Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi
Дослiджено литi сплави системи Ti−Nb−Si з вмiстом кремнiю до 2% у порiвняннi
 з бiнарним сплавом Ti−1%Si. Вивчено вплив кремнiю та температури гартування на
 структуру i твердiсть даних сплавiв. Показано, що у сплавi Ti−1%Si та потрiйних сплавах Ti−18Nb−x Si (x = 0,6 ÷ 1,2%) при гарт...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2016
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99006 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi / О.М. Шевченко, Л.Д. Кулак, О.В. Дацкевич, М.М. Кузьменко, Г.Є. Хоменко, С.О. Фірстов // Доповіді Національної академії наук України. — 2016. — № 2. — С. 62-68. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860239588378804224 |
|---|---|
| author | Шевченко, О.М. Кулак, Л.Д. Дацкевич, О.В. Кузьменко, М.М. Хоменко, Г.Є. Фірстов, С.О. |
| author_facet | Шевченко, О.М. Кулак, Л.Д. Дацкевич, О.В. Кузьменко, М.М. Хоменко, Г.Є. Фірстов, С.О. |
| citation_txt | Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi / О.М. Шевченко, Л.Д. Кулак, О.В. Дацкевич, М.М. Кузьменко, Г.Є. Хоменко, С.О. Фірстов // Доповіді Національної академії наук України. — 2016. — № 2. — С. 62-68. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Дослiджено литi сплави системи Ti−Nb−Si з вмiстом кремнiю до 2% у порiвняннi
з бiнарним сплавом Ti−1%Si. Вивчено вплив кремнiю та температури гартування на
структуру i твердiсть даних сплавiв. Показано, що у сплавi Ti−1%Si та потрiйних сплавах Ti−18Nb−x Si (x = 0,6 ÷ 1,2%) при гартуваннi залежно вiд температури утворюється мартенситна структура рiзної морфологiї та дисперсностi. В бiнарному сплавi формується крупнопластинчаста або масивна α-фаза, тодi як нiобiй сприяє появi αʺ-мартенситу та переходу до тонкопластинчастої пакетної чи голчастої лiнзоподiбної його форм. Рентгенофазовий аналiз показав наявнiсть у сплавах також силiцидiв Ti₃Si, кiлькiсть яких залежить вiд вмiсту кремнiю i температури гартування. Максимальна твердiсть досягається при вмiстi кремнiю 0,8–1,1% i температурах гартування 1100–1200 °C.
Исследованы литые сплавы системы Ti−Nb−Si с содержанием кремния до 2% в сравнении с бинарным сплавом Ti−1% Si. Изучено влияние кремния и температуры закалки на
структуру и твердость данных сплавов. Показано, что в сплаве Ti−1%Si и тройных сплавах Ti−18Nb−x Si (x = 0,6 ÷ 1,2%) при закалке в зависимости от температуры образуется
мартенситная структура различной морфологии и дисперсности. В бинарном сплаве формируется крупнопластинчатая или массивная α-фаза, в то время как ниобий способствует появлению αʺ-мартенсита и переходу к тонкопластинчатой пакетной или игольчатой линзовидной его форм. Рентгенофазовый анализ показал присутствие в сплавах также силицидов Ti₃Si, количество которых зависит от содержания кремния и температуры закалки. Максимальная твердость достигается при содержании кремния 0,8–1,1% и температурах закалки 1100–1200 °C.
The investigation of cast alloys of the Ti−Nb−Si system with a silicon content of 2% is carried
out comparing to the binary alloy Ti−1%Si. The effects of silicon and the quenching temperature
on the structure and hardness of the alloys are studied. The studies have shown that, in the alloy
Ti−1% Si and ternary alloys Ti−18Nb−x Si (x = 0.6÷1.2%), the martensitic structure of different
morphologies and dispersions is formed during the hardening, depending on the heat temperature.
In the binary alloy, the large or massive lamellar α-phase is formed, while niobium promotes the
appearance of αʺ-martensite and the transition to the packet thin plate or needle lens form. The
X-ray analysis showed the presence of Ti₃Si silicide in the alloys, the quantity of which depends
on the silicon content and quenching temperature. Maximum hardness achieved with the silicon
content of 0.8–1.1% and quenching temperatures 1100–1200 °C.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:28:08Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
2 • 2016
МАТЕРIАЛОЗНАВСТВО
УДК 669.295 http://dx.doi.org/10.15407/dopovidi2016.02.062
О.М. Шевченко, Л.Д. Кулак, О.В. Дацкевич, М.М. Кузьменко,
Г.Є. Хоменко, академiк НАН України С.О. Фiрстов
Iнститут проблем матерiалознавства iм. I.М̇. Францевича НАН України, Київ
E-mail: omshev@ukr.net
Оптимiзацiя складу та термообробки литих бiосумiсних
сплавiв Ti−18Nb−xSi
Дослiджено литi сплави системи Ti−Nb−Si з вмiстом кремнiю до 2% у порiвняннi
з бiнарним сплавом Ti−1%Si. Вивчено вплив кремнiю та температури гартування на
структуру i твердiсть даних сплавiв. Показано, що у сплавi Ti−1%Si та потрiйних
сплавах Ti−18Nb−xSi (x = 0,6÷ 1,2%) при гартуваннi залежно вiд температури утво-
рюється мартенситна структура рiзної морфологiї та дисперсностi. В бiнарному спла-
вi формується крупнопластинчаста або масивна α-фаза, тодi як нiобiй сприяє появi
α′′-мартенситу та переходу до тонкопластинчастої пакетної чи голчастої лiнзоподi-
бної його форм. Рентгенофазовий аналiз показав наявнiсть у сплавах також силiцидiв
Ti3Si, кiлькiсть яких залежить вiд вмiсту кремнiю i температури гартування. Мак-
симальна твердiсть досягається при вмiстi кремнiю 0,8–1,1% i температурах гарту-
вання 1100–1200 ◦C.
Ключовi слова: сплави титану, Ti−Si, гартування, структура, мартенсит, силiциди,
твердiсть.
В останнi десятилiття велика увага була придiлена дослiдженню перспективних сплавiв
на основi системи Ti−Si, в яких залежно вiд складу та обробки можливо досягти пiдви-
щених характеристик мiцностi, зносостiйкостi та iн. [1–4]. За результатами аналiзу дiаграм
фазових рiвноваг виявлено схожiсть систем Ti−Si та Fe−C, що дає можливiсть формувати
в титанових сплавах на основi Ti−Si структури, подiбнi сталям та чавунам [5]. Були встанов-
ленi особливостi фазових переходiв та впливу кремнiю на механiчнi властивостi титану [6].
Проводились дослiдження сплавiв Ti ∼2,5% (мас.) Si, додатково легованих алюмiнiєм та
цирконiєм, з метою виявлення закономiрностей впливу легуючих елементiв на їх структуру
та властивостi пiсля гартування [7].
© О.М. Шевченко, Л. Д. Кулак, О. В. Дацкевич, М. М. Кузьменко, Г.Є. Хоменко, С. О. Фiрстов, 2016
62 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2016, №2
Як бiологiчно сумiснi також привертають до себе увагу доевтектичнi сплави Ti−Nb−Si.
Особливостi структуроутворення даних сплавiв ще недостатньо вивченi. Властивостi спла-
вiв на основi системи Ti−Si насамперед визначаються вмiстом кремнiю, морфологiєю i роз-
подiлом силiцидiв. У разi перевищення вмiсту кремнiю > 2% (мас.) рiзко знижується пла-
стичнiсть, що пов’язано з утворенням суцiльного каркаса силiцидiв по границях зерен або
евтектичних колонiй. Показано [8], що σв деформованих сплавiв на основi Ti−Si практи-
чно не залежить вiд вмiсту кремнiю в дiапазонi концентрацiй 2–6% (мас.). У зв’язку з цим
вбачається доцiльним дослiдження сплавiв системи Ti−Nb−Si з вмiстом кремнiю до 2%
з метою оптимiзацiї структури пiсля термообробки i механiчних характеристик.
Методом електродугової плавки були отриманi сплави Ti−18Nb−xSi (x — 0; 0,6; 0,8; 1,0;
1,2% (мас.)) та для порiвняння, як еталонний, бiнарний сплав Ti−1% (мас.) Si. Дослiджу-
вали мiкроструктуру литого металу, а також структуру пiсля гартування у воду з темпе-
ратур 1000, 1100, 1200 ◦C (витримка 1 год), проводили вимiрювання твердостi i рентгено-
фазовий аналiз.
У структурi литих сплавiв Ti−18Nb−xSi зi збiльшенням вмiсту кремнiю спостерiгає-
ться посилення лiквацiйної неоднорiдностi. Застосована витримка 1 год при температурах
гартування 1000–1200 ◦C практично вирiвнює структуру, частково замiнюючи дифузiйний
вiдпал.
На рис. 1 i 2 зображенi мiкроструктури сплавiв Ti−18Nb−xSi, загартованих вiд темпе-
ратур 1100 та 1200 ◦C. Пiсля гартування структура всiх сплавiв складається з мартенситних
пластин, що значно вiдрiзняються за своїм типом. Вплив кремнiю в системi Ti−Nb−Si про-
являється, в тому числi, в його модифiкувальнiй дiї на структуру: в загартованих з 1100 ◦C
сплавах зменшується зерно i, вiдповiдно, розмiри мартенситних пластин (стають бiльш дис-
персними), а також змiнюється морфологiя мартенситу (див. рис. 1). Менший вмiст кремнiю
приводить до утворення мартенситу пластинчастого типу: пакетiв тонких паралельних пла-
стин, збiльшення яких, не зустрiчаючи перешкод, продовжується до границь зерен, тому за
довжиною вони майже дорiвнюють величинi зерна. В промiжках первинних пластин, пер-
пендикулярно їм, виникають бiльш дисперснi, також мiж мартенситними пластинами зна-
ходиться залишкова високотемпературна β-фаза. При збiльшеннi вмiсту кремнiю пластини
мартенситу потовщуються, довжина їх зменшується, розташування стає бiльш хаотичним,
пiд рiзними кутами. Структура виглядає голчастою, або нагадує “корзинове” переплетення,
самi мартенситнi пластини набувають лiнзоподiбної форми.
Нагрiв сплавiв Ti−18Nb−xSi до температури гартування 1200 ◦C приводить до повного
розчинення силiцидiв. Весь кремнiй переходить у твердий розчин, i в результатi спостерi-
гається сильний рiст зерна (див. рис. 2). Зерна при цьому рiвноосьовi, границi зерен тонкi,
чистi вiд видiлень (див. рис. 2, в, г). Морфологiя мартенситу також змiнюється, вона яв-
ляє собою зигзагоподiбне сполучення чiтко орiєнтованих лiнзоподiбних пластин. Розмiри
пластин збiльшуються, мiж крупними первинними рейками мартенситу розташованi спо-
лучення дрiбнiших пластин (див. рис. 2, г). На рис. 2, б у великих мартенситних пластинах
видно середню лiнiю (мiдриб), а також внутрiшню тонку двiйникову структуру.
Структура подвiйного модельного сплаву Ti−1% (мас.) Si, виплавленого та загарто-
ваного за тих самих умов, що й дослiджуванi Ti−18Nb−xSi сплави, значно вiдрiзняється
(рис. 3). Мiкроструктура цього сплаву, загартованого з температури 1000 ◦C, складається
переважно з масивної крупнопластинчастої мартенситної фази (див. рис. 3, а). По границях
пластин є округлi точковi видiлення силiцидiв, а також видовженi прошарки залишкової
високотемпературної β-фази. Пластини α-фази розташованi паралельно та пiд кутами май-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2016, №2 63
Рис. 1. Структура сплавiв Ti−18Nb−xSi, загартованих вiд T = 1100 ◦C у воду, витримка 1 год:
а, б — x = 0,6%; в, г – x = 0,8%; д, е — x = 1,0%; є, ж — x = 1,2%
же 60◦, утворюючи чiтке переплетення. Гартування з бiльш високої температури приводить
до стабiлiзацiї бiльшої кiлькостi високотемпературної β-фази (рис. 3, б ), морфологiю α-фа-
зи у цьому випадку можна характеризувати як сумiш пластинчастого i масивного мартен-
64 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2016, №2
Рис. 2. Структура сплавiв Ti−18Nb−xSi, загартованих вiд T = 1200 ◦C у воду:
а, б — x = 0,6%; в, г — x = 1,2%
Рис. 3. Мiкроструктура загартованого сплаву Ti–1% (мас.) Si:
а — Tгарт = 1000 ◦C; б — Tгарт = 1100 ◦C
ситу. Згiдно з результатами рентгенофазового аналiзу, подвiйний сплав пiсля гартування
з температури 1100 ◦C мiстить α- та β-фази, а також Ti3Si. Все це вказує на нестабiльнiсть
мартенситної структури бiнарного Ti−1% Si сплаву, внаслiдок чого вiдбувається розпад
пересиченого твердого розчину з видiленням силiцидної фази вже при гартуваннi, що збi-
гається з наведеними ранiше даними [7].
Рентгенофазовий аналiз сплавiв Ti−18Nb−xSi, загартованих з температур 1100 i 1200 ◦C,
показав наявнiсть в них α′′-, β-фаз i силiцидiв Ti3Si. При вмiстi кремнiю 0,8% спостерiга-
ється тiльки невелика кiлькiсть Ti3Si, а зi збiльшенням вмiсту кремнiю вiдповiдно зростає
й iнтенсивнiсть лiнiй цього силiциду. Гартування вiд рiзних температур змiнює також фа-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2016, №2 65
Рис. 4. Твердiсть сплавiв Ti−18Nb−xSi залежно вiд вмiсту кремнiю i температури гартування (◦, , △ —
сплав Ti−1%Si)
зовий склад (спiввiдношення α′′-, β-фаз i кiлькiсть силiцидiв), що, в свою чергу, приводить
до змiни твердостi (рис. 4).
При вмiстi кремнiю 0,6% силiциди металографiчно не виявляються (див. рис. 1, а, б );
при вмiстi кремнiю 0,8% вже можна помiтити окремi дрiбнi видiлення (див. рис. 1, в, г).
В мiкроструктурi сплаву з вмiстом кремнiю 1% силiциди з’являються у виглядi скупчень
i розсипiв поблизу границь зерен (див. рис. 1, д, е). Пiдвищення вмiсту кремнiю до 1,2% ви-
кликає збiльшення кiлькостi та розмiрiв силiцидiв, що розташовуються як на границях, так
i в самих зернах (див. рис. 1, є, ж). Проте слiд зазначити, що вмiст кремнiю 1,2% в сплавах
Ti−18Nb−xSi ще не приводить до утворення суцiльної сiтки силiцидiв по границях зерен.
Простежується кореляцiя мiж вiдмiнностями в структурi загартованих дослiджуваних
сплавiв i значеннями їх твердостi. У дiапазонi концентрацiй кремнiю вiд 0 до ∼0,6% вiдбу-
вається поступове зростання твердостi, пов’язане з пiдвищенням вмiсту кремнiю в твердо-
му розчинi. При перевищеннi межi розчинностi починається видiлення змiцнювальної фа-
зи — дисперсних силiцидiв, що виявляється в бiльш рiзкому збiльшеннi твердостi. Сплави
Ti−18Nb−xSi найбiльшу твердiсть пiсля гартування мають при вмiстi кремнiю 0,8− 1,0%,
при вищих його значеннях твердiсть або практично не змiнюється (Tгарт = 1000 ◦C), або
навiть знижується. Якщо вмiст кремiню перевищує 1%, збiльшується розмiр окремих си-
лiцидiв. Можна припустити, що при цьому проходить перерозподiл кремнiю i зростання
великих силiцидiв вiдбувається за рахунок збiднення кремнiєм твердого розчину та частко-
вого розчинення дрiбних силiцидiв, що й призводить до зниження твердостi.
Таким чином, у загартованих литих сплавах Ti−18Nb−xSi максимальна твердiсть до-
сягається при вмiстi кремнiю 0,8 — 1,1% i температурах гартування 1100–1200 ◦C. За умов
нагрiву пiд гартування до 1000 ◦C неможливо перевести бiльшiсть кремнiю у твердий роз-
чин, розчинивши первиннi силiциди, що видiлилися в процесi кристалiзацiї та охолоджен-
ня, i тим самим пiдвищити твердiсть. У бiнарному сплавi Ti−1%Si та потрiйних сплавах
Ti−18Nb−xSi (x = 0,6 ÷ 1,2%) при гартуваннi утворюється мартенситна структура рiзної
морфологiї та дисперсностi. Мартенситна структура бiнарного сплаву системи Ti−Si хара-
66 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2016, №2
ктеризується нестабiльнiстю, в результатi чого в процесi гартування вiдбувається розпад
пересиченого твердого розчину з видiленням дисперсних силiцидiв та формуванням кру-
пнопластинчастої або масивної α-фази. Наявнiсть у сплавах на основi Ti−Si нiобiю сприяє
появi при гартуваннi орторомбiчного α′′-мартенситу та переходу до тонкопластинчастої
пакетної чи голчастої лiнзоподiбної його форм. Одержанi данi показують, що в сплавах
системи Ti−Nb−Si змiна режимiв гартування значною мiрою впливає на фазовий склад,
морфологiю та дисперснiсть структури i, вiдповiдно, властивостi.
Цитована лiтература
1. Свечников В.Н., Кочержинский Ю.А., Юпко Л.М. и др. Диаграмма состояния системы титан–
кремний // Докл. АН СССР. – 1970. – 193, № 2. – С. 393–396.
2. Flower H.M., Swann P.R., West D.R. F. Silicide precipitation in the Ti–Zr–Al–Si system // Met. Trans. –
1971. – 2, No 12. – P. 3289–3297.
3. Frommeyer G., Rozenkranz R., Ludecke C. Microstructure and properties of the refractory intermetallic
Ti5Si3 compound and the unindirectionaly solidified eutectic Ti–Ti5Si3 alloys // Zeitschrift für Metall-
kunde. – 1990. – 81. – P. 307–313.
4. Saha R. L., Nandy T.K., Mistra R.D. Microctructual changes induced by ternary addition in a hypoeutectic
titanium-silicon alloy // J. Mater. Sci. – 1991. – 26. – P. 2637–2644.
5. Фiрстов С.О. Нове поколiння матерiалiв на базi титану // Механiка руйнування матерiалiв i мiцнiсть
конструкцiй / Пiд ред. В. В. Панасюка. – Львiв: ФМI НАН України, 2004. – С. 609–616.
6. Буланова М.В. Фазовi рiвноваги в багатокомпонентних системах на основi Ti–Si: Автореф. дис. . . .
д-ра хiм. наук, Київ. – 2005. – 39 с.
7. Бега Н.Д., Дацкевич О.В., Котко А.В. и др. Исследование влияния легирующих элементов на фа-
зовые и структурные превращения при закалке в сплавах на основе системы Ti–Si // Металлофизика
и новейшие технологии. – 2006. – 28. – С. 157–164.
8. Фирстов С.А., Ткаченко С.В., Кузьменко Н.Н. Титановые “чугуны” и титановые “стали” //
МиТОМ. – 2009. – № 1. – С. 14–20.
References
1. Svechnikov V.N., Коcherzhynskiy U.А., Upkо L.М. et al. Dokl. АN SSSR, 1970, 193, No 2: 393–396 (in
Russian).
2. Flower H.M., Swann P.R., West D.R. F. Met. Trans., 1971, 2, No 12: 3289–3297.
3. Frommeyer G., Rozenkranz R., Ludecke C. Zeitschrift für Metallkunde, 1990, 81: 307–313.
4. Saha R. L., Nandy T.K., Mistra R.D. J. Mater. Sci., 1991, 26: 2637–2644.
5. Firstov S.A. Меkhanikа ruinuvannya materialiv i мitsnist kоnstruktsiy, Ed. V.V. Pаnаsuk, Lviv: FМI NАN
Ukrаiny, 2004: 609–616 (in Ukrainian).
6. Bulanova М.V. Phase equilibria in the multicomponent Ti−Si-based systems, The Doctor of Science thesis,
Кiev, 2005 (in Ukrainian).
7. Bеgа N.D., Dаtskеvsch О.V., Коtkо А.V. et al. Меtаllоphizikа i nоvеyshyе tеhnоlоgii, 2006, 28: 157–164
(in Russian).
8. Firstov S.A., Тkаchеnkо S.V., Кuzmеnkо N.N. МiТОМ, 2009, No 1: 14–20 (in Russian).
Надiйшло до редакцiї 29.09.2015
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2016, №2 67
О.М. Шевченко, Л. Д. Кулак, О.В. Дацкевич, Н. Н. Кузьменко,
Г. Е. Хоменко, академик НАН Украины С.А. Фирстов
Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, Киев
E-mail: omshev@ukr.net
Оптимизация состава и термообработки литых биосовместимых
сплавов Ti−18Nb−xSi
Исследованы литые сплавы системы Ti−Nb−Si с содержанием кремния до 2% в сравне-
нии с бинарным сплавом Ti−1% Si. Изучено влияние кремния и температуры закалки на
структуру и твердость данных сплавов. Показано, что в сплаве Ti−1%Si и тройных спла-
вах Ti−18Nb−xSi (x = 0,6÷ 1,2%) при закалке в зависимости от температуры образуется
мартенситная структура различной морфологии и дисперсности. В бинарном сплаве фор-
мируется крупнопластинчатая или массивная α-фаза, в то время как ниобий способству-
ет появлению α′′-мартенсита и переходу к тонкопластинчатой пакетной или игольчатой
линзовидной его форм. Рентгенофазовый анализ показал присутствие в сплавах также си-
лицидов Ti3Si, количество которых зависит от содержания кремния и температуры за-
калки. Максимальная твердость достигается при содержании кремния 0,8–1,1% и темпе-
ратурах закалки 1100–1200 ◦C.
Ключевые слова: сплавы титана, Ti−Si, закалка, структура, мартенсит, силициды, твер-
дость.
О.М. Shevchenko, L.D. Кulak, О. V. Datskevich, N.N. Кuzmenkо,
G. E. Khomenkо, Academician of the NAS of Ukraine S.A. Firstov
I.M. Fratntsevich Institute for Problems of Materials Sciences of the NAS of Ukraine, Kiev
E-mail: omshev@ukr.net
Optimization of the composition and heat treatment of the cast
biocompatible Ti−18Nb−xSi alloys
The investigation of cast alloys of the Ti−Nb−Si system with a silicon content of 2% is carried
out comparing to the binary alloy Ti−1%Si. The effects of silicon and the quenching temperature
on the structure and hardness of the alloys are studied. The studies have shown that, in the alloy
Ti−1%Si and ternary alloys Ti−18Nb−xSi (x = 0.6÷1.2%), the martensitic structure of different
morphologies and dispersions is formed during the hardening, depending on the heat temperature.
In the binary alloy, the large or massive lamellar α-phase is formed, while niobium promotes the
appearance of α′′-martensite and the transition to the packet thin plate or needle lens form. The
X-ray analysis showed the presence of Ti3Si silicide in the alloys, the quantity of which depends
on the silicon content and quenching temperature. Maximum hardness achieved with the silicon
content of 0.8–1.1% and quenching temperatures 1100–1200 ◦C.
Кeywords: titanium alloys, Ti-Si, quenching, structure, martensite, silicides, hardness.
68 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2016, №2
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99006 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:28:08Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шевченко, О.М. Кулак, Л.Д. Дацкевич, О.В. Кузьменко, М.М. Хоменко, Г.Є. Фірстов, С.О. 2016-04-20T13:37:47Z 2016-04-20T13:37:47Z 2016 Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi / О.М. Шевченко, Л.Д. Кулак, О.В. Дацкевич, М.М. Кузьменко, Г.Є. Хоменко, С.О. Фірстов // Доповіді Національної академії наук України. — 2016. — № 2. — С. 62-68. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99006 669.295 Дослiджено литi сплави системи Ti−Nb−Si з вмiстом кремнiю до 2% у порiвняннi
 з бiнарним сплавом Ti−1%Si. Вивчено вплив кремнiю та температури гартування на
 структуру i твердiсть даних сплавiв. Показано, що у сплавi Ti−1%Si та потрiйних сплавах Ti−18Nb−x Si (x = 0,6 ÷ 1,2%) при гартуваннi залежно вiд температури утворюється мартенситна структура рiзної морфологiї та дисперсностi. В бiнарному сплавi формується крупнопластинчаста або масивна α-фаза, тодi як нiобiй сприяє появi αʺ-мартенситу та переходу до тонкопластинчастої пакетної чи голчастої лiнзоподiбної його форм. Рентгенофазовий аналiз показав наявнiсть у сплавах також силiцидiв Ti₃Si, кiлькiсть яких залежить вiд вмiсту кремнiю i температури гартування. Максимальна твердiсть досягається при вмiстi кремнiю 0,8–1,1% i температурах гартування 1100–1200 °C. Исследованы литые сплавы системы Ti−Nb−Si с содержанием кремния до 2% в сравнении с бинарным сплавом Ti−1% Si. Изучено влияние кремния и температуры закалки на
 структуру и твердость данных сплавов. Показано, что в сплаве Ti−1%Si и тройных сплавах Ti−18Nb−x Si (x = 0,6 ÷ 1,2%) при закалке в зависимости от температуры образуется
 мартенситная структура различной морфологии и дисперсности. В бинарном сплаве формируется крупнопластинчатая или массивная α-фаза, в то время как ниобий способствует появлению αʺ-мартенсита и переходу к тонкопластинчатой пакетной или игольчатой линзовидной его форм. Рентгенофазовый анализ показал присутствие в сплавах также силицидов Ti₃Si, количество которых зависит от содержания кремния и температуры закалки. Максимальная твердость достигается при содержании кремния 0,8–1,1% и температурах закалки 1100–1200 °C. The investigation of cast alloys of the Ti−Nb−Si system with a silicon content of 2% is carried
 out comparing to the binary alloy Ti−1%Si. The effects of silicon and the quenching temperature
 on the structure and hardness of the alloys are studied. The studies have shown that, in the alloy
 Ti−1% Si and ternary alloys Ti−18Nb−x Si (x = 0.6÷1.2%), the martensitic structure of different
 morphologies and dispersions is formed during the hardening, depending on the heat temperature.
 In the binary alloy, the large or massive lamellar α-phase is formed, while niobium promotes the
 appearance of αʺ-martensite and the transition to the packet thin plate or needle lens form. The
 X-ray analysis showed the presence of Ti₃Si silicide in the alloys, the quantity of which depends
 on the silicon content and quenching temperature. Maximum hardness achieved with the silicon
 content of 0.8–1.1% and quenching temperatures 1100–1200 °C. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Матеріалознавство Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi Оптимизация состава и термообработки литых биосовместимых сплавов Ti−18Nb−xSi Optimization of the composition and heat treatment of the cast biocompatible Ti−18Nb−xSi alloys Article published earlier |
| spellingShingle | Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi Шевченко, О.М. Кулак, Л.Д. Дацкевич, О.В. Кузьменко, М.М. Хоменко, Г.Є. Фірстов, С.О. Матеріалознавство |
| title | Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi |
| title_alt | Оптимизация состава и термообработки литых биосовместимых сплавов Ti−18Nb−xSi Optimization of the composition and heat treatment of the cast biocompatible Ti−18Nb−xSi alloys |
| title_full | Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi |
| title_fullStr | Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi |
| title_full_unstemmed | Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi |
| title_short | Оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв Ti−18Nb−xSi |
| title_sort | оптимізація складу та термообробки литих біосумісних сплавiв ti−18nb−xsi |
| topic | Матеріалознавство |
| topic_facet | Матеріалознавство |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99006 |
| work_keys_str_mv | AT ševčenkoom optimízacíâskladutatermoobrobkilitihbíosumísnihsplavivti18nbxsi AT kulakld optimízacíâskladutatermoobrobkilitihbíosumísnihsplavivti18nbxsi AT dackevičov optimízacíâskladutatermoobrobkilitihbíosumísnihsplavivti18nbxsi AT kuzʹmenkomm optimízacíâskladutatermoobrobkilitihbíosumísnihsplavivti18nbxsi AT homenkogê optimízacíâskladutatermoobrobkilitihbíosumísnihsplavivti18nbxsi AT fírstovso optimízacíâskladutatermoobrobkilitihbíosumísnihsplavivti18nbxsi AT ševčenkoom optimizaciâsostavaitermoobrabotkilityhbiosovmestimyhsplavovti18nbxsi AT kulakld optimizaciâsostavaitermoobrabotkilityhbiosovmestimyhsplavovti18nbxsi AT dackevičov optimizaciâsostavaitermoobrabotkilityhbiosovmestimyhsplavovti18nbxsi AT kuzʹmenkomm optimizaciâsostavaitermoobrabotkilityhbiosovmestimyhsplavovti18nbxsi AT homenkogê optimizaciâsostavaitermoobrabotkilityhbiosovmestimyhsplavovti18nbxsi AT fírstovso optimizaciâsostavaitermoobrabotkilityhbiosovmestimyhsplavovti18nbxsi AT ševčenkoom optimizationofthecompositionandheattreatmentofthecastbiocompatibleti18nbxsialloys AT kulakld optimizationofthecompositionandheattreatmentofthecastbiocompatibleti18nbxsialloys AT dackevičov optimizationofthecompositionandheattreatmentofthecastbiocompatibleti18nbxsialloys AT kuzʹmenkomm optimizationofthecompositionandheattreatmentofthecastbiocompatibleti18nbxsialloys AT homenkogê optimizationofthecompositionandheattreatmentofthecastbiocompatibleti18nbxsialloys AT fírstovso optimizationofthecompositionandheattreatmentofthecastbiocompatibleti18nbxsialloys |