Hành Vi Biến Dạng Dẻo Nhiệt Độ Cao (1023 K đến 1273 K [750 °C đến 1000 °C]) của Các Hợp Kim Ti-6Al-4V Được Chỉnh Sửa Bằng Boron: Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ và Tốc Độ Biến Dạng

Indrani Sen1, Upadrasta Ramamurty1
1Department of Materials Engineering, Indian Institute of Science, Bangalore, India

Tóm tắt

Một sự bổ sung nhỏ Boron (B) vào hợp kim Ti-6Al-4V, khoảng ~0.1 wt pct, làm giảm kích thước hạt β trước khi đúc xuống một bậc độ lớn, trong khi hàm lượng B cao hơn dẫn đến sự hiện diện của những mấu TiB hình thành tại chỗ trong lượng đáng kể. Một nghiên cứu thực nghiệm về vai trò của những biến đổi vi cấu trúc này đối với hành vi biến dạng ở nhiệt độ cao của các hợp kim Ti-6Al-4V-xB, với x thay đổi từ 0 wt pct đến 0.55 wt pct, đã được thực hiện. Các thí nghiệm nén uniaxial được thực hiện trong phạm vi nhiệt độ từ 1023 K đến 1273 K (750 °C đến 1000 °C) và trong phạm vi tốc độ biến dạng từ 10–3 đến 10+1 s–1. Phản ứng ứng suất thực – biến dạng thực của tất cả các hợp kim cho thấy hiện tượng mềm dẻo chảy ở tốc độ biến dạng thấp và dao động ở tốc độ biến dạng cao. Hiện tượng mềm dẻo chảy được hỗ trợ bởi sự xuất hiện của tái tinh thể động qua quá trình globular hóa mặc lath ở nhiệt độ cao (1173 K đến 1273 K [900 °C đến 1000 °C]) và trong chế độ tốc độ biến dạng thấp (10–2 đến 10–3 s–1). Sự tinh chỉnh kích thước hạt do sự bổ sung B vào Ti64, mặc dù rõ rệt, cũng không có ảnh hưởng đáng kể đến điều này. Tuy nhiên, sự dao động trong đường cong chảy ở tốc độ biến dạng cao hơn (100 đến 10+1 s–1) liên quan đến những bất ổn vi cấu trúc như uốn lath, gãy rào cản của lath, hình thành các khoang và sự gãy đổ của các mấu TiB. Sự hiện diện của các mấu TiB đã ảnh hưởng đến chế độ bất ổn. Bằng chứng vi cấu trúc cho thấy rằng hiện tượng khoang trong ma trận được hỗ trợ bởi sự gãy dễ dàng của các mấu TiB.

Từ khóa

#Ti-6Al-4V #Boron #biến dạng dẻo #nhiệt độ cao #tốc độ biến dạng

Tài liệu tham khảo

F. Tang, S. Nakazawa, and M. Hagiwara: Mater. Sci. Eng. A, 2001, vol. 315, p. 147. A. Majorell, S. Srivatsa, and R.C Picu: Mater. Sci. Eng. A, 2002, vol. 326, p. 297. J. Zhu, A. Kamiya, T. Yamada T, W. Shi, and K. Naganuma: Mater. Sci. Eng. A, 2003, vol. 339, p. 53. S. Tamirisakandala, R.B. Bhat, J.S. Tiley, and D.B. Miracle: Scripta Mater., 2005, vol. 53, p. 1421. I. Sen, S. Tamirisakandala, D.B. Miracle, and U. Ramamurty: Acta Mater., 2007, vol. 55, p. 4983. W. Chen and C.J. Boehlert: Mater. Sci. Eng. A, 2008, vol. 494, p. 132. W. Chen and C.J. Boehlert: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 40A, p. 1568. W. Chen and C.J. Boehlert: Int. J. Fatigue, 2010, vol. 62, p. 37. I. Sen, L. Maheshwari, S. Tamirisakandala, D.B. Miracle, and U. Ramamurty: Mater. Sci. Eng. A, 2009, vol. 518, p. 162. I. Sen and U. Ramamurty: Scripta Mater., 2010, vol. 62, p. 37. S.I. Oh, S.L. Semiatin, and J.J. Jonas: Metall. Trans. A, 1992, vol. 23A, p. 963. S.L. Semiatin, V. Seetharaman, and I. Weiss: Mater. Sci. Eng. A, 1999, vol. 263, p. 257. R.M Miller, T.R. Bieler, and S.L. Semiatin: Scripta Mater., 1999, vol. 40, p. 1387. Y.Y. Zong, D.B. Shan, M. Xu, and Y. Lu: J. Mater. Process. Tech., 2009, vol. 209, p. 1988. S.L. Semiatin, K.A. Lark, D.R. Barker, V. Seetharaman, and B. Marquardt: Metall. Trans. A, 1992, vol. 23A, p. 295. S.L. Semiatin and T.R. Bieler: Acta Mater., 2001, vol. 49, p. 3565. M. Jackson, N. Jones, D. Dye, and R.J. Dashwood: Mater. Sci. Eng. A, 2009, vol. 501, p. 248. T. Seshacharyulu, S.C. Medeiros, W.J. Frazier, and Y.V.R.K Prasad: Mater. Sci. Eng. A, 2002, vol. 325, p. 112. T. Seshacharyulu, S.C. Medeiros, W.G. Frazier, and Y.V.R.K Prasad: Mater. Lett., 2001, vol. 47, p. 133. T. Seshacharyulu, S.C. Medeiros, J.T. Morgan, J.C. Malas, W.G. Frazier, and Y.V.R.K Prasad: Mater. Sci. Eng. A, 2000, vol. 279, p. 289. R.L. Goetz and S.L. Semiatin: J. Mater. Eng. Perform., 2001, vol. 10, p. 710. Y.V.R.K. Prasad and S. Sasidhara: Hot Working Guide, ASM INTERNATIONAL, Materials Park, OH, 1997, p.5. Y.V.R.K Prasad: Indian J. Technol., 1990, vol. 28, p. 435. Y.V.R.K Prasad and T. Seshacharyulu: Mater. Sci. Eng. A, 1998, vol. 243, p. 82. M. Doner and H. Conrad: Metall. Trans., 1973, vol. 4, p. 2809. T. Seshacharyulu, S.C. Medeiros, J.T. Morgan, J.C. Malas, W.G. Frazier, and Y.V.R.K. Prasad: Scripta Mater., 1999, vol. 41, p. 283. T. Sheppard and J. Norley: Mater. Sci. Technol., 1988, vol. 4, p. 903. T. Sakai: J. Mater. Process. Tech., 1995, vol. 53, p. 349.