Využití technologie ECAP pro zpracování titanu při teplotě 350 °C v matrici s úhlem 90°

doc. Ing. Miroslav Greger, CSc.¹; Ing. Rostislav Kawulok, Ph.D.¹

Stáhnout článek v PDF

Byl studován vývoj mikrostruktury a mechanických vlastností technicky čistého titanu jakosti Gr. 2 při aplikaci extrémní plastické deformace technologií ECAP. Použitá matrice ECAP měla vnitřní úhel β = 90°, protlačování bylo provedeno při teplotě 350 °C. Příčný průřez protlačovaných vzorků je 20×20 mm a délka vzorků 125 mm. Progresivní zařízení ECAP je instalováno v laboratoři RMVTC a je vybaveno protitlakem, který umožňuje zpracovávat i kovové materiály s velmi nízkými plastickými vlastnostmi.

V článku je detailně analyzován vztah mezi aplikovaným postupem ECAP a vývojem mikrostruktury a základních mechanických vlastností titanu v závislosti na velikosti aplikované deformace. Při protlačování titanu ECAP matricí probíhá už v počátečních průchodech matricí intenzivní zjemňování zrna. Se zvyšujícím se počtem průchodů matricí vzniká ve struktuře textura. Jednotlivá zrna jsou přednostně orientována ve směru hlavní deformace. Již v počátečních průchodech matrici se výrazně zvyšují pevnostní vlastnosti zkoumaného titanu, avšak výrazně klesají jeho plastické vlastnosti. Po osmi průchodech matricí dosahuje mez kluzu titanu hodnot kolem 680 MPa. Plastické vlastnosti se snižují přibližně na třetinu původní hodnoty, i když zjemnění zrna pokračuje. Pro zrovnoměrnění deformace v celém svém objemu byly vzorky po jednotlivých protlačeních pootočeny kolem podélné osy o 90° a znovu protlačovány. Při protlačování byly měřeny deformační síly, vypočítány deformační odpory a výpočtově určena deformační rychlost. Rozbor struktury byl proveden pomocí světelné mikroskopie a pomocí TEM. Mechanické vlastnosti vzorků po protlačování byly stanoveny zkouškou tahem a aplikací penetračního testu při teplotě místnosti.

Klíčová slova: ECAP; titan; mikrostruktura; mechanické vlastnosti

1. VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering., Regional Materials Science and Technology Centre, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic