Analiza mikrostruktury, twardości i ciągliwości stopu Ti-6Al-7Nb chłodzonego z zakresu dwufazowego α + β

W artykule dokonano oceny mikrostruktury, twardości i ciągliwości dwufazowego stopu tytanu Ti-6A-l7Nb po obróbce cieplnej polegającej na wygrzewaniu stopu w zakresie dwufazowym w 970°C, chłodzeniu na powietrzu lub w piecu oraz starzeniu w temperaturze 450°C. Mikrostruktura stopu po starzeniu w temperaturze 450°C uprzednio chłodzonego na powietrzu składa się z ziaren pierwotnej fazy α oraz płytkowych i iglastych wydzieleń fazy α/α′ występujących w obrębie fazy β przemienionej (βp). Natomiast w mikrostrukturze próbek chłodzonych w piecu i następnie starzonych faza α występuje w formie prawie równoosiowych ziaren. Warunki chłodzenia zastosowanego przed dalszym starzeniem mają istotne znaczenie z punktu widzenia uzyskania różnych właściwości mechanicznych stopu. Zastosowanie chłodzenia w piecu zamiast chłodzenia na powietrzu prowadzi nie tylko do zmniejszenia twardości, ale także do zmniejszenia ciągliwości stopu. Ciągliwość stopu Ti-6Al-7Nb wyznaczono w próbie udarności sposobem Charpy'ego. Wyniki tych badań poparto dokumentacją fraktograficzną przełomów próbek. Niezależnie od zastosowanej obróbki cieplnej przełomy wykazują podobny charakter. Są to przełomy ciągliwe z niewielkim udziałem przełomu transkrystalicznego kruchego, widocznego zwłaszcza po starzeniu w temperaturze 450°C próbek uprzednio chłodzonych z piecem. Uzyskane wyniki badań mogą być przydatne w przyszłości przy projektowaniu składu chemicznego, mikrostruktury i technologii obróbki cieplnej nowych, dwufazowych stopów na osnowie tytanu.

---

The assessments of the microstructure, hardness and ductility of two-phase Ti-6Al-7Nb titanium alloy after the heat treatment consisting of the alloy soaking at 970°C in the two-phase (α + β) range, cooling in the air or the furnace and ageing at a temperature of 450°C was performed. The alloy microstructure after ageing at 450°C — previously cooled in the air — consists of the primary α phase grains as well as of flake and acicular precipitates of the α/α′ phase occurring within the β transformed phase (βT). Whereas, in the microstructure of samples cooled in the furnace and then aged, the α phase occurs in a form of nearly equiaxial grains. Cooling conditions applied before further ageing are of essential meaning in achieving various mechanical properties of alloys. The application of cooling in the furnace, instead of cooling in the air, leads not only to the hardness lowering but also to decreasing the alloy ductility. The Ti-6Al-7Nb alloy ductility was determined in the Charpy impact test. The obtained results were supported by the fractographic documentation of sample fractures. Regardless of the applied heat treatment the alloy fractures are of a similar character. These are ductile fractures with a small fraction of a transcrystalline brittle fracture, which is especially visible in samples cooled previously in the furnace, after ageing at a temperature of 450°C. The obtained results can be useful in the future at designing chemical compositions, microstructure and heat treatment technologies of new, two-phase titanium alloys.