МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕЛЕГИРОВАННОГО ТИТАНА ВТ1-0, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДАМИ ПОСЛОЙНОГО ЛАЗЕРНОГО СПЛАВЛЕНИЯ И ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

Аннотация

При использовании технологий послойного лазерного сплавления и ротационной ковки получен нелегированный титан ВТ10, обладающий рекордными прочностными свойствами: предел прочности составляет 1350 МПа, а это превосходит в 3 раза значения для титана, полученного с использованием стандартных технологий, и превышает значения для высоколегированного сплава Ti6%Al4%V типа ВТ6. Причинами повышения прочностных характеристик титана ВТ10 являются мелкодисперсная мартенситная микроструктура, которая возникает вследствие высоких скоростей кристаллизации в процессе послойного лазерного сплавления, и ее дополнительное измельчение в процессе ротационной ковки. С целью изучения термической стабильности механических свойств титана ВТ10, полученного с использованием различных технологий, проведены исследования влияния температуры отжига в диапазоне 100–800 °С на предел прочности и относительное удлинение после разрыва. Исследования показали, что зависимость предела прочности от температуры отжига для образцов титана ВТ10 после послойного лазерного сплавления и ротационной ковки имеет три стадии. После термической обработки при 800 °С значения предела прочности снижаются на 25–35%. Значения удлинения в результате разрыва для образцов титана ВТ10 после послойного лазерного сплавления и ротационной ковки монотонно увеличиваются от 8–12 до 18–23% при увеличении температуры отжига в интервале 100–800 °С. Продемонстрированы возможности методов послойного лазерного сплавления, ротационной ковки и термической обработки, позволяющие эффективно управлять механическими характеристиками титана ВТ10 – перспективного материала для изготовления остеоинтегрируемых медицинских изделий. Совместное применение указанных методов позволяет получать титан ВТ10 с заданным в широком диапазоне сочетанием прочностных и пластических характеристик.