To-titanlegeringer er mye brukt i romfart og motorproduksjon på grunn av deres høye spesifikke styrke og korrosjonsmotstand, men å forbedre deres holdbarhet er en presserende oppgave i utviklingen og produksjonen av gassturbinmotorkomponenter, som trykksatte blader og skiver, som utsettes for høye strekkbelastninger under drift.
For tiden er to-submikrokrystallinske titanlegeringer mye brukt over hele verden for produksjon av gassturbinmotorkomponenter som opererer ved høye sykliske belastninger og høye temperaturer på 201–351 grader. Til dags dato har imidlertid ikke utmattingsstyrken til titanlegeringer i dette driftstemperaturområdet blitt studert. Forskere ved Perm Polytechnic Universitys fakultet for mekanikk og teknologi studerte egenskapene til Ti-6Al-4V-legeringen, som består av aluminium, vanadium og titan, og evaluerte legeringen ved den maksimale temperaturen på 351 grader.
Ifølge forskerne ble testen utført ved bruk av varm-valsede Ti-6Al-4V legeringsstenger med en diameter på 20 millimeter, som gjennomgikk en standard varmebehandling: herding ved en temperatur på 966 grader og gløding ved en temperatur på 676 grader i fire timer; deretter ble stengene behandlet i fire ekvidistant-vinkelekstruderte ved en temperatur på 651 grader; og til slutt ble de utsatt for tester av mekanisk strekk ved både romtemperatur og ved en temperatur på 351 grader.
Alle prøver som ble brukt til utmattelsestesting ble laget ved dreiing og mekanisk polering, og materialets mikrostruktur ble analysert i lengdesnittet av stengene ved hjelp av et transmisjonselektronmikroskop.
Ti-6Al-4V ultrafin-krystallinsk legering oppnådd ved ekvidistant vinkelekstrudering viste høyere strekkstyrke og høyere styrke ved en driftstemperatur på 351 grader sammenlignet med den grovkrystallinske legeringen. Forskningen ble utført i samsvar med de nasjonale oppgavene innenfor rammen av det faglige strategiske lederprogrammet «Pionerer-2030». Perm Polytechnic University har mottatt et tilskudd på 100 millioner rubler for 2021 under programmet "Initiative-2030".
