To-titanlegeringer er meget udbredt i rumfarts- og motorfremstilling på grund af deres høje specifikke styrke og korrosionsbestandighed, men at forbedre deres holdbarhed er en presserende opgave i udviklingen og produktionen af gasturbinemotorkomponenter, såsom tryksatte vinger og skiver, som udsættes for høje trækbelastninger under drift.
I øjeblikket er tofasede submikrokrystallinske titanlegeringer i vid udstrækning brugt over hele verden til fremstilling af gasturbinemotorkomponenter, der arbejder ved høje cykliske belastninger og høje temperaturer på 201-351 grader. Til dato er udmattelsesstyrken af titanlegeringer i dette driftstemperaturområde dog ikke blevet undersøgt. Forskere ved Perm Polytechnic University's Fakultet for Mekanik og Teknologi studerede egenskaberne af Ti-6Al-4V-legeringen, som består af aluminium, vanadium og titanium, og evaluerede legeringen ved den maksimale temperatur på 351 grader.
Ifølge forskerne blev testen udført ved hjælp af varm-valsede Ti-6Al-4V legeringsstænger med en diameter på 20 millimeter, som undergik en standard varmebehandling: hærdning ved en temperatur på 966 grader og udglødning ved en temperatur på 676 grader i fire timer; derefter blev stængerne bearbejdet i fire vinkelekstruderinger med lige store afstande ved en temperatur på 651 grader; og til sidst blev de udsat for test af mekanisk trækstyrke ved både stuetemperatur og ved en temperatur på 351 grader.
Alle prøver, der blev brugt til udmattelsestest, blev lavet ved drejning og mekanisk polering, og materialets mikrostruktur blev analyseret i længdesnit af stængerne ved hjælp af et transmissionselektronmikroskop.
Ti-6Al-4V ultrafin-krystallinsk legering opnået ved ækvidistant vinkelekstrudering udviste højere trækstyrke og højere styrke ved en driftstemperatur på 351 grader sammenlignet med den grovkrystallinske legering. Forskningen er udført i overensstemmelse med de nationale opgaver inden for rammerne af det akademiske strategiske lederprogram "Pionerer-2030". Perm Polytechnic University har modtaget et tilskud på 100 millioner rubler for 2021 under programmet "Initiative-2030".
