Ti-10V-2Fe-3Al үш мәрте қайта балқытылған қорытпаның құрылымдық және технологиялық қасиеттерін зерттеу
##plugins.pubIds.doi.readerDisplayName##:
https://doi.org/10.51301/ejsu.2026.i1.02Ключевые слова:
титан қорытпасы; вакуумды доғалық қайта балқыту; SEM–EDS талдауы; үш мәрте қайта балқыту; α/β-микроқұрылым; морфологияАннотация
Мақалада Ti-10V-2Fe-3Al құрамды үш мәрте қайта балқытылған қорытпаны алу нәтижелері келтірілген. Аталған қорытпаға жүргізілген SEM–EDS талдауының нәтижелері ұсынылып, өнеркәсіптік электродтың биіктігі бойынша Ti-10-2-3 қорытпасының құрылымы анықталған. Алғаш рет салмағы 4.5 т болатын электродтың үш сипаттамалық аймағында – «жоғарғы», «орта 1», «орта 2», «төменгі» – α/β-фазалардың морфологиясы мен жергілікті химиялық құрамын тікелей салыстыру нәтижелері кешенді SEM–EDS талдауы негізінде алынды. Негізгі легирлеуші элементтер (Ti, Al, V) бойынша құйма биіктігі бойымен толық химиялық теңестірілгені және ВДП (вакуумды доғалық қайта балқыту) режимі макросегрегацияның қолайлы деңгейін қамтамасыз ететіні анықталды. Ti-10V-2Fe-3Al қорытпасындағы басты легирлеуші элементтер – Ti, Al және V концентрацияларының сынамалар арасында айтарлықтай өзгермейтіні көрсетілді. SEM–EDS талдауы нәтижелері элементтер концентрациясының шашырауы ≤1–1.5% шегінде екенін көрсетті, бұл ВДП балқытудың сапалы жүргізілгенінің көрсеткіші болып табылады; яғни элементтер концентрацияларындағы айырмашылықтар минималды: Al өзгерістері ±0.5–1.0%, V өзгерістері ±0.5-1.0%, ал Ti тұрақты түрде шамамен ~83-86% үлесті құрайды. Морфологиялық зерттеулер нәтижесінде α/β-құрылымның біркелкі қалыптасқаны, айқын бағаналы сегрегацияның жоқ екені анықталды. α/β-фазалар морфологиясын тікелей салыстыру нәтижелері SEM–EDS профильдері бойынша электродтардың сапасын бақылау әдістемесін әзірлеуге мүмкіндік берді.
Библиографические ссылки
Banerjee, D., & Williams, J.C. (2013). Perspectives on titani-um science and technology. Acta Materialia, 61(3), 844-879. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2012.10.043
Lutjering, G., & Williams, J.C. (2007). Titanium. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540-73036-1
Peters, M., Kumpfert, J., Ward, C.H. & Leyens, C. (2003). Titanium alloys for aerospace applications. Advanced Engi-neering Materials, 5(6), 419-427. https://doi.org/10.1002/adem.200310095
Ballor, J., Li, T., Prima, F., Boehlert, C.J., & Devaraj, A. (2023). A review of the metastable omega phase in beta tita-nium alloys: the phase transformation mechanisms and its effect on mechanical properties. International Materials Re-views, 68(1), 26-45. https://doi.org/10.1080/09506608.2022.2036401
Yang, Z., Kou, H., Li, J., Hu, R., Chang, H., & Zhou, L. (2011). Macrosegregation behavior of Ti-10V-2Fe-3Al alloy during vacuum consumable arc remelting process. Journal of Materials Engineering and Performance, 20(1), 65-70. https://doi.org/10.1007/s11665-010-9645-x
Tahara, M., Hasunuma, K., & Hosoda, H. (2021). Micro-structure of α+ β dual phase formed from isothermal α ″phase via novel decomposition pathway in metastable β-Ti alloy. Journal of Alloys and Compounds, 868, 159237. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159237
Zhou, Z., Xiang, Z., Wang, B., Li, J., Chen, J., & Chen, Z. (2025). Influence of heat treatment on the mechanical prop-erties, microstructure, and strengthening mechanisms of a novel metastable β titanium alloy. Journal of Alloys and Compounds, 1022, 178726. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.178726
Boyer, R.R. (1996) An Overview on the Use of Titanium in the Aerospace Industry. Materials Science and Engineering: A, 213, 103-114. https://doi.org/10.1016/0921-5093(96)10233-1
Taylor, C.M., Abrego Hernandez, S.G., Marshall, M. & Bro-derick, M. (2018). Cutting fluid application for titanium al-loys Ti-6Al-4V and Ti-10V-2Fe-3Al in a finish turning pro-cess. Procedia CIRP, 77, 441-444. https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.08.279
Wang, X., Li, F., Xu, T., Ma, X., Hou, B., Luo, L., & Liu, B. (2021). Microstructure and microhardness evolution of Ti-10V-2Fe-3Al alloy under tensile/torsional deformation modes. Journal of Alloys and Compounds, 881, 160484. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.160484
Ellyson, B., Saville, A., Fezzaa, K., Sun, T., Parab, N., Finfrock, C., Rietema, C. J., Smith, D., Copley, J., Johnson, C., Becker, C. G., Klemm-Toole, J., Kirk, C., Kedir, N., Gao, J., Chen, W., Clarke, K. D., & Clarke, A. J. (2023). High strain rate deformation of aged TRIP Ti-10V-2Fe-3Al (wt.%) examined by in-situ synchrotron X-ray diffraction. Acta Materialia, 245, 118621. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.118621
Zhao, Q., Sun, Q., Xin, S., Chen, Y., Wu, C., Wang, H., Xu, J., Wan, M., Zeng, W., & Zhao, Y. (2022). High-strength ti-tanium alloys for aerospace engineering applications: A re-view on melting-forging process. Materials Science and En-gineering A, 845, 143260. https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.143260
Zhu, E., Li, F., Zhao, Q., Yuan, Z., You, J., & Hashmi, A.F. (2025). Deformation behavior of metastable Ti-10V-2Fe-3Al alloy subjected to varying pre-strain levels: Mechanism and microstructural adaptations. Journal of Alloys and Com-pounds, 1029, 180798. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.180798
Qi, L., Zhang, K., Qiao, X., Huang, L., Huang, X. & Zhao, X. (2020). Microstructural evolution in the surface of Ti–10V–2Fe–3Al alloy by solution treatments. Progress in Nat-ural Science: Materials International, 30(1), 106-109. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2020.01.011
Qi, L., Qiao, X., Huang, L., Huang, X., Xiao, W. & Zhao, X. (2019). Effect of cold rolling deformation on the microstruc-ture and properties of Ti-10V-2Fe-3Al alloy. Materials Characterization, 155, 109789. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2019.109789
Qi, L., Qiao, X., Huang, L., Huang, X. & Zhao, X. (2019). Effect of structural stability on the stress induced martensitic transformation in Ti-10V-2Fe-3Al alloy. Materials Science and Engineering A, 756, 381–388. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.04.058
Danard, Y., Poulain, R., Garcia, M., Guillou, R., Thiaudière, D., Mantrid, S., Banerjee, R., Sun, F. & Prima, F. (2019). Mi-crostructure design and in-situ investigation of TRIP/TWIP effects in a forged dual-phase Ti–10V–2Fe–3Al alloy. Mate-rialia, 8, 100507. https://doi.org/10.1016/j.mtla.2019.100507
Brozek, C., Sun, F., Vermaut, P., Millet, Y., Lenain, A., Embury, D., Jacques, P. J., & Prima, F. (2016). A β-titanium alloy with extra high strain-hardening rate: Design and me-chanical properties. Scripta Materialia, 114, 60-64. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2015.11.020
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Engineering Journal of Satbayev University
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
<div class="pkpfooter-son">
<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/"><img alt="Creative Commons License" style="border-width:0" src="https://i.creativecommons.org/l/by-nc/4.0/80x15.png"></a><br>This work is licensed under a <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/">Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License</a>.
</div>
