Przemiany fazowe w stopie Ti6Al7Nb przy chłodzeniu ciągłym z zakresu dwufazowego [alfa]+[beta]

• Autorzy: Dąbrowski R.

Warianty tytułu

EN

The phase transformations during continuous cooling of Ti6Al7Nb alloy from the two-phase [alfa]+[beta] range

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przeprowadzono analizę przemian fazowych zachodzących w stopie Ti6Al7Nb przy chłodzeniu ciągłym z zakresu dwufazowego [alfa]+[beta]. Badania wykonano metodą dylatometryczną przy użyciu dylatometru L78 R.I.T.A niemieckiej firmy LINSEIS. Dla zilustrowania uzyskanych wyników zamieszczono wybrane dylatogramy chłodzenia w układzie [delta]L = f(T), gdzie: [delta]L — zmiana długości próbki, T — temperatura, na których wyznaczano temperatury początku i końca przemian fazowych. Krzywe chłodzenia różniczkowano w układzie [delta]L/[delta]T = f(T). Potwierdzeniem efektów dylatacyjnych obserwowanych na krzywych chłodzenia są zmiany zachodzące w mikrostrukturze stopu. Wykazano, że po chłodzeniu stopu od temperatury 970 [stopni]C w zakresie szybkości 25-0,05 [stopni]C/s zachodzi przemiana fazy [beta] w fazę [beta] przemienioną ([beta]p) oraz wzrasta udział objętościowy fazy [alfa]. Ze zmniejszeniem szybkości chłodzenia stopu w ww. zakresie obserwuje się spadek twardości od 304 do 261 HV.

EN

The phase transformations during continuous cooling from the two-phase [alfa]+[beta] range in Ti6Al7Nb alloy have been analysed. Investigations were carried out by dilatometric method using an L78 R.I.T.A dilatometer of the German LINSEIS Company. The received results have been illustrated by the selected dilatometric curves [delta]L = f(T), (where: [delta]L — is a length change of the sample, T — temperature). On the base of the curves, the temperatures at which non diffusional transformation start and finish have been determined. The cooling curve was differentiated [delta]L/[delta]T = f(T). Also, changes in the alloy microstructure during cooling down from the two-phase [alfa]+[beta] range have been analysed. Along with the alloy cooling rate decrease, in a range from 25 [degrees]C/s to 0.05 [degrees]C/s, the transformation of the [beta] phase into the [beta] transformed ([beta]T) phase occurs and the q phase volume fraction increases. Besides microstructural changes, dilatometric effects were also observed which corroborates occurrence of phase transformations in the alloy. With the decreased of cooling rate (from 25 to 0.05 [degrees]C/s) decreased the hardness of the Ti6Al7Nb alloy (from 304 to 261 HV).

Słowa kluczowe

PL

stop tytanu; przemiany fazowe; mikrostruktura; twardość; metoda dylatometryczna

EN

titanium alloy; phase transformation; microstructure; hardness; dilatometric method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 58, nr 6
• Strony: 313--319
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Dąbrowski R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, al. A. Mickiewicza 30, Kraków

Bibliografia

• 1. Joshi V. A.: Titanium Alloys: An atlas of structures and fracture features. 2006, s. 7-13.
• 2. Boyer R., Welsch G., Collings E. W.: Materials Properties Handbook: Titanium alloys. ASM International, 1994.
• 3. Long M., Rack H.: Titanium alloys in total joint replacement— a materials science perspective. Biomaterials, 1998, t. 19, s. 1621-1639.
• 4. Brunette D. M., Tengvall P., Textor M., Thomsen P.: Titanium in medicine. Spinger Verlag. Berlin-Heidelberg-New York, 2001.
• 5. Ninoomi M.: Materials for biomedical devices. Woodhead Publishing Limited, 2010.
• 6. Bania P. J.: Beta titanium alloys and their role in the titanium industry. Titanium alloys in the 1990’s. Warrendale, PA: The Mineral, Metals and Materials Society, 1993, s. 3-14.
• 7. Marciniak J.: Metallic biomaterials — directions and development forecast, 19 th International Scientific and Technical Conference, Kontech, Advanced Forming Technologies and Nanostructured Materials, 2012, s. 103-124.
• 8. Rack H., Qazi J.: Titanium alloys for biomedical applications. Materials Science and Engineering C26, 2006, s. 1269-1277.
• 9. Sudhakar K. V., Konen K., Floreen K.: Beta-titanium biomedical alloy: Effect of thermal processing on mechanical properties. Archives of Metallurgy and Materials 2012, t. 57, nr 3, s. 753-757.
• 10. Geetha M., Singh A. K., Asokamani R., Gogia A. K.: Ti based biomaterials, the ultimate choice for orthopaedic implants. Progress in Materials Science 2009, t. 54, s. 397-425.
• 11. Kuroda D., Ninoomi M., Morinaga M., Kato Y., Yashiro T.: Design and mechanical properties of new [beta] type titanium alloys for implant materials. Materials Science and Engineering A243, 1998, s. 244-249.
• 12. Askeland D. R.: Titanium alloys. The Science and Engineering of Materials. PWS-Kent, Publishing Company, 1984, s. 338-345.
• 13. ASM Committee on titanium alloys: Heat treatment of titanium and titanium alloys, Metals Handbook, 9th edition, 1981, t. 4, s. 763-774.
• 14. ASM Handbook. Heat Treating 1991, t. 4, s. 913-923.
• 15. Filip R., Kubiak K., Ziaja W., Sieniawski J.: The effect of microstructure on the mechanical properties of two-phase titanium alloys. Journal of Materials Processing Technology 2003, nr 133, s. 84-89.
• 16. Marciniak J.: Biomateriały. Wydaw. Polit. Śl., Gliwice 2002.
• 17. Ahmed T., Rack H. J.: Phase transformations during cooling in [alfa]+[beta] titanium alloys. Materials Science and Engineering A243, 1998, s. 206-211.
• 18. Weigand H. H.: Zur umwandlung von [alfa]+[beta] titanlegierungen mit aluminium. Metallkunde, 1963, t. 54, s. 43-49.
• 19. Andersson T.: Isothermal and continuous cooling transformation of [beta] phase in titanium alloy Ti3Al2,5V. Scandinavian Journal of Metallurgy, 1976, t. 2, s. 251-256.
• 20. Bain E.C.: Alloying elements in steel, American Society for Metals. Cleveland, 1961.
• 21. Dąbrowski R.: The kinetics of phase transformations during continuous cooling of the T i6Al4V alloy from the single phase ([beta]) range. Archives of Metallurgy and Materials 2011, t. 56, nr 3, s. 703-707.
• 22. Sieniawski J.: Przemiany fazowe i ocena możliwości kształtowania struktury w wieloskładnikowych stopach T i z zawartością Al, Mo, V i Cr. Politechnika Śląska, Katowice 1986 [pr. habilitacyjna].
• 23. Dąbrowski R.: Investigation of [alfa]+[beta]→[beta] phase transformation in monotonically heated Ti6Al7Nb alloy. Archives of Metallurgy and Materials 2012, t. 57, nr 4, s. 995-1000.
• 24. Bylica A., Sieniawski J.: Badania dylatometryczne kinetyki przemian fazowych w dwufazowym stopie tytanu [alfa]+[beta]. Rudy Metale 1978, t. 23, nr 3, s. 116-121.