Rosja prowadzi badania nad poprawą trwałości lotniczych stopów tytanu Ti-6Al-4V

Dwufazowe stopy tytanu są szeroko stosowane w lotnictwie i produkcji silników ze względu na ich wysoką wytrzymałość właściwą i odporność na korozję, ale poprawa ich trwałości jest pilnym zadaniem przy opracowywaniu i produkcji elementów silników z turbinami gazowymi, takich jak łopatki i tarcze sprężarek, które wytrzymują duże obciążenia rozciągające podczas operacji.

Obecnie dwufazowe submikrokrystaliczne stopy tytanu są szeroko stosowane na świecie do produkcji elementów silników turbogazowych pracujących pod dużymi cyklicznymi obciążeniami i środowiskach o wysokiej temperaturze 201-351 °C. Jednak do tej pory nie badano wytrzymałości zmęczeniowej stopów tytanu w tym zakresie temperatur pracy. Naukowcy z Wydziału Mechaniczno-Technologicznego Politechniki Permskiej zbadali właściwości Stop Ti-6Al-4V składa się z aluminium, wanadu i tytanu i ocenił wydajność stopu w maksymalnej temperaturze 351°C.

Według naukowców test został przeprowadzony przy użyciu walcowane na gorąco pręty ze stopu Ti-6Al-4V o średnicy 20 mm, który przeszedł standardową obróbkę cieplną: hartowanie w 966°C i wyżarzanie w 676°C przez 4 godziny; W temperaturze 651°C pręty zostały przetworzone przez cztery wytłoczki kątowe o równej średnicy; na koniec próby mechanicznego rozciągania przeprowadzono w temperaturze pokojowej i 351°C.

Wszystkie próbki użyte do badań zmęczeniowych wykonano metodą toczenia i polerowania mechanicznego, a mikrostrukturę materiału przeanalizowano w przekrojach podłużnych pręta za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej.

W porównaniu ze stopem gruboziarnistym, Ultradrobnoziarnisty stop Ti-6Al-4V otrzymany metodą jednakowego wyciskania kątowego wykazywał wyższą wytrzymałość na rozciąganie i wyższą wytrzymałość w temperaturze pracy 351 °C. Badanie zostało zrealizowane w ramach Akademickiego Programu Strategicznego Przywództwa „Inicjatywy-2030” zgodnie z mandatem krajowym. W 2021 r. Perm University of Technology otrzymał grant w wysokości 100 mln rubli z programu „Inicjatywa-2030”. „Initial-2030” to największy w historii Rosji program wspierający i rozwijający instytucje szkolnictwa wyższego.