Структура и деформационное поведение композита TiiTiB, полученного искровым плазменным спеканием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Озеров Максим Сергеевич

• Озеров Максим Сергеевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Озеров Максим Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Композиционные материалы с металлической матрицей, упрочненные высокотвердыми армирующими компонентами (металл-матричные композиты)

1.2 Технологии получения композитов. Искровое плазменное спекание

1.3 Микроструктура композитов Т^/Т^Б

1.4 Механические свойства композитов Т1/Т1Б

1.5 Деформационно -термическая обработка композитов Т1/Т1Б

1.6 Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Материалы исследования

2.2 Получение композита Т^/Т^Б

2.2.1 Структура и механические свойства композита в зависимости от условий перемешивания

2.2.2 Структура и механические свойства композита в зависимости от температуры искрового плазменного спекания и доли армирующего компонента

2.3 Механические испытания

2.3.1 Механические испытания на растяжение

2.3.2 Механические испытания на осадку

2.3.3 Измерение микротвердости

2.3.4 Оценка трещиностойкости

2.4 Всесторонняя изотермическая деформация

2.5 Кручение под высоким давлением

2.6 Анализ энергии активации пластической деформации

2.7 Методика исследования коррозионной стойкости

2.8 Микроструктурные исследования

2.8.1 Исследование микроструктуры методом растровой электронной микроскопии (РЭМ)

2.8.2 Исследование микроструктуры методом просвечивающей электронной

микроскопии (ПЭМ)

2.8.3 Рентгеноструктурный анализ

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТА Т1/Т1В

3.1 Влияние а^Р фазового перехода на формирование ориентационных соотношений межфазных границ Т1/Т1В

3.2 Исходная микроструктура композита

3.3 Механические свойства композита

Выводы по главе

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ДЕФОРМАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЮ МИКРОСТРУКТУРЫ КОМПОЗИТА Т1/Т1В

4.1 Механическое поведение композита в ходе осадки

4.2 Эволюция микроструктуры композита в ходе осадки

4.3 Анализ энергии активации пластической деформации

4.4 Выбор температурно -скоростного режима деформации

4.5 Влияние кручения под высоким давлением на микроструктуру и механические свойства композита

Выводы по главе

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА МИКРОСТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТА Т1/Т1В

5.1 Механическое поведение и эволюция микроструктуры композита в ходе всесторонней изотермической деформации

5.2 Механические свойства композита после всесторонней изотермической деформации

5.3 Влияние всесторонней изотермической деформации на износостойкость и коррозионные свойства композита

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура и деформационное поведение композита TiiTiB, полученного искровым плазменным спеканием»

Актуальность темы исследования

Благодаря широкому комплексу привлекательных свойств, таких как высокая удельная прочность, коррозионная стойкость, биосовместимость, титан и сплавы на его основе широко востребованы в различных отраслях машиностроения и в медицине. Однако применение титана и малолегированных титановых сплавов часто ограничивается их недостаточно высокой абсолютной прочностью, твердостью и износостойкостью.

Упрочнение титана может быть достигнуто за счет создания металл -матричных композиционных материалов с использованием в качестве армирующего компонента таких высокотвердых соединений как TiB, ^^ TiN. По сравнению с остальными упрочнителями, TiB имеет высокую устойчивость при больших температурах синтеза, близкие к титану плотность и коэффициент термического расширения, а также обладает хорошим кристаллографическим сопряжением с титановой матрицей, обеспечивая тем самым минимальные остаточные напряжения. Одним из перспективных методов создания композиционных материалов является искровое плазменное спекание (ИПС). В ходе синтеза композита Ti/TiB протекает химическая реакция 2Ti+TiB2=Ti+2TiB, в результате чего в титановой матрице образуется прочная волокнистая фаза TiB. Метод ИПС позволяет проводить синтез при относительно низкой температуре и за короткое время, что, с одной стороны, обеспечивает высокую производительность процесса при достижении практически 100% плотности заготовок, а, с другой, не приводит к существенному росту структурных элементов, позволяя получать наноструктурное состояние в композите.

Доля армирующего компонента, параметры синтеза и дальнейшей деформационно-термической обработки оказывают значительное влияние на структуру и свойства композита. Данная проблема в той или иной степени являлась предметом исследований в последние годы, однако до сих пор остаются определенные неизученные вопросы. В частности, слабо изучено формирование

ориентационного соотношения между матрицей и упрочнителем в ходе синтеза в в области и последующей трансформации в фазы в а фазу в результате охлаждения. Из-за более низкой симметрии кристаллической решетки а фазы известное идеальное ориентационное соотношение между а матрицей и волокнами борида титана может не выполняться, что вероятно приведет к более высокой плотности дислокаций в структуре композита, полученного в в области, что, в свою очередь, должно оказать влияние на механические свойства композита.

Другой важный вопрос связан с влиянием упрочняющей фазы TiB на механические свойства композита. Присутствие армирующего компонента способно не только значительно повысить прочность, но и существенно снизить пластичность композита. Известно, что за счет высокотемпературной деформации можно добиться существенного повышения пластичности в композитах на основе титана. Однако в настоящее время в научной литературе представлено недостаточно исследований, позволяющих определить влияние параметров деформационно-термической обработки на эволюцию микроструктуры, а также возможный уровень механических (прочность, пластичность, твердость) и функциональных свойств (сопротивление износу и коррозии) синтезированного композита Ti/TiB.

Таким образом, исследование структуры и деформационного поведения композита Ti/TiB, синтезированного в разных фазовых областях и на основе полученных данных разработка режима деформационно -термической обработки для повышения пластичности композита является весьма актуальным.

Степень разработанности темы исследования

Интерес к изучению микроструктуры и механических свойств композита Ti/TiB возрастал в течение последних десятилетий. Пионерские работы, показывающие высокий уровень механических свойств композита, были выполнены T.Saito, Z. Fan, P. Goodwin. В начале 2000-х годов внимание исследователей обратил на себя процесс искрового плазменного спекания как

перспективный метод синтеза композиционных материалов с металлической матрицей, в том числе и Ti/TiB композитов. H. Feng установил определенные закономерности формирования микроструктуры композитов, экспериментально определив ориентационные соотношения Ti/TiB и направление роста волокон TiB в титановой матрице. M. Koo показал влияние размерных параметров волокон TiB на механические свойства композита. K. Morsi систематизировал проведенные исследования ученых и опубликовал сравнительный обзор различных методов, позволяющих синтезировать композит. При этом на момент определения цели исследования отсутствовали данные по влиянию а^Р перехода в титане на ориентационные соотношения межфазной границы Ti/TiB, которая, в свою очередь, может оказать значительное влияние на механические свойства композита.

В последнее десятилетние появились работы по исследованию влияния горячей деформации на эволюцию микроструктуры и механические свойства композита Ti/TiB. V. Imayev и R. Gaisin, C. Zhang, L. Huang с соавторами показали возможность повышения пластичности композита посредством деформационно -термической обработки (ДТО). W. G. Hutchison, F.J. Humphreys, Y.L. Liu обнаружили, что в ходе ДТО можно измельчить в случае частиц или разбить на более мелкие фрагменты в случае волокон армирующие компоненты, что может благоприятно сказаться на пластичности композита. Результаты работ C. Zhang и L. Huang показывают заметное повышение прочности и пластичности композита после прокатки. Однако подобных исследований встречается не много. В связи с тем, что подавляющее количество исследований в области композитов с металлической матрицей, упрочненных частицами или волокнами армирующих компонентов, было сосредоточено на исходной микроструктуре и механических свойствах, мало внимания уделялось исследованиям механического поведения и эволюции микроструктуры композитов в ходе деформационно -термической обработки. Следовательно, имеется только ограниченная информация, которая могла бы позволить разработать приемлемый режим деформационно-термической обработки композита Ti/TiB.

Таким образом, целью работы является установление влияния температуры искрового плазменного спекания и последующей деформационно -термической обработки на механизмы формирования структуры и свойства композита Ti/TiB.

Для реализации вышеизложенной цели решались следующие частные задачи:

1. Определить влияние а^Р фазового перехода на ориентационные соотношения между титановой матрицей и волокнами борида титана и установить зависимость структуры и механических свойств композита Ti/TiB от температуры искрового плазменного спекания в разных фазовых областях;

2. Выявить влияние деформационно -термической обработки на механическое поведение, механизмы формирования структуры и вклады механизмов упрочнения композита Ti/TiB;

3. Определить режимы деформационно-термической обработки, улучшающей комплекс механических свойств композита Ti/TiB.

Научная новизна:

1. Показано, что известное идеальное ориентационное соотношение между а фазой и упрочнителем ^ (0001)а // (001)Ш и [11-20]а // [010]^) может не выполняться в случае синтеза выше температуры полиморфного превращения и трансформации в фазы в а фазу. Определены 5 возможных вариантов ориентационного соотношения а-Ti/TiB из которых минимальное отклонение между между плоскостями (-1101)а и (001)ТiB составляет 1.4°, а между направлениями [10-11]а и [010]TiB - 4.2°

2. Установлено, что отклонение от идеального ориентационного соотношения между титановой матрицей и упрочнителем TiB после синтеза в в области, приводит к повышению прочности и уменьшению пластичности материала из-за большей плотности дислокаций в структуре, по сравнению с композитом, синтезированном в а области.

3. По результатам микроструктурных исследований и анализа энергии активации пластической деформации титановой матрицы композита ^Т1Б показана зависимость механизмов формирования структуры от температуры деформации: формирование ячеистой микроструктуры с высокой плотностью

дислокаций при 500°С; развитие непрерывной динамической рекристаллизации при 700°С и протекание динамической рекристаллизации по прерывистому механизму выше 850°С.

4. Установлено, что всесторонняя изотермическая деформация при 700 и 850°С до накопленной степени деформации Хе=5,2 позволяет существенно повысить пластичность композита без значительного падения прочности.

5. Показано, что наибольший вклад (~60%) в общую прочность композита Т^/Т^Б, подвергнутого большой (интенсивной) пластической деформации, вносит дисперсионное упрочнение от частиц Т1Б, тогда как суммарный вклад субструктурного и зернограничного упрочнения примерно в два раза ниже.

Теоретическая и практическая значимость работы:

Теоретическая значимость работы заключается в получении новых результатов в области исследования условий получения композита Т1/Т1В и влияния горячей деформации на его структуру и свойства. В частности, показано влияние а^Р превращения на ориентационное соотношения между матрицей и упрочнителем и механическое поведение композита. Установлено влияние условий деформационно -термической обработки на эволюцию микроструктуры и свойства композита Т^/Т^Б. Проанализирован вклад различных механизмов упрочения в общую прочность композита, подвергнутого деформационно -термической обработке.

Определена температура искрового плазменного спекания и разработан режим деформационно -термической обработки композита Т^/Т^Б, обеспечивающие повышение пластичности при сохранении высокой прочности, твердости и коррозионных свойств.

Получен патент на изобретение RU № 2711699 С1, регистрация 21.01.2020 «Способ получения композиционного материала Т1/Т1В», Озеров М.С., Соколовский В.С., Климова М.В., Степанов Н.Д., Жеребцов С.В.

Методология и методы диссертационного исследования

Для методик, использованных в работе для получения композита и исследования его структуры и свойств, основой послужили работы ведущих мировых ученых в области изучения металл-матричных композитов и деформационно-термической обработки металлов, а также основы физики твердого тела и физических методов исследования, материаловедения, физики прочности и пластичности.

В диссертационной работе была использована технология искрового плазменного спекания, структурные методы исследования, такие как сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, механические испытания на одноосное растяжение и сжатие, измерение твердости, исследование износостойкости и коррозионных свойств, что позволило выполнить поставленную цель работы и решить все задачи.

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты:

1. Результаты определения возможных неидеальных ориентационных соотношений а-^ матрицы и упрочнителя TiB, оказывающих влияние на механические свойства композита.

2. Результаты исследования эволюции микроструктуры титановой матрицы и упрочнителя TiB композита Ti/TiB в ходе деформационно -термической обработки.

3. Вклад механизмов упрочнения в результирующую прочность композита.

4. Режим деформационно-термической обработки композита Ti/TiB, позволяющий обеспечить пластичность композита при комнатной температуре.

Достоверность и обоснованность результатов диссертационного исследования обеспечивается глубоким анализом литературных данных о современном состоянии исследований по данной тематике, применением новейших и эффективных методов исследования с использованием комплекса экспериментального оборудования мирового уровня, отвечающего всем

требованиям техники, а также комплексным подходом к исследованию и проверкой полученных результатов несколькими методами.

Апробация результатов работы

Материалы диссертации докладывались на следующих конференциях:

1) Тринадцатая всероссийская с международным участием школа-семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова, Черноголовка. 25 ноября 2015 г.

2) XV international conference on intergranular and interphase boundaries in materials, Москва. 23-27 мая 2016 г.

3) Второй междисциплинарный молодежный научный форум с международным участием «Новые материалы» 2016. 31.05.2016 г. Сочи.

4) Научно-технический семинар «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке материалов», Москва. 25-28 октября 2016 г.

5) 14 International Symposium on Physics of Materials (ISPMA 14), 10-15.09. 2017 г. Чехия, г. Прага.

6) 12-ая Международная научно-техническая конференция «Современные металлические материалы и технологии» (CMMT 17), Санкт-Петербург, 3-7 июля 2017 г.

7) European congress and exhibition on advanced materials and processes EUROMAT 2017, 17-22 сентября 2017 г. Греция, г. Салоники.

8) The 14 World conference on titanium. 10-14 июля 2019 г. Франция, г. Нант,

Вклад автора

Вклад автора в полученные результаты состоит в выполнении основного блока экспериментальных исследований: получение образцов композита, участие в разработке и выборе методик проведения экспериментов, проведение экспериментов, структурных исследований и механических испытаний, обработка и анализ результатов исследований, а также в обсуждении полученных результатов, подготовке докладов, написании статей и патента.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 11 публикаций в научных журналах, включенных в перечень рецензируемых научных изданий, определенных ВАК, один патент и 10 тезисов в сборниках трудов конференций. 5 работ опубликовано в высокорейтинговых журналах первого квартиля.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы; изложена на 139 страницах, включает 82 рисунков и 8 таблиц. Список литературы содержит 142 наименования.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Титан и сплавы на его основе показывают высокие значения удельной прочности, коррозионной стойкости, обладают превосходной

биосовместимостью, что определяет их широкое использование в различных отраслях техники и в медицине. Кроме того, титан обладает высокой стойкостью к окислению, что открывает широкий потенциал для применения в аэрокосмической промышленности, судостроении и медицине [1-3]. Однако использование титана и малолегированных титановых сплавов часто ограничивается их недостаточной прочностью, твердостью и износостойкостью. Одним из интенсивно развивающихся в последние годы подходов, позволяющих преодолеть эти ограничения, является получение композитов на основе титановой матрицы, в которых упрочнение осуществляется за счет введения в пластичную матрицу высокотвердых армирующих компонентов.

1.1 Композиционные материалы с металлической матрицей, упрочненные высокотвердыми армирующими компонентами (металл-матричные

композиты)

Металл-матричные композиты (ММК) были одним из ключевых предметов исследования в области материаловедения в последние два десятилетия. Большое количество работ связано с алюминием и другим металлическими матрицами, обладающими высоким значением удельной прочности. ММК можно разделить на 3 группы: армированные длинными непрерывными волокнами, коротковолокнистые и армированные частицами (Рисунок 1.1).

Непрерывные волокна Короткие волокна Частицы

Рисунок 1.1 - Схематическое изображение видов ММК [4].

Упроченные непрерывными волокнами композиты с Al-матрицей нашли свое применение в авиационной промышленности в производстве силовых элементов фюзеляжа и крыльев самолетов благодаря высокой упругости и небольшому весу. Поэтому на сегодняшний день большинство современных ММК, как в области исследований и разработок, так и в различных промышленных применениях, основаны на алюминии и его сплавах [5-8]. Высокие значения пластичности, высокие коррозионные свойства алюминия, а также небольшой вес и сравнительно невысокая стоимость обеспечивает его востребованность в автомобильной и авиационной промышленности. Композиты на основе титана помимо известных преимуществ титановой матрицы (высокая удельная прочность, коррозионная стойкость, биосовместимость) конкурентоспособны с алюминиевыми композиционными материалами благодаря более широкой области рабочих температур (Рисунок 1.2) и возможности получения высоких значений прочности, твёрдости и износостойкости посредством создания коротковолокнистых ММК (Рисунок 1.1) [9-11]. Существует преобладающая потребность в том, чтобы сделать титан конкурентоспособным с высокопрочными сталями в специализированных применениях, которые требуют свойств, превышающих уровни, обеспечиваемые обычными титановыми сплавами. Это продолжает стимулировать попытки

исследовать новые концепции материалов, такие как титановые композиты. Возможность того, что титановые композиты могут быть гораздо менее дорогостоящими и легко поддающимися изготовлению по сравнению с композитами с металлической матрицей, армированных непрерывным волокном, также является ощутимым стимулом в развитии этой области

Рисунок 1.2 - Области рабочих температур ММК [4].

Среди армирующих компонентов, способных повысить прочность титана и сплавов на его основе можно выделить следующие соединения: TiB, TiN, Б4С, ZrC, БЮ, ТЮ и Л12Оз [12-15]. Т1Б и ТЮ являются привлекательными ввиду высоких значений модуля Юнга. В работе [15] показано, что частицы ТЮ неустойчивы во время термической обработки, быстро растут и образуют ряд химических соединений в ходе синтеза и термической обработки. Т1Б имеет химическую инертность по отношению к матрице. Упрочнители Т1В остаются стабильными в течение 100 часов при постоянной температуре синтеза с размером волокон TiB ~3х8 мкм. Стабильность Т1В в титановой матрице наблюдали и в исследовании [16]. Подобная высокая стабильность частиц Т1В обусловлена низкой растворимостью бора в титане <0,001 ат.%, в сравнении с 1,8 ат.% для азота и 22 ат.% для углерода. TiB имеет практически аналогичный с

титановой матрицей коэффициент термического расширения, близкую к титану плотность, а также обладает хорошим кристаллографическим сопряжением с титановой матрицей, что создает минимальные остаточные напряжения в структуре композита после синтеза (Таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Физические свойства возможных армирующих компонентов титановой матрицы [15].

Физические свойства Ti TiB TiC TiN TiB2 SiC SisN4 B4C A2O3

Плотность, г/см3 4,57 4,56 4,92 5,53 4,52 3,21 3,29 2,52 4,10

Модуль Юнга, ГПа 110 371 460 390 529 420 320 449 350

Коэф. термического расширения при 20°С (х10-6) 8,80 8,60 7,40 9,35 6,40 4,30 3,20 4,50 8,10

Таким образом, создание композитов на основе титана, упрочненных волокнами TiB, является перспективной областью металлургии. Интерес к композитам Ti/TiB сильно возрос в последние пару десятилетий [17]. Данные композиты обеспечивают преимущества, вобравшие в себя плюсы титана с существенно улучшенными прочностными характеристиками, которые могут позволить получить принципиально новый класс материалов с уникальными свойствами. Перспективное направление в практическом использовании композитов Ti/TiB связано с использованием материала для изготовления режущих инструментов, применяемых в коррозионных средах в условиях контактной коррозии и/или внешних полях (например, магнитных). Также стоит отметить, что существует опыт практического использования титановых композитов с TiB упрочнителем. В частности, фирмой Тойота при изготовлении впускных и выпускных клапанов для двигателя для Toyota Altezza [18].

1.2 Технологии получения композитов. Искровое плазменное спекание

Существует два основных способа получения объемных композитов на основе титана: порошковая металлургия и литье. В свою очередь каждый из этих подходов может быть осуществлен с применением различных методов, что делает проблему выбора довольно сложной. Два основных препятствия, которые не позволяют вывести ММК на промышленное производство - их высокая стоимость и низкие показатели пластичности при повышении содержания армирующего компонента [19].

Способы получения титановых ММК в зависимости от технологического процесса могут включать в себя плавление слитка, смешивание порошков [15,23], высокоскоростную кристаллизацию [20-22], атомизацию [23] и механический помол [24]. При получении изделий методами порошковой металлургии необходимо учитывать способы компактирования и последующей обработки. Способы компактирования порошков включают в себя холодное прессование и спекание, горячее изостатическое прессование, порошковую экструзию, искровое плазменное спекание. Методы вторичного формования включают ковку, прокатку и экструзию.

Механическое измельчение порошков применяется для более однородного распределения армирующего компонента в металлической матрице [24]. В ходе измельчения могут протекать процессы деформации, сварки, разрушения, механоактивации частиц, что способствует однородному распределению частиц упрочнителя в матрице. Во избежание загрязнения порошка титана кислородом и азотом механический помол проводится в защитной среде аргона [24, 25].

Смешивание порошков является неотъемлемой частью технологического процесса получения ММК. Используют титановые порошки, полученные по ряду методов, включая получение гидридов титана, атомизацию, измельчение губки и процесс плазменного вращающегося электрода. Полученные порошки смешивали с порошками упрочнителя для получения титановых ММК после компактирования. В работе [14] для получения ММК в качестве матрицы

использовали порошки титана и Ti-6Al-4V. Размер и морфология частиц являются важным фактором для достижения хорошего распределения частиц Т1В в матрице. При использовании атомизации из-за большого размера распыляемых газом порошков (~250 мкм) после спекания наблюдается ожерелье Т1В. Размер частиц губки около 100 мкм и имеет открытую структуру, поэтому при смешивании Т1В2 проникает в эту открытую структуру, за счет чего может быть достигнуто лучшее распределение упрочнителя в матрице. Порошки губки имеют плохую текучесть и низкую насыпную плотность, однако она может быть повышена путем короткого механического помола порошков [25]. Использование гидридного метода для получения порошков с размером частиц около 45 мкм позволяет достигнуть хорошее распределение Т1В в титановой матрице [15].

Вакуумно-дуговой переплав и индукционная плавка привлекательны для производства ММК, так как являются относительно недорогими методами [1921]. Т1В образуется как в виде первичных игл, так и в виде игл, образованных в результате эвтектической реакции. Крупные первичные частицы Т1В негативно влияют на обработку давлением, так как вызывают растрескивание [11, 12].

Высокоскоростная кристаллизация (ВК) была использована Фаном и др. [25]. В результате ВК лент образовывался метастабильный пересыщенный твердый раствор бора в а-титане. Т1В получали в результате реакции с образованием волокон TiB. Фан и др. [27, 28] обнаружили, что при термообработке ниже 700°С перед компактированием могут образовываться равноосные частицы Т1В. Размер частиц составлял около 100 нм, что, вероятно, может способствовать дисперсионному упрочнению.

Атомизация в инертном газе, которая обычно рассматривается как метод быстрой кристаллизации, была использована для получения композита Ti-6Al-4V-TiB [16, 23], размер частиц составлял ~ 250 нм. В результате атомизации титана вместе с бором, происходило образование волокон TiB в дендритной матрице. Стоит отметить, что было обнаружено небольшое количество крупных частиц размером до 25 мкм. Полученные порошки имели высокую насыпную плотность

и текучесть благодаря сферической форме частиц, что позволяло получать заготовки традиционными методами порошковой металлургии.

Горячее изостатическое прессование (ГИП) может быть использовано для улучшения отливок, уплотнения предварительно спеченных компонентов, консолидирования порошков за счет достижения межфазных соединений. Данный процесс предполагает одновременное применение высокого давления и температуры в специально сконструированном сосуде - капсуле. Герметизации капсул добиваются с помощью сварки. Чаще всего капсулы изготавливают из хорошо сваривающихся элементов низкоуглеродистой листовой стали. Процесс горячего изостатического прессования проводят в газостатах - сосудах высокого давления с системами подвода и нагрева газа. Капсулы с порошком загружают в рабочую камеру газостата, закрывают и откачивают из нее воздух. После этого обеспечивают нагрев и подачу газа - аргона. В камере газостата высокое давление достигается с помощью компрессора. После того, как показатели температуры и давления достигли расчетных значений, их поддерживают на постоянном уровне в течение всего времени процесса. Затем капсулу с порошком охлаждают с постепенным уменьшением давления. Процесс ГИП порошков обычно проводят при давлении 100-200 МПа и температурном интервале 900 - 2250°С [29-32].

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), разработанный Мержановым в конце 1960-х годов [32-35], относится к способу, в котором материалы с достаточно высокой температурой синтеза производятся в волне горения, которая после воспламенения спонтанно распространяется во всех реагентах и превращает их в продукты синтеза. Важная особенность СВС-реакций является самоподдерживающийся фронт реакции. Необходимо выполнить три основных требования для реакции. Во-первых, реакция должна быть экзотермической. Во время реакции происходит отдача тепла, что помогает поддерживать фронт распространения путем нагревания непрореагировавшей части образца до температуры его воспламенения. Теплота реакции порядка 167 кДж/г моль достаточна для поддержания фронта распространения [36]. Второе требование состоит в том, что один из реагентов должен представлять собой

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Озеров Максим Сергеевич, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Leyens, C., Peters M. Titanium and Titanium Alloys: Fundamentals and Applications / C. Leyens, M. Peters. - Weinheim: Wiley-VCH, 2003. - 499 p.

2. Цвиккер, У. Титан и его сплавы / У. Цвиккер. - М.: Металлургия, 1979. - 512 с.

3. Khorasani, A.M. Titanium in biomedical applications —Properties and fabrication: A review / A.M. Khorasani [et al.] // J. Biomater. Tissue Eng. - 2015. - Vol. 5. - P. 593619.

4. Lindroos, V.K. Recent advances in metal matrix composites / V.K. Lindroos, M.J. Talvitie // J. Mater. Process. Technol. - 1995. - Vol. 53. - P. 273-284.

5. Vijaya Ramnath, B. Aluminum matrix composites - a review / B. Vijaya Ramnath [et al.] // Rev. Adv. Mater. Sci. - 2014. - Vol. 38. - P. 55-60.

6. Sadagopan, P. Study of silicon carbide-reinforced aluminum matrix composite brake rotor for motorcycle application / P. Sadagopan, H. Karthi Natarajan, P. J. Kumar // The Int. J. of Adv. - 2017. - Vol. 94. - P. 1461-1475.

7. Tzamtzis, S. Processing of advanced Al/SiC particulate metal matrix composites under intensive shearing - A novel Rheo-process / S. Tzamtzis [et al.] // Comp. Part A: Appl. Sci. and Man. - 2009. - Vol. 40. - P. 144-151.

8. Sahin, Y. Preparation and some properties of SiC particle reinforced aluminium alloy composites / Y. Sahin [et al.] // Mater. and Des. - 2003. - Vol. 24, № 8. - P. 671-679.

9. Morsi, K. Processing and properties of titanium-titanium boride (TiBw) matrix composites - a review / K. Morsi, V. V. Patel // J. Mater. Sci. - 2007. - Vol. 42. - P. 2037-2047.

10. Tanya, M. Titanium Particulate Metal Matrix Composites Reinforcement, Production Methods, and Mechanical Properties / M. Tanya [et al.] // Adv. End. Mat. -2000. - Vol. 2, № 3. - P. 85-92.

11. Ravi Chandran, K.S. TiBw - Reinforced Ti composites: processing, properties, application prospects, and research needs / K.S. Ravi Chandran, K.B. Panda, S.S. Sahay // JOM. - 2004. - Vol. 56, № 5. - P. 42-48.

12. Simmons, J. W. Abrasive wear behavior of P/M titanium matrix composites / J. W. Simmons, D. E. Alman, J. A. Hawk // Int. J. Powder Metall. - 1997. - Vol. 33. - P. 9-11.

13. Tong, W. Processing SiC-particulate reinforced titanium-based metal matrix composites by shock wave consolidation / W. Tong [et al.] // Acta Metall. Mater.

- 1995. - Vol. 43, № 1. - P. 235-250.

14. Hu, D. Microstructural characterisation of a gas atomised Ti6A14V-TiC composite / D. Hu, M. H. Loretto // Scr. Metall. Mater. - 1994. - Vol. 31, № 5. - P. 543-548.

15. Saito, T. In Recent advances in titanium metal matrix composites (Eds: F. H. Froes, J. Storer) / T. Saito, F. Furuta, Y. Yamaguchi // TMS, Warrendale. - 1995. - P. 33-44.

16. Hu, D. In Advances in powder metallurgy and particulate materials / D. Hu, T. P. Johnson, M. H. Loretto // MPFI. - 1995. - P. 109-116.

17. Morsi, K. Review: titanium-titanium boride composites / K. Morsi // J. Mater. Sci.

- 2019. - Vol. 54. - P. 6753-6771.

18. Saito, T. A cost-effective P/M titanium matrix composite for automobile use / T. Saito // Adv. Perf. Mater. - 1995. - Vol. 2. - P. 121-144.

19. Feng, H. Microstructure and mechanical properties of in situ TiB reinforced titanium matrix composites based on Ti-FeMo-B prepared by spark plasma sintering / H. Feng [et al.] // Comp. Sci. Tech. - 2004. - Vol. 64, № 16. - P. 2495-2500.

20. Brown, A. R. G. High modulus titanium alloys based on the titanium boron system / A. R. G. Brown // MET/PHYS., RAE, Farnborough. - 1961. - 343 p.

21. Dubey, S. Fatigue and fracture of damage-tolerant In Situ titanium matrix composites / S. Dubey, R. J. Lederich, W. O. Soboyejo // Metall. Trans. A. - 1997. -Vol. 28. - P. 2037-2047.

22. Philliber, A. In eighth world conference on titanium (Eds: P. A. Blenkinsop, W. J. Evans, H. M. Flower) / A. Philliber [et al.] // Institute of Materials, UK. - 1995. - P. 2714-2719.

23. Yolton, C. F. In eighth world conference on titanium (Eds: P. A. Blenkinsop, W. J. Evans, H. M. Flower) / C. F. Yolton, J. H. Moll // Institute of Materials, UK. - 1995. - P. 2755-2759.

24. Goodwin, P. S. In eighth world conference on titanium (Eds: P. A. Blenkinsop, W. J. Evans, H. M. Flower) / P. S. Goodwin [et al.] // Institute of Materials, UK. - 1995.

- P. 2874-2879.

25. Godfrey, T. M. T. A review of recent progress in the production and mechanical properties of particulate titanium metal matrix composites / T. M. T. Godfrey, P. S. Goodwin, C. M. Ward-Close // Proc. Conf. on Titanium. - 1999.

26. Fan, Z. A new approach to the electrical resistivity of two-phase composites / Z. Fan, A. Miodownik // Acta Mater. - 1995. - Vol. 43, № 1. - P. 43-49.

27. Fan, Z. The effect of pre-consolidation heat treatment on TiB morphology and mechanical properties of rapidly solidified Ti-6Al-4V-XB alloys / Z. Fan [et al.] // Scr. Metall. Mater. - 1995. - Vol. 32, № 6. - P. 833-838.

28. Fan, Z. The Young's moduli of in situ Ti/TiB composites obtained by rapid solidification processing / Z. Fan [et al.] // J. of Mater. Sci. - 1994. - Vol. 29, № 4. - P. 1127-1134.

29. Анциферов, В. Н. Порошковая металлургия и напыленные покрытия / В. Н. Анциферов. - М.: Металлургия, 1987. - 792 с.

30. Либенсон, Г.А. Процессы порошковой металлургии / Г.А. Либенсон, В.Ю. Лопатин, Г.В. Комарницкий. - М.: МИСИС, 2002. - 320 с.

31. Падалко, А. Г. Практика горячего изостатического прессования неорганических материалов / А. Г. Падалко. - М.: Академкнига, 2007. - 267 с.

32. Merzhanov, A.G. Dokl. Akad. Nauk / A.G. Merzhanov, I. P. Borovinskaya // SSSR.

- 1972. - Vol. 204. - P. 366-370.

33. Borovinskaya, I. P. Gasless combustion of mixtures of powdered transition metals with boron / I. P. Borovinskaya [et al.] // Explos. Shock Waves. - 1974. - Vol. 10. - P. 210.

34. Merzhanov, A. G. New Phenomena on the Combustion of Condensed System / A.G. Merzhanov, A.K. Filonenko, I. P. Borovinskaya // Dokl. Akad. Nauk. SSSR. - 1973.

- Vol. 208. - P. 892-894.

35. Merzhanov, A.G. Titanium carbide produced by self-propagating high-temperature synthesis — Valuable abrasive material / A.G. Merzhanov [et al.] // Sov. Powder Metall. Met. Ceram. - 1981. - Vol. 20. - P. 709-713.

36. Holt, J.B. Combustion synthesis of titanium carbide: Theory and experiment / J.B. Holt, Z.A. Munir // J. Mater. Sci. - 1986. - Vol. 21. - P. 251-259.

37. Zenin, A.A. / A.A. Zenin, A.G. Merzhanov, G.A. Nersisyan // Fiz. Goren. Vzryva. - 1981. - Vol. 17. - P. 63-67.

38. Munir, Z. A. The combustion synthesis of refractory nitrides / Z.A. Munir, J. B. Holt // J. Mater. Sci. - 1987. - Vol. 22. - P. 710-714.

39. Sarkisyan, A.R. Self-propagating high-temperature synthesis of transition metal silicides / A.R. Sarkisyan, S.K. Dolukhanyan, I.P. Borovinskaya // Sov. Powder Metall. Met. Ceram. - 1978. - Vol. 17. - P. 424-427.

40. Philpot, K.A. An investigation of the synthesis of nickel aluminides through gasless combustion / K.A. Philpot, Z.A. Munir, J.B. Holt // J. Mater. Sci. - 1987. - Vol. 22. - P. 159-169.

41. Sampath, S. In: Processing and Fabrication of Advanced Materials for High Temperature Applications II / S. Sampath // TMS, Warrendale, PA. - 1993. - P. 223.

42. Miyamoto, Y. In: Proceedings of the International Symposium on Fundamental Research Strategy in Development of New Materials for Efficient Energy Conversion / Y. Miyamoto, K. Hirao, M. Koizumi // Osaka. - 1987.

43. Tabachenko, A.N. Combust. Explos. Shock Waves / A.N. Tabachenko, T.A. Panteleeva, V.I. Itin // USSR. - 1984. - Vol. 20. - P. 387-391.

44. Gotman, I. Fabrication of Al matrix in situ composites via self-propagating synthesis / I. Gotman, M.J. Koczak, E. Shtessel // Mater. Sci. Eng. A. - 1994. - Vol. 187, № 2. - P. 189-199.

45. Choi, Y. Fabrication of metal matrix composites of / Y. Choi [et al.] // Metall. Trans. A. - 1992. - Vol. 23. - P. 2387-2392.

46. Ma, Z.Y. In: L. Arnberg, et al. (Eds.), Proceedings of the Third International Conference on Aluminum Alloys / Z.Y. Ma [et al.] // Trondheim, Norway, Norwegian Institute of Technology. - 1992. - 435 p.

47. Ma, Z.Y. Microstructure and interface of the in situ forming TiB2-reinforced aluminum composite / Z.Y. Ma [et al.] // Composites Interface. - 1993. - Vol. 1, № 4.

- P. 287-291.

48. Grasso, S. Electric current activated/assisted sintering (ECAS): a review of patents 1906-2008 / S. Grasso, Y. Sakka, G. Maizza // Science and Technology of Advanced Materials. - 2009. - Vol. 10, № 5. - P. 1-24.

49. Болдин, М.С. Физические основы технологии электромпульсного плазменного спекания: учеб.-метод. пособие / М.С. Болдин. - Н.Н.: Нижегород. гос. ун-т, 2012. - 59 с.

50. Munir, Z.A. The effert of electric field and pressure on the synthesis and consolidation of materials: a review of the spark plasma sintering method / Z.A. Munir, U.A. Tamburini, M. Ohyanagi // Journal of Materials Science. - 2006. - Vol. 41, № 3.

- P. 763-777.

51. Ragulya, A.V. Fundamentals of Spark Plasma Sintering, in Encyclopedia of Materials: Science and Technology (Eds. K. H. Jürgen Buschow et al.) / A.V. Ragulya // Elsevier, Oxford. - 2010. - P. 1-5.

52. Zhang, Z.-H. The sintering mechanism in spark plasma sintering - Proof of the occurrence of spark discharge / Z.-H. Zhang [et al.] // Scr. Mat. - 2014. - Vol. 81, № 15.

- P. 56-59.

53. Madtha, S. Reactive-sinter-processing and attractive mechanical properties of bulk and nanostructured titanium boride / S. Madtha, K. S. Ravi Chandran // J. Am. Ceram. Soc. - 2012. - Vol. 95№ 1. - P. 117-125.

54. Selva Kumar, M. Characterisation of titanium-titanium boride composites processed by powder metallurgy techniques / M. Selva Kumar // Mater. Charact. - 2012.

- Vol. 73. - P. 43-51.

55. Stanciu, L.A. Effects of heating rate on densification and grain growth during field-assisted sintering of a-Al2O3 and MoSi2 powders / L.A. Stanciu, V.Y. Kodash, J .R. Groza // Metall. Mater. Trans. A. - 2001. - Vol. 32. - P. 2633-2638.

56. Shen, Z. Spark Plasma Sintering of Alumina / Z. Shen [et al.] // J. Amer. Ceram. Soc. - 2002. - Vol. 85, № 8. - P. 1921-1927.

57. Zhou, Y. Effects of heating rate and particle size on pulse electric current sintering of alumina / Y. Zhou [et al.] // Scripta Mater. - 2003. - Vol. 48, № 12. - P. 1631-1636.

58. Chen, D.J. Rapid Rate Sintering of Nanocrystalline ZrO2-3 mol% Y2O3 / D.J. Chen, M.J. Mayo // Amer. Ceram. Soc. - 1996. - Vol. 79, № 4. - P. 906-912.

59. Anselmi-Tamburini, U. Spark plasma sintering and characterization of bulk nanostructured fully stabilized zirconia: Part I. Densification studies / U. Anselmi-Tamburini [et al.] // J. Mater. Res. - 2004. - Vol. 19, № 11. - P. 3255-3262.

60. Skandan, G. The effect of applied stress on densification of nanostructured zirconia during sinter-forging / G. Skandan [et al.] // Mater. Lett. - 1994. - Vol. 20, № 5-6. - P. 305-309.

61. Karthiselva, N.S. Low temperature synthesis of dense TiB2 compacts by reaction spark plasma sintering / N.S. Karthiselva, B.S. Murty Srinivasa, R. Bakshi // Inter. J.of Ref. Met. and Hard Mat. - 2015. - Vol. 48. - P. 201-210.

62. Selvakumar, M. Role of powder metallurgical processing and TiB reinforcement on mechanical response of Ti-TiB composites / M. Selvakumar [et al.] // Mater. Let. - 2015. - Vol. 144. - P. 58-61.

63. Feng, H. Spark plasma sintering reaction synthesized TiB reinforced titanium matrix composites / H. Feng, D. Jia, Y. Zhou // Composites: Part A. - 2005. - Vol. 36 № 5. - P. 558-563.

64. Gorsse, S. In situ preparation of titanium base composites reinforced by TiB single crystals using a powder metallurgy technique / S. Gorsse, J. P. Chaminade, Y. Le Petitcorps // Composites: Part A. - 1998. - Vol. 29. - P. 1229-1234.

65. Zhang, Z.-H. In situ reaction synthesis of Ti-TiB composites containing high volume fraction of TiB by spark plasma sintering process / Z.-H. Zhang [et al.] // J. Alloys Compd. - 2010. - Vol. 503, № 1. - P. 145-150.

66. Eriksson, M. Spark plasma sintering and deformation of Ti-TiB2 composites / M. Eriksson [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2008. - Vol. 475. № 1-2. - P. 101-104.

67. Feng, H. Spark plasma sintering of functionally graded material in the Ti-TiB2-B system / H. Feng [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2005. - Vol. 397, № 1-2. - P. 92-97.

68. Shen, X. Microstructures and mechanical properties of the in situ TiB-Ti metal-matrix composites synthesized by spark plasma sintering process / X. Shen [et al.] // J. Alloys Compd. - 2011. - Vol. 509, № 29. - P. 7692-7696.

69. Eso Falodun, O. Titanium-based matrix composites reinforced with particulate, microstructure, and mechanical properties using spark plasma sintering technique: a review / O. Eso Falodun [et al.] // The Inter. J. of Adv. Man. Tech. - 2018. - Vol. 102.

- P. 1689-1701.

70. Sabahi Namini, A. Effect of TiB2 content on the characteristics of spark plasma sintered Ti-TiBw composites / A. Sabahi Namini, M. Azadbeh, M. Shahedi Asl // Adv. Powder Tech. - 2017. - Vol. 28, № 6. - P. 1564-1572.

71. Saito, T. The automotive application of discontinuously reinforced TiB-Ti composites / T. Saito // JOM. - 2004. - Vol. 56, № 5. - P. 33-48.

72. URL: http ://www.calphad.com/titanium-boron. html.

73. Decker, F. The crystal structure of TiB / F. Decker, J. S. Kasper // Acta Cryst.

- 1954. - Vol. 7. - P. 77-80.

74. Hyman, M.E. Evolution of boride morphologies in TiAl-B alloys / M.E. Hyman [et al.] // Metall. Trans. A. - 1991. - Vol. 22. - P. 1647-1662.

75. Feng, H. Growth mechanism of in situ TiB whiskers in spark plasma sintered TiB/Ti metal matrix composites / H. Feng [et al.] // Crystal Growth & Design. - 2006. - Vol 6, № 7. - P. 1626-1630.

76. Suri, S. Room temperature deformation and mechanisms of slip transmission in oriented single-colony crystals of an a/p titanium alloy / S. Suri [et al.] // Acta Mater.

- 1999. - Vol. 47, № 3. - P. 1019-1034.

77. Mironov, S. Crystallography of transformed p microstructure in friction stir welded Ti-6Al-4V alloy / S. Mironov [et al.] // Scripta Mater. - 2008. - Vol. 59, № 5. - P. 511514.

78. Genc, A. Structure of TiB precipitates in laser deposited in situ Ti-6Al-4V-TiB composites / A. Genc [et al.] // Mater. Lett. - 2006. - Vol. 60, № 7. - P. 859-863.

79. Sarma, B. Recent advances in surface hardening of titanium / B. Sarma, K.S. Ravi Chandran // JOM. - 2011. - Vol. 63, № 2. - P. 85-92.

80. Wei, S. Effect of Ti content and sintering temperature on the microstructures and mechanical properties of TiB reinforced titanium composites synthesized by SPS process / S. Wei [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2013. - Vol. 560. - P. 249-255.

81. Frost, H.J. Deformation-mechanism maps: the plasticity and creep of metals and ceramics / H.J. Frost, M.F. Ashby. - Oxford: Pergamon Press, 1982. - 165 p.

82. Sabahi Namini, A. Microstructural characterisation and mechanical properties of spark plasma-sintered TiB2-reinforced titanium matrix composite / A. Sabahi Namini, M. Azadbeh // Powder Met. - 2017. - Vol. 60, № 1. - P. 22-32.

83. Koo, M.Y. Effect of aspect ratios of in situ formed TiB whiskers on the mechanical properties of TiBw/Ti-6Al-4V composites / M.Y. Koo [et al.] // Scr.Mater. - 2012.

- Vol. 66. - P. 487-490.

84. Ryu, H.J. Generalized shear-lag model for load transfer in SiC/Al metal-matrix composites / H.J. Ryu, S.I. Cha, S.H. Hong // J. of Mater. Res. - 2003. - Vol. 18, № 12.

- P. 2851-2858.

85. Chen, B. Length effect of carbon nanotubes on the strengthening mechanisms in metal matrix composites / B. Chen [et al.] // Acta Mater. - 2017. - Vol. 140. - P. 317325.

86. Gorsse, S. Mechanical properties of Ti-6Al-4V/TiB composites with randomly oriented and aligned TiB reinforcements / S. Gorsse, D.B. Miracle // Acta Mater.

- 2003. - Vol. 51, № 9. - P. 2427-2442.

87. Tsang, H.T. Effects of volume fraction of reinforcement on tensile and creep properties of in-situ TiB/Ti MMC / H.T. Tsang, C.G. Chao, C.Y. Ma // Scr. Mater.

- 1997. - Vol. 37, № 9. - P. 1359-1365.

88. Huang, L.J. Microstructurally inhomogeneous composites: is a homogeneous reinforcement distribution optimal / L.J. Huang, L. Geng, H.-X. Peng // Prog. Mater. Sci. - 2015. - Vol. 71. - P. 93-168.

89. Huang, L.J. Effects of volume fraction on the microstructure and tensile properties of in situ TiBw/Ti6Al4V composites with novel network microstructure / L.J. Huang [et al.] // Mater. Design. - 2013. - Vol. 45. - P. 532-538.

90. Srivatsan, T.S. In Recent Advances in titanium metal matrix composites (Eds: F. H.Froes, J. Storer) / T.S. Srivatsan, W.O. Soboyejo, R.J. Lederich // TMS, Warrendale, PA. - 1995. - P. 225-244.

91. Jeong, H.W. Densification and compressive strength of in-situ processed Ti/TiB composites by powder metallurgy / H.W. Jeong [et al.] // Met. Mater. Int. - 2002. - Vol. 8. - P. 25-35.

92. Hutchison, W. G. Microstructural Development in a Metal Matrix Composite During Thermomechanical Processing / W. G. Hutchison, E. J. Palmiere // Materials Transactions. - 1996. - Vol. 37, № 3. - P. 330-335.

93. Humphreys, F.J. Microstructural development during thermomechanical processing of particulate metal-matrix composites / F.J. Humphreys, W.S. Miller, M.R. Djazeb // Materials Sci. and Tech. - 1990. - Vol. 6, № 11. - P. 1157-1166.

94. Liu, Y.L. Metal Matrix Composites-Processing, Microstructure and Properties / Y.L. Liu, N. Hansen, D.J. Jensen // N. Hansen et. al., Eds., Roskilde, Denmark: RISO National Laboratory. - 1991. - P. 67-74.

95. Shahani, R.A. Metal Matrix Composites-Processing, Microstructure and Properties / R.A. Shahani, T.W. Clyne // N. Hansen et, al., Eds., Roskilde, Denmark: RISO National Laboratory. - 1991. - P. 655-662.

96. Arsenault, R. J. Deformation and fracture behavior of metal-ceramic matrix composite materials / R. J. Arsenault, S. Fishman, M. Taya // Progr. Mater. Sci. - 1994.

- Vol. 38. - P. 1-157.

97. Lloyd, D. J. Particle-reinforced aluminum and magnesium matrix composites / D. J. Lloyd // Int. Mater. Rev. - 1994. - Vol. 39, № 1. - P. 1-23.

98. Huang, L. Effects of rolling deformation on microstructure and mechanical properties of network structured TiBw/Ti composites / L. Huang [et al.] // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. - 2012. - Vol. 22. - P. 79-83.

99. Zhang, C.J. Temperature dependence of tensile properties and fracture behavior of as rolled TiB/Ti composite sheet / C.J. Zhang [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2012.

- Vol. 556. - P. 962-969.

100. Zhang, C. Thermomechanical processing of (TiB+TiC)/Ti matrix composites and effects on microstructure and tensile properties / C. Zhang, S. Zhang, P. Lin // J. Mater. Res. - 2016. - Vol. 31, № 9. - P. 1244-1253.

101. Имаев, В.М. Микроструктура, текстура и сверхпластические свойства интерметаллидного сплава Ti-45,2Al-3,5(Nb,Cr,B) после деформационной обработки и прокатки ниже температуры эвтектоидного превращения / В.М. Имаев [и др.] // Металлы. - 2005. - №1. - С. 94-104.

102. Gaisin, R.A. Effect of hot forging on microstructure and mechanical properties of near a titanium alloy/TiB composites produced by casting / R.A. Gaisin, V.M. Imayev, R.M. Imayev // J. Alloys Compd. - 2017. - Vol. 723. - P. 385-394.

103. Imayev, V. Effect of hot forging on microstructure and tensile properties of Ti-TiB / V. Imayev [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2014. - Vol. 609. - P. 34-41.

104. Khorasani, A.M. Titanium in biomedical applications—properties and fabrication: A review / A.M. Khorasani [et al.] // J. Biomater. Tissue Eng. - 2015. - Vol. 5. - P. 593619.

105. Chen, Q. Metallic implant biomaterials / Q. Chen, G.A. Thouas // Mater. Sci. Eng. R. - 2015. - Vol. 87. - P. 1-57.

106. Salishchev, G.A. Mechanisms of submicrocrystalline structure formation in titanium and two-phase titanium alloy during warm severe processing / G.A. Salishchev, S.Yu. Mironov, S.V. Zherebtsov // Rev. Adv. Mater. Sci. - 2006. - Vol. 11.

- P. 152-158.

107. Li, Y. An Investigation of Creep and Substructure Formation in 2124 Alloy / Y. Li, S. Nutt, F. Mohamed // ActaMater. - 1997. - Vol. 45. - P. 2607-2620.

108. Pickens, R. Study of the Hot Working Behavior of SiC-Al Alloy Composites and Their Matrix Alloys by Hot Torsion Testing / R. Pickens [et al.] // Metall. Trans. A.

- 1987. - Vol. 18, № 2. - P. 303-312.

109. Raj, S. Creep Behavior of Copper at Intermediate Temperatures: I. Mechanical Characteristics / S. Raj, T. Langdon // Acta Metall. - 1989. - Vol. 37, № 2. - P. 843-852.

110. Luthy, H. The Stress and Temperature Dependence of Steady State Flow at Intermediate Temperature for Pure Polycrystalline Aluminum / H. Luthy, A. Miller, O. Sherby // Acta Metall. - 1980. - Vol. 28, № 2. - P. 169-182.

111. Салтыков, С.А. Стереометрическая металлография / С.А. Салтыков. - М.: Металлургия, 1976. - 270 с.

112. Will, G. Powder diffraction: the Rietveld method and the two-stage method to determine and refine crystal structures from powder diffraction data / G. Will. - Berlin: Springer, 2005. - 224 p.

113. Smallman, R.E. Stacking faults in face-centred cubic metals and alloys / R.E. Smallman, K.H. Westmacott // Philos. Mag. - 1957. - Vol. 2. - P. 669-683.

114. Williamson, G.K. X-ray line broadening from filed aluminium and wolfram / G.K. Williamson, W.H. Hall // Acta Metall. - 1953. - Vol. 1. - P. 22-31.

115. Burgers, W.G. On the process of transition of the cubic-body-centered modificationinto the hexagonal-close-packed modification of zirconium / W.G. Burgers // Physica. - 1934. - Vol. 1. - P. 561-586.

116. Li, D.X. Characterization of the microstructure in TiB-whisker reinforced Ti alloy matrix composite / D.X. Li [et al.] // Mater. Lett. - 1993. - Vol. 16, № 6. - P. 322-326.

117. Sasaki, T.T. Nucleation and growth of a-Ti on TiB precipitates in Ti-15Mo-2.6Nb-3Al-0.2Si-0.12B / T.T. Sasaki [et al.] // Philos. Mag. - 2011. - Vol. 91. - P. 850864.

118. Hill, D. Formation of equiaxed alpha in TiB reinforced Ti alloy composites / D. Hill [et al.] // Scr. Mater. - 2005. Vol. - 52. - P. 387-392.

119. Genc, A. Structure of TiB precipitates in laser deposited in situ Ti-6Al-4V-TiB composites / A. Genc [et al.] // Mater. Lett. - 2006. - Vol. 60. - P. 859-863.

120. Nandwana, P. On the correlation between the morphology of a and its crystallographic orientation relationship with TiB and в in boron-containing Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.5Fe alloy / P. Nandwana [et al.] // Scr. Mater. - 2012. - Vol. 66. - P. 598-601.

121. Meyers, M.A. Mechanical properties of nanocrystalline materials / M.A. Meyers, A. Mishra, D.J. Benson // Progr. Mater. Sci. - 2006. - Vol. 51. - P. 427-556.

122. Zherebtsov, S. Strength and ductility-related properties of ultrafine grained two-phase titanium alloy produced by warm multiaxial forging / S. Zherebtsov [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2012. - Vol. 536. - P. 190-196.

123. Zherebtsov, S.V. Production of submicrocrystalline structure in large-scale Ti-6Al-4V billet by warm severe deformation processing / S.V. Zherebtsov [et al.] // Scr. Mater. - 2004. - Vol. 51, № 12. - P. 1147-1151.

124. Zherebtsov, S. Spheroidization of the lamellar microstructure in Ti-6Al-4V alloy during warm deformation and annealing / S. Zherebtsov [et al.] // Acta Mater. - 2011.

- Vol. 59, № 10. - P. 4138-4150.

125. Humphreys, F. Recrystallization and related annealing phenomena / F. Humphreys, M. Hatherly. - Second ed. - Oxford: Elsevier, 2004. - 497 p.

126. Sakai, T. Dynamic recrystallization: mechanical and microstructural considerations / T. Sakai, J.J. Jonas // Acta Metall. - 1984. - Vol. 32. - P. 189-209.

127. Sakai, T. Dynamic and post-dynamic recrystallization under hot, cold and severe plastic deformation conditions / T. Sakai [et al.] // Prog. Mater. Sci. - 2014. - Vol. 60.

- P. 130-207.

128. Belyakov, A. Three-stage relationship between flow stress and dynamic grain size in titanium in a wide temperature interval / A. Belyakov, S. Zherebtsov, G. Salishchev // Mater. Sci. Eng. A. - 2015. - Vol. 628. - P. 104-109.

129. Walsöe De Reca, N.E. Autodifusion de titanio beta y hafnio beta / N.E. Walsöe De Reca, C.M. Libanati // Acta Metall. - 1968. - Vol. 16. - P. 1297-1305.

130. Zhang, Y. Hot deformation behavior of in-situ TiBw/Ti6Al4V composite with novel network reinforcement distribution / Y. Zhang [et al.] // Trans. Nonferrous Metals Soc. China. - 2012. - Vol. 22. - P. 465-471.

131. Kumari, S. High-temperature deformation behavior of Ti-TiBw in-situ metal-matrix composites / S. Kumari [et al.] // JOM. - 2004. - Vol. 56. - P. 51-55.

132. Conrad, H. Effect of interstitial solutes on the strength and ductility of titanium/ H. Conrad // Prog. Mater. Sci. - 1981. - Vol.26. - P.123-403.

133. Prasad, Y.V.R.K. Hot Working Guide: A Compendium of Processing Maps / Y.V.R.K. Prasad, K.P. Rao, S. Sasidhara // ASM International: Materials Park, OH, USA. - 2015. - 625 p.

134. Munir, K.S. Improving the strengthening efficiency of carbon nanotubes in titanium metal matrix composites / K.S. Munir [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2017. - Vol. 696. - P. 10-25.

135. Mecking, H. Kinetics of flow and strain-hardening / H. Mecking, U.F. Kocks // Acta Metall. - 1981. - Vol. 29. - P. 1865-1875.

136. Estrin, Y. A dislocation-based model for all hardening stages in large strain deformation / Y. Estrin [et al.] // Acta Mater. - 1998. - Vol. 46. - P. 5509-5522.

137. Doner, M. Stress-strain behavior and the dislocation structure at small strains in irondeformed in tension, torsion and combined tension-torsion / M. Doner, H. Chang, H. Conrad // Metall. Trans. A. - 1975. - Vol. 6. - P. 1017-1028.

138. Smith, T. R. Pile-up based Hall-Petch considerations at ultra-fine grain sizes / T. R. Smith [et al.] // Matls. Res. Soc. Symp. Proc. - 1995. - Vol. 362. - P. 31-37.

149. Hall, E.I. The deformation and ageing of mild steel: Discussion of result / E.I. Hall // Proc. Phys. Soc., London. - 1951. - Vol. 64. - P. 747-753.

140. Petch, N.J. The cleavage strength of polycrystals / N.J. Petch // J. Ironand Steel Inst. - 1953. - Vol.174. - P. 25-28.

141. Chen, Y. Corrosion Behaviour of Selective Laser Melted Ti-TiB Biocomposite in Simulated Body Fluid / Y. Chen // Electrochimica Acta. - 2017. - V. 232. - P. 89-97.

142. Sivakumar, B. Corrosion behavior of titanium boride composite coating fabricated on commercially pure titanium in Ringer's solution for bioimplant applications / B. Sivakumar // Mater. Sci. Eng. C. - 2015. - Vol. 48. - P. 243-255.