Мезоскопические структурные состояния на наномасштабном уровне в поверхностных слоях титана и его сплава Ti-6Al-4V, создаваемые ультразвуковой и электронно-пучковой обработкой
| Parent link: | Физическая мезомеханика Т. 21, № 5.— 2018.— [С. 5-15] |
|---|---|
| Other Authors: | , , , |
| Summary: | Заглавие с экрана Ультразвуковая и электронно-пучковая обработка технического титана ВТ1-0 и его сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V) создают в поверхностном слое неравновесную зеренно-субзеренную иерархическую субструктуру, которая обусловливает многоуровневую фрагментацию материала и проявляет эффект демпфирования. Высокотемпературная ОЦК-структура поверхностного слоя при охлаждении в градиентном поле температур (при электронно-пучковой обработке) и при разрушении ультразвуком b-фазы в исходном сплаве испытывает неравновесный фазовый переход в плотноупакованную ГПУ-структуру a-фазы. Избыточный удельный объем b-фазы иерархически распределяется в a-фазе распространением неравновесных мартенситных фаз a?, a? и в виде локального образования w-фазы по границам зерен a-фазы. Удельный объем неравновесных фаз превышает удельный объем a-фазы. Это позволяет исключить образование микропор и обусловливает фрагментацию материала на микро- и наномасштабных структурных уровнях при неравновесном фазовом переходе b ® a. Полосы мартенситной a?-фазы вызывают фрагментацию a-фазы на микромасштабном уровне. Полосы мартенситной a?-фазы распространяются в пределах неравновесных полос a?-фазы, имеют толщину ~1.5 нм и фрагментируют материал в пространстве наномасштабных уровней. Этот процесс контролируется электронной подсистемой, которая создает наномасштабные мезоскопические структурные состояния для образования мартенситных неравновесных фаз. Обратимость упругопластической деформации при образовании неравновесных мартенситных фаз на наномасштабном структурном уровне лежит в основе эффекта демпфирования поверхностного слоя, подвергнутого ультразвуковой или электронно-пучковой обработке. Получено экспериментальное подтверждение образования наномасштабных мезоскопических структурных состояний, обусловливающих новый механизм обратимой деформации, при нарушении трансляционной инвариантности решетки в деформируемом твердом теле. Ultrasonic and electron beam treatment of commercial titanium VT1-0 and its alloy VT6 (Ti-6Al-4V) produces a nonequilibrium grain-subgrain hierarchical substructure in the surface layer, which causes a multiscale fragmentation of the material and reveals a damping effect. When cooled in the gradient temperature field (during electron beam treatment) and when the b phase of the initial alloy is destroyed by ultrasound, the high-temperature bcc structure of the surface layer undergoes a nonequilibrium phase transition into an hcp a-phase structure. The excess specific volume of the b phase is hierarchically distributed in the a phase through the growth of nonequilibrium a? and a? martensite, and in the form of local w-phase precipitation along the grain boundaries of the a phase. The specific volume of the nonequilibrium phases exceeds the specific volume of the a phase. This eliminates the formation of micropores and causes material fragmentation at the micro- and nanoscale structural levels during the nonequilibrium b ® a phase transition. The growing a? laths cause the fragmentation of the a phase at the microscale level. The a? laths grow within the nonequilibrium a? laths; they have a thickness of ~1.5 nm and fragment the material at the nanoscale level. This process is controlled by the electronic subsystem that creates nanoscale mesoscopic structural states for the formation of nonequilibrium martensite phases. The reversible elastoplastic deformation of the nonequilibrium martensite phases at the nanoscale level governs the damping effect of the surface layer subjected to ultrasonic or electron beam treatment. The generation of nanoscale mesoscopic structural states and related with them the new mechanism of reversible deformation in the conditions of broken translational invariance of the lattice in a deformable solid has been confirmed experimentally. Режим доступа: по договору с организацией-держателем ресурса |
| Language: | Russian |
| Published: |
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://elibrary.ru/item.asp?id=36307796 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=660193 |