Twee{0}}titaanlegeringen in twee fasen worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart- en motorproductie vanwege hun hoge specifieke sterkte en corrosieweerstand, maar het verbeteren van hun duurzaamheid is een dringende taak bij de ontwikkeling en productie van onderdelen van gasturbinemotoren, zoals onder druk staande bladen en schijven, die tijdens bedrijf aan hoge trekbelastingen worden blootgesteld.
Momenteel worden twee{0}} submicrokristallijne titaniumlegeringen in twee fasen wereldwijd veel gebruikt voor de vervaardiging van onderdelen van gasturbinemotoren die werken bij hoge cyclische belastingen en hoge temperaturen van 201-351 graden. Tot op heden is de vermoeiingssterkte van titaniumlegeringen in dit bedrijfstemperatuurbereik echter niet onderzocht. Wetenschappers van de Faculteit Mechanica en Technologie van de Polytechnische Universiteit van Perm bestudeerden de eigenschappen van de Ti-6Al-4V-legering, die bestaat uit aluminium, vanadium en titanium, en evalueerden de legering bij de maximale temperatuur van 351 graden.
Volgens de onderzoekers werd de test uitgevoerd met warm-gewalste staven van een Ti-6Al-4V-legering met een diameter van 20 millimeter, die een standaard warmtebehandeling ondergingen: uitharden bij een temperatuur van 966 graden en uitgloeien bij een temperatuur van 676 graden gedurende vier uur; daarna werden de staven verwerkt in vier extrusies met gelijke afstanden bij een temperatuur van 651 graden; en ten slotte werden ze onderworpen aan mechanische trekproeven bij zowel kamertemperatuur als bij een temperatuur van 351 graden.
Alle monsters die voor vermoeiingstests werden gebruikt, werden gemaakt door draaien en mechanisch polijsten, en de microstructuur van het materiaal werd geanalyseerd in de lengtedoorsnede van de staven met behulp van een transmissie-elektronenmicroscoop.
De ultrafijnkristallijne Ti-6Al-4V-legering verkregen door extrusie onder gelijke hoeken vertoonde een hogere treksterkte en hogere sterkte bij een bedrijfstemperatuur van 351 graden vergeleken met de grofkristallijne legering. Het onderzoek is uitgevoerd conform de landelijke taken in het kader van het academisch strategisch leiderschapsprogramma ‘Pioneers-2030’. De Perm Polytechnic University heeft voor 2021 een subsidie van 100 miljoen roebel ontvangen in het kader van het programma "Initiative-2030".
