Phase transformations and microstructure changes in TIMET LCB alloy

Abstract

V předložené práci byly studovány fázové transformace slitiny titanu TIMETAL LCB a jejich vliv na mechanické vlastnosti materiálu. Výchozí stavy byly připraveny pomocí rozpouštěcího žíhání nad teplotou β-přechodu a následně žíhány ve vysokoteplotní oblasti α+β. Takto bylo dosaženo různých morfologií primární α fáze s konstantním objemovým podílem na hranicích zrn. Takto připravený materiál byl podroben nízkoteplotnímu žíhání při 400 ◦ C, 450 ◦ C a 500 ◦ C. Fázové transformace byly studovány prostřednictvím rentgenové difrakce (XRD), skenovací elektronové mikroskopie (SEM), diferenciální sken- ovací kalorimetrie (DSC) a měření rezistivity. Mechanické vlastnosti byly vy- hodnoceny pomocí měření mikrotvrdosti a provedením tahových zkoušek. Bylo prokázáno, že po žíhání materiálu při teplotách 400 ◦ C a 450 ◦ C vzniká metasta- bilní ω fáze, která se po dlouhodobějším žíhání transformuje na drobné pre- cipitáty fáze α. Tyto precipitáty způsobují výrazné zvýšení hodnot mikrotvr- dosti a meze kluzu. Klíčová slova: Metastabilní β-slitiny titanu, fázové transformace, mikrostrukturní změny, ω fáze

In the present work, phase transformations in TIMETAL LCB titanium alloy and their influence on mechanical properties were studied. Different initial con- ditions were prepared by solution treating above β-transus immediately followed by heat treatment in α/β temperature regime. These resulted in different grain boundary α thicknesses and contiguities at a fixed α volume fraction. The sub- sequent ageing response of this material was studied by low temperature ageing at 400 ◦ C, 450 ◦ C and 500 ◦ C. Phase transformations were studied by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and resistivity measurements. Mechanical properties were investigated using microhardness measurements and tensile tests. It has been proved that metastable ω phase is formed during annealing at 400 ◦ C and 450 ◦ C. ω particles further transform to very fine precipitates of α phase when exposed to annealing for longer time periods. These fine precipitates significantly con- tribute to increase of microhardness and achieving high value of yield stress. Keywords: Metastable beta Ti alloys, phase transformations, microstructure changes, ω phase