Microstructure and mechanical properties of ultra-fine grained titanium alloys

Abstract

Název práce: Mikrostruktura a mechanické vlastnosti ultrajemnozrnných slitin titanu Autor: Bc. Kristína Václavová Katedra / Ústav: Katedra fyziky materiálů Vedoucí diplomové práce: PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D. Abstrakt: Metastabilní β-slitiny titanu Ti-15Mo a Ti-6,8Mo-4,5Fe-1,5Al (TIMETAL LCB) byly připraveny metodou torze za vysokého tlaku (HPT), která patří mezi metody intenzivní plastické deformace (SPD). Mikrotvrdost slitin Ti-15Mo a TIMETAL LCB se zvyšuje s rostoucí vloženou deformací - tedy se zvyšujícím se počtem otáček HPT a také s rostoucí vzdáleností od středu vzorku. Nejvyšší hodnoty mikrotvrdosti po deformaci HPT výrazně převyšují mikrotvrdost dvoufázového α + β materiálu po tepelném zpracování. Deformovaná mikrostruktura byla studována rastrovací elektronovou mikroskopií a difrakcí zpětně odražených elektronů (EBSD). Výrazné dvojčatění bylo pozorováno u obou studovaných slitin. Mechanismus vícenásobného dvojčatění výrazně přispívá k fragmentaci zrn a tedy ke zjemnění mikrostruktury. Struktura defektů ve slitině Ti-15Mo byla studována pomocí pozitronové anihilační spektroskopie. Jedinými defekty detekovanými pozitronovou anihilační spektroskopií jsou dislokace. Hustota dislokací se zvyšuje s počtem HPT otáček a s rostoucí vzdáleností od středu vzorku. Nárůst hustoty dislokací je podstatným...

Title: Microstructure and mechanical properties of ultra-fine grained titanium alloys Author: Bc. Kristína Václavová Department / Institute: Department of Physics of Materials Supervisor of the master thesis: PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D. Abstract: Metastable β-Ti alloys Ti-15Mo and Ti-6.8Mo-4.5Fe-1.5Al (TIMETAL LCB) were subjected to severe plastic deformation by high pressure torsion. Microhardness of Ti-15Mo and TIMETAL LCB alloys increases with increasing inserted deformation, i.e. with increasing number of HPT rotations and also with increasing distance from the centre of the sample. The highest microhardness after HPT exceeds significantly the microhardness of two-phase α + β heat-treated material. Increasingly deformed microstructure was also demonstrated by scanning electron microscopy and by electron back-scattered diffraction (EBSD). Significant twinning was observed in both studied alloys. Mechanism of multiple twinning contributes notably to the fragmentation of grains and thus to the refinement of the microstructure. Defect structure in Ti-15Mo alloy was studied by positron annihilation spectroscopy. It was proved that dislocations are the only detectable defects in the material by positron annihilation spectroscopy and that dislocation density increases with the number of HPT revolution and...