两相钛合金因其高比强度和耐腐蚀性而广泛用于航空和发动机制造。然而，提高它们的耐久性极限仍然是燃气涡轮发动机部件（例如压缩机叶片和盘）的开发和生产中的一项紧迫任务，这些部件在运行期间会承受显着的拉伸载荷。彼尔姆理工大学机械与技术学院的科学家与来自 Ufa 的同事研究了由铝、钒和钛组成的 Ti-6Al-4V 合金的性能，并评估了该合金在最高可能温度下的工程前景351摄氏度。
UMP 合金在 900 MPa 应力下测试后的样品断裂表面图像
和之之研究发表在高度评价的金属 | MDPI 2022 的开放获取期刊。迄今为止，使用两相亚微晶钛合金生产在高循环载荷和从 201 到 351 摄氏度的高温条件下运行的燃气涡轮发动机部件的可能性是已知的。然而，迄今为止，尚未对该合金在工作温度下的疲劳强度进行研究。
“实验是使用直径为 20 毫米的 Ti-6Al-4V 合金热轧棒材进行的。它们经过标准热处理，包括在 966 摄氏度下淬火，然后在 676 度下退火 4 小时。之后，棒材在 ECAP 单元中在 651 度的温度下进行了四次加工。
疲劳测试样品
在室温和351度的温度下进行机械拉伸试验。拉伸试验样品具有初始长度为 15 毫米、直径为 3 毫米的圆柱形校准截面。所有疲劳试验样品均通过车削和机械抛光制造。使用透射电子显微镜在棒的纵向截面中分析了材料的微观结构，”机械与技术学院院长、PNRPU Mikhail Pesin 教授解释道。
与粗晶合金相比，等通道角压制生产的Ti-6Al-4V超细晶合金在351度的工作温度下表现出更高的抗拉强度和高强度。实验表明，广泛使用的两相 Ti-6Al-4V 钛合金的晶粒减少增加了其在室温下的耐久性极限。
研究是根据国家任务FSNM-2020-0027“开发用于描述结构不均匀材料的力学行为并从中设计结构的理论和实验方法和方法”进行的。这些工作的延续包含在 Priority 2030 项目的主题中——“使用具有超细晶粒结构的功能材料，为在极端条件下运行的航空航天设备设计和制造产品的技术科学基础。”
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