Вплив структури на демпфувальну здатність технічно чистого титану ВТ1-0

Abstract

В роботі проведена оцінка впливу інтенсивної пластичної деформації на демпфувальні властивості титану ВТ1-0. Було досліджено зразки у вихідному (литому) стані, отримані гвинтовою екструзією та відпалені. Встановлено, що найвищі демпфувальні властивості має титан в литому стані. Відпалення литих зразків призводить до різкого зниження рівня розсіювання енергії (у 2,4 рази). Субмікрокристалічні зразки титану ВТ1-0 після гвинтової екструзії мають менший логарифмічний декремент коливань порівняно з литими зразками. Проте субмікрокристалічні зразки відзначаються більш кращою здатністю гасіння коливань по відношенню до відпалених зразків (в 1,73 рази вище за відпалений зразок).

В работе проведена оценка влияния интенсивной пластической деформации на демпфирующие свойства титана ВТ1-0. Исследовали образцы в исходном (литом) состоянии, полученные винтовой экструзией и отожженные при комнатной температуре. Установлено, что высокие демпфирующие свойства имеет титан в литом состоянии. Отжиг литых образцов приводит к резкому снижению уровня рассеяния энергии (в 2,4 раза). Образцы титана ВТ1-0 с субмикрокристаллической структурой полученной винтовой экструзией имеют меньший логарифмический декремент колебаний по сравнению с литым состоянием, однако отмечаются лучшей способностью гашения колебаний по отношению к отожженному образцу (в 1,73 раза выше отожженного). При изготовлении большого числа реальных изделий из α-титана используют заготовки находящиеся в равновесном состоянии, после отжига. Поэтому, поскольку интенсивная пластическая деформация положительно влияет на демпфирующие свойства титана ВТ1-0, по сравнению с отожженной состоянием, то ее использование при изготовле- нии изделий, работающих в условиях переменных нагрузок позволит повысить их долговечность. Дополнительное проведение термической обработки деформированных образцов может несколько повысить логарифмический декремент колебаний, вследствие снижения внутренних напряжений и количества дефектов.

In work the comparative assessment of the impact of severe plastic deformation on the properties of titanium damping VT1-0 in the original (cast) states obtained screw extrusion and annealed at 500 ° C for 1 hour with the equilibrium structure of homogeneous microstructure grains tests were conducted at room temperature (20 ° C). Comparative evaluation of the magnitude logarithmic decrement of oscillations revealed that the highest damping property has a titanium cast condition (δ = 3,6%). Annealing cast samples leads to a dramatic reduction in energy dissipation (2.4 times, δ = 1,5%). Samples of titanium VT1-0 submicrocrystalline structure obtained screw extrusion have less logarithmic decrement of oscillations as compared to the cast, but observed a higher potential for vibration relative to the annealed sample which is characterized by values of logarithmic decrement of vibrations δ = 2,6% (1, 73 times higher than the annealed sample). Since titanium VT1-0 in the cast state has a coarse flaky structure that is formed on the basis of orientation due in nonequilibrium conditions of crystallization, the resulting structure can be seen in some volume as layered, so at the expense of an increase damping ability. Contribution to increase the value of logarithmic decrement of oscillations may also make consolidation deployment, which is characteristic of molten state of the material during the formation of impurity atmospheres. Properties scattering fluctuations in samples annealed condition appeared to be the lowest. This is due to several factors: - Obtained after annealing the structure has a lower boundary length large angular compared with samples in the deformed state. Higher values of the logarithmic decrement of oscillations in the cast sample features are the result of the crystal structure of the lamellar morphology of α-crystals and consequently a greater extent large angular division boundaries. In samples from submicrocrystalline structure after severe plastic deformation is more intense scattering fluctuations (compared to annealed) is the result of the formation ultra-fine grain structure with advanced grid large angular boundaries; - During annealing significant number of dislocations moved to Intergrain surface separation, resulting in lower internal stress fields and the number of defects that could provide an additional contribution to the value of internal friction. Decrease (compared to the cast as) logarithmic decrement of oscillations due to severe plastic deformation is the result of accrued significant plastic deformation. The resultant structure with a large number of linear defects that have a length of dislocation loops are much lower than in the cast material. Reduced mobility of dislocations in the presence of stress fields leads to some deterioration damping properties submicrocrystalline material. For more information on the value of logarithmic decrement of vibrations can affect the movement of jobs during cyclic loading of the stretched areas to compressed. Because the process of severe plastic deformation conditions for saturation of the material a lot of jobs, it can cause reduction of internal friction in the material, because fixing dislocations and shorter loops. Thus, one could argue that intensive plastic deformation positively affect the properties of titanium damping VT1-0 compared to the annealed condition. The use of such material in the manufacture of parts operating under conditions of variable loads will increase their durability.