Metastable beta Ti-based and Zr-based alloys

Abstract

Title: Metastable beta Ti-based and Zr-based alloys Author: Anna Veverková Department: Department of Physics of Materials Supervisor: Doc. PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D, Department of Physics of Materials Keywords: Metastable β titanium alloys, metastable β zirconium alloys, spark plasma sintering, phase transformations, high energy X-ray diffraction Abstract: Metastable β alloys based on titanium and zirconium are important construction materials, used in aerospace and nuclear applications, respectively. Mechanical and functional properties of metastable β-Ti alloys are governed by complex phase transformations, and this thesis shows that the same applies to metastable β-Zr alloys. This thesis investigates phase transformations in metastable β TiMo (Ti12Mo, Ti15Mo, Ti18Mo) and ZrNb (Zr12Nb, Zr15Nb, Zr18Nb) alloys to evaluate the influence of β-stabilizing elements and the transferability of transformation concepts between these systems. Alloys were prepared by casting and spark plasma sintering, solution treated, and studied during linear heating (5 řC/min). In-situ high-energy X-ray diffraction was combined with electrical resistance, calorimetry, and dilatometry. Microstructure and microhardness were characterized ex-situ. All alloys exhibit a comparable transformation sequence involving β, ω, and α...

Název práce: Metastabilní beta slitiny na bázi titanu a zirkonia Autor: Anna Veverková Katedra: Katedra fyziky materiálů Vedoucí disertační práce: Doc. PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D, Katedra fyziky materiálů Klíčová slova: Metastabilní β slitiny titanu, metastabilní β slitiny zirkonia, sintrování elektrickým proudem, fázové transformace, vysokoenergetická synchrotronová rentgenová difrakce Abstrakt: Metastabilní β slitiny na bázi titanu a zirkonia představují důležitou skupinu konstrukčních materiálů využívaných zejména v leteckém a jaderném průmyslu. Jejich mechanické i funkční vlastnosti jsou určovány komplexními fázovými přeměnami. Tato práce ukazuje, že principy známé z metastabilních β-Ti slitin lze uplatnit i u metastabilních β-Zr slitin. Disertace se zaměřuje na studium fázových přeměn v systémech TiMo (Ti12Mo, Ti15Mo, Ti18Mo) a ZrNb (Zr12Nb, Zr15Nb, Zr18Nb) s cílem posoudit vliv β-stabilizačních prvků a ověřit přenositelnost konceptů mezi oběma materiálovými třídami. Slitiny byly připraveny odléváním i sintrováním elektrickým proudem (SPS). Následně byly slitiny podrobeny rozpouštěcímu žíhání a lineárnímu ohřevu (5 řC/min). In-situ vysokoenergetická synchrotronová rentgenová difrakce byla kombinována s měřením elektrické rezistivity, kalorimetrií a dilatometrií. Mikrostruktura a mikrotvrdost byly...