Możliwości zastosowania obróbki cieplnej do rozdrabniania ziarn tytanu i jego stopów

• Autorzy: Szkliniarz W.

Warianty tytułu

EN

Possibilities of heat treatment application for grains refinement of titanium and titanium alloys

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzone w pracy badania miały na celu analizę możliwości i rozdrabniania ziarna tytanu i jego stopów wyłącznie zabiegami obróbki cieplnej. Podczas przemiany fazowej Alfa-Beta w tytanie oraz przemiany Alfa+Beta-Beta w dwufazowych stopach tytanu występuje zgniot fazowy. Zwiększenie współczynnika stabilności fazy Beta-K Beta, zmniejszenie prędkości chłodzenia oraz zwiększenie dyspersji mikrostruktury wyjściowej powoduje wzrost zgniotu fazowego. Badania przeprowadzone w warunkach wielokrotnego cyklu nagrzewanie-chłodzenie ujawniły, że stopień zgniotu fazowego jest większy w pierwszym cyklu i zmniejsza się z każdym kolejnym cyklem. Badania wpływu składu chemicznego i wyjściowej mikrostruktury stopów oraz parametrów cyklu cieplnego (górna i dolna temperatura cyklu, prędkość nagrzewania i chłodzenia, liczba cykli) pozwoliły na ustalenie dla danego stopu o określonej wyjściowej mikrostrukturze warunków cyklicznej obróbki cieplnej zapewniającej uzyskanie maksymalnie możliwego zdefektowania. Ustalono, że warunkiem rozdrobnienia ziarna tytanu i jego stopów w procesie obróbki cieplnej jest duże zdefektowanie dyslokacyjne obszarów fazy Alfa w tytanie technicznym lub obszarów fazy Beta w stopach dwufazowych w procesie cyklicznej obróbki cieplnej i wyżarzanie rekrystalizujące w zakresie temperatury występowania faz Alfa lub (Alfa+Beta) w czasie znacznie dłuższym od standardowego wyżarzania międzyoperacyjnego podczas przeróbki plastycznej. Przeprowadzone badania wykazały, że przebieg przemiany fazowej w gruboziarnistych stopach tytanu w warunkach wielokrotnego cyklu nagrzewanie-chłodzenie prowadzi do kumulacji zdefektowania mikrostruktury, wywołanego zgniotem fazowym oraz naprężeniami cieplnymi strukturalnymi, które osiągną taki poziom, że w trakcie późniejszego wyżarzania rekrystalizujacego doprowadza do rozdrobnienia ziarna.

EN

The research carried out in the research paper was aimed at analysing the possibilities of titanium grain size comminution as well as the comminution of its alloys performed exlusively by means of heat treatment. During the Alpha-Beta transition in twophase titanium alloys occurs an internal work-hardening. The increase in the Beta-K Beta phase stability coefficient, the decrease in cooling speed and the increase in dispersion of the initial microstructure bring about the rise in phase draft. The research carried out in the conditions of multiple heating-cooling cycle revealed that the degree of phase draft is biggest in the first cycle and decreases with each following cycle. The mathematical description of the adopted Alpha+Beta-Beta physical diffusive phase transition model, made it possible to analyse the influence of chemical constitution, the initial microstructure of alloys and the heating speed on phase composition, transition kinetics, separation of alloy chemical elements between individual phases, the values of lattice parameters and values of proper phases and of the phase draft as well as the volumes of stresses under transition. Apart form that, the description also allowed to specify the preconditions in which the phase draft and the stresses reach the maximal values. The research concerning the influence of chemical constitution, the initial alloys microstructure and the parameters of thermal cycle (the upper and lower cycle temperature, the heating and cooling speed, the number of cycles), allowed to specify the conditions of cyclic heat treatment for a given alloy with a specific initial microstructure, the treatment securing the obtainment of the maximal possible defect. It has been agreed that the condition of titanium grain comminution as well as the comminution of its alloys in the process of the heat treatment involves a big dislocation defect of Alpha phase area in the technical titanium or the Beta phase areas in two-phase alloys in the process of cyclic heat treatment. To the condition belongs also the recrystallisation annealing within the range temperature in which the Alpha or (Alpha+Beta) phases occur in the time considerably longer than the time in which standard interoperational annealing of plastic working takes place. The carried out research showed that the course of the transition phase in coarsegrained titanium alloys occuring in the conditions of multiple heating-cooling cycle, leads to the cumulation of the microstructure defect evoked by the phase draft and the thermal and structural stresses. The microstructural defect reaches such a level that it leads, during the later recrystallisation annealing, to the grain comminution.

Słowa kluczowe

PL

obróbka cieplna; stopy tytanu; tytan; rozdrobnienie ziarna

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Hutnictwo / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2000
• Tom: z. 57
• Strony: 1--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 245 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szkliniarz W.

• Katedra Nauki o Materiałach Politechniki Śląskiej, 44-100 Gliwice, ul. Krasińskiego 8, tel. [phone],