regardless of the applied cooling rate of the alloy, from a temperature of 970°C followed by ageing at 450 and 650°C, none essential changes were noticed in its microstructure. It was shown that applying less intensive cooling medium (oil) instead of water (before tempering) decreases strength properties indicators, i.e. tensile strength and yield strength as well as hardness (only slightly). The decrease of the above mentioned indicators is accompanied by an increase of an elongation and impacts strength. Fractures of tensile and impact tests are of a ductile character regardless of the applied heat treatment.

PL

Wartykule określono własności mechaniczne dwufazowego stopu tytanu Ti6Al7Nb po obróbce cieplnej polegającej na wygrzewaniu stopu w zakresie dwufazowym, oziębianiu w wodzie lub oleju oraz starzeniu przy wybranych dwóch temperaturach. Własności mechaniczne stopu wyznaczono w próbie rozciągania i w próbie udarności, które poparto analizą fraktograficzną przełomów. Dodatkowo, dla wszystkich wariantów obróbki cieplnej stopu zmierzono twardość i dokonano analizy zmian zachodzących w mikrostrukturze. Niezależnie od zastosowanej szybkości oziębiania badanego stopu od temperatury 970°C i następnego starzenia przy 450 i 650°C, nie odnotowano istotnych zmian zachodzących w jego mikrostrukturze. Wykazano, że zastosowanie mniej intensywnego ośrodka chłodzącego (oleju) zamiast wody (przed zabiegiem odpuszczania), obniza wskaźniki własności wytrzymałościowych, tj. wytrzymałość na rozciąganie i umowną granice plastyczności, a także nieznacznie twardość. Obniżeniu ww. wskaźników towarzyszy wzrost wydłużenia oraz udarności. Przełomy próbek rozciąganych i udarnościowych niezależnie od zastosowanej obróbki cieplnej mają charakter ciągliwy.

Słowa kluczowe

EN

heat treatment; microstructure; mechanical properties; two-phase titanium alloy

PL

obróbka cieplna; mikrostruktura; właściwości mechaniczne; stop tytanu dwufazowy

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 4
• Strony: 1713--1716
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dąbrowski R.

• AGH-University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] C. Layens, M. Peters (red.), Titanium and titanium alloys: Fundamentals and applications, Wiley-VCH, 2003.
• [2] G. Lutjering, J. C. Williams, Titanium, Berlin Heidelberg, Spinger Verlag, 2003.
• [3] V. A. Joshi, Titanium alloys. An atlas of structures and fracture features, 7-13 (2006).
• [4] R. Boyer, G. Welsch, E. W. Collings, Materials Properties Handbook. Titanium alloys, ASM International, 1994.
• [5] M. Ninoomi, Mechanical properties of biomedical titanium alloys, Materials Science and Engineering A243, 231-236 (1998).
• [6] J. Marciniak, Biomateriały, Wyd. Politechniki Slaskiej, Gliwice, 2002.
• [7] M. Ninoomi, Metals for biomedical devices, Woodhead Publishing Limited, 2010.
• [8] H. J. Rack, J. I. Qazi, Titanium alloys for biomedical applications, Materials Science and Engineering C26, 1269-1277 (2006).
• [9] R. Wanhill, S. Barter, Titanium alloys, Springer Briefs in Applied Sciences and Technology. Metallurgy and microstructure 2, 5-10 (2012).
• [10] D. R. Askeland, Titanium alloys, The Science and Engineering of Materials, PWS-Kent, Publishing Company, 231-236 (1984).
• [11] R. Dąbrowski, The kinetics of phase transformations during continuous cooling of the Ti6Al4V alloy from the two phase α+ β range, Archives of Metallurgy and Materials 56 2, 217-221 (2011).
• [12] R. Dąbrowski, The kinetics of phase transformations during continuous cooling of the Ti6Al4V alloy from the single-phase β range, Archives of Metallurgy and Materials 56 3, 703-707 (2011).
• [13] R. Dąbrowski, Investigation of α+ β phase transformations monotonically heated Ti6Al7Nb alloy, Archives of Metallurgy and Materials 57, 4, 995-1000 (2012).
• [14] W. Ziaja, R. Filip, J. Sieniawski, Effect of phase morphology on fracture toughness of two-phase titanium alloy Ti6Al2Mo2Cr, 7-th International Scientific Conference Achievements in Mechanical and Materials Engineering, 597-600 (1998).
• [15] J. Sieniawski, W. Ziaja, K. Kubiak, M. Motyka, Microstructure and mechanical properties of high strength two-phase titanium alloys, Titanium Alloys - Advances in Properties Control, Ed. By Sienawski J., Ziaja W., CC BY 3.0 license, 2013.