|
|
Phase transformations in modern titanium alloys
Šmilauerová, Jana ; Janeček, Miloš (vedoucí práce) ; Kalvoda, Ladislav (oponent) ; Strunz, Pavel (oponent)
Tato práce se zabývá fázovými transformacemi v metastabilních β slitinách titanu s důrazem na studium vývoje nanočástic termodynamicky metastabilní ω fáze. Pro účely experimentů popsaných v této práci byly připraveny monokrystaly dvou metastabilních β slitin titanu pomocí metody zonální tavby - LCB (Ti- 6.8Mo-4.5Fe-1.5Al) a Ti-15Mo (ve váhových %). Diferenční skenovací kalorimetrie prokázala, že drobné změny v chemickém složení monokrystalického materiálu mají pouze malý vliv na probíhající fázové transformace. Rentgenová difrakce umožnila určit tvar a velikost ω částic v sérii různě vyžíhaných monokrystalických vzorků. Dále byly stanoveny mřížové parametry ω fáze a β matrice a tzv. misfit mezi oběma strukturami. Bylo zjištěno, že β matrice je v okolí ω částic deformovaná v tlaku. Maloúhlový rozptyl rentgenového záření ukázal na prostorové uspořádání ω částic do kubické mříže s bázovými vektory rovnoběžnými se směry 100 β. Maloúhlový rozptyl rovněž umožnil určit střední velikosti a vzdálenosti ω částic. Oba tyto parametry závisí na době žíhání jako t1/3 , což je ve shodě s teorií podle Lifshitze, Slyozova a Wagnera. Maloúhlový rozptyl rentgenového záření měřený in situ...
|
|
|
Vliv obsahu molybdenu na fázové transformace v binárních slitinách Ti-Mo
Valešová, Veronika ; Stráský, Josef (vedoucí práce) ; Janeček, Miloš (oponent)
Název práce: Vliv obsahu molybdenu na fázové transformace v binárních slitinách Ti-Mo Autor: Veronika Valešová Katedra: Katedra fyziky materiálů Vedoucí bakalářské práce: PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D., Katedra fyziky materiálů Abstrakt: β slitiny titanu jsou široce využívané strukturní materiály. Vyznačují se kombinací vysoké pevnosti, houževnatosti a odolnosti vůči únavě. Tyto slitiny mají hlavní využití v leteckém průmyslu, chemickém průmyslu a v medicíně. Studovali jsme tři binární slitiny titanu: Ti-12Mo, Ti-15Mo, Ti-18Mo (hm %). V těchto slitinách byly pozorovány následující fáze: nízkoteplotní, šesterečná těsně uspořádaná α fáze, vysokoteplotní, krychlová prostorově centrovaná β fáze a me- tastabilní ω fáze. Fáze ω se vytváří bezdifúzním procesem (posunem atomových rovin v β fázi) a ovlivňuje mechanické vlastnosti a precipitaci α fáze. Prozkoumali jsme fázové transformace ve studovaných slitinách využitím in-situ a ex-situ metod. Využili jsme nepřímé in-situ metody - rezistometrii, dilatometrii a diferenciální skenovací kalorimetrii. Jako ex-situ metody jsme zvolili skenovací elektronový mikroskop a měření mikrotvrdosti. Komplexní charakterizace β metastabilních slitin titanu během ohřevu prokázala vznik ωiso fáze a u slitiny Ti-12Mo precipitaci α fáze. Dilatometrie a rezistomet- rie jsou citlivé...
|
|
|
Phase transformations in ultra-fine grained titanium alloys
Bartha, Kristina ; Stráský, Josef (vedoucí práce) ; Kalvoda, Ladislav (oponent) ; Vojtěch, Dalibor (oponent)
Název práce: Fázové transformace v ultra-jemnozrnných slitinách titanu Autor: Kristína Bartha Katedra / Ústav: Katedra fyziky materiálů Vedoucí disertační práce: PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D., Katedra fyziky materiálů Abstrakt: Slitina Ti15Mo ve výchozím stavu po rozpouštěcím žíhání byla deformována metodami torze za vysokého tlaku (HPT) a protlačováním lomeným kanálem stejného průřezu (ECAP). Zatímco mikrostruktura po HPT je silně deformovaná a jemnozrnná, po ECAP zůstává převážně hrubozrnná a obsahuje smykové pásy s vysokou hustotou mřížkových poruch. Materiál ve výchozím stavu i oba deformované materiály byly podrobeny dvěma druhům tepelného zpracování - izotermálnímu žíhání a ohřevu s lineárním vzrůstem teploty. Průběh fázových transformací, zejména precipitace faze α, probíhajících ve všech materiálech během tepelného zpracování, byl studován celou řadou experimentálních metod. Bylo prokázáno, že precipitace fáze α probíhá v deformovaných materiálech rychleji v důsledku přítomnosti vysoké hustoty mřížkových poruch, které představují hustou síť preferenčních míst pro nukleaci fáze α a dráhy rychlé difúze nutné pro urychlení růstu fáze α. Rychlejší precipitace fáze α v deformovaných materiálech rovněž ovlivňuje precipitaci fáze ω tím, že urychluje její rozpouštění. Na rozdíl od deformovaných...
|
|
|
Metastabilní beta slitiny titanu pro využití v biomedicíně
Preisler, Dalibor ; Stráský, Josef (vedoucí práce) ; Janeček, Miloš (oponent)
V této práci byl studován vliv stárnutí a zápustkového kování na mikrostrukturu a mechanické vlastnosti biokompatibilní metastabilní slitiny o složení Ti-35,3Nb-7,3Zr-5,7Ta-0,7O (hm. %). Připravené stavy byly studovány pomocí optické a skenovací elektronové mikroskopie, měření mikrotvrdosti a tahových zkoušek. Ve výchozím i ve stárnutých stavech byly nalezeny chemické nehomogenity dendritického tvaru, zrna velikosti stovek mikrometrů a četné póry velikosti jednotek mikrometrů. Precipitace alfa fáze byla ve stárnutých stavech zanedbatelná a alfa částice vznikly pouze na hranicích zrn. V kovaném stavu byla nalezena od velkých zrn o velikosti stovek mikrometrů až po zrna mikrometrová. Ve stárnutém i kovaném stavu byl zjištěn nárůst mikrotvrdosti oproti výchozímu stavu, ale nebyly pozorovány významné rozdíly mezi různými podmínkami stárnutí. Byla zjištěna mez kluzu výchozího stavu 870 MPa, v kovaném stavu došlo ke zvýšení na 1120 MPa. Slitina se v obou zkoumaných stavech projevila jako tvárná při pokojové teplotě. Díky své pevnosti je slitina perspektivní pro výrobu kloubních implantátů.
|
|
|
Study of Phase Transformations in Ti Alloys
Zháňal, Pavel ; Harcuba, Petr (vedoucí práce)
V předložené práci byly prostřednictvím měření elektrického odporu studovány fázové transformace probíhající při tepelném zpracování metastabilní β slitiny Ti-15Mo. Výchozí materiál byl podroben rozpouštěcímu žíhání nad teplotou β- přechodu a následně zakalen do vody. Mikrostruktura takto připraveného mater- iálu se skládá z metastabilní β matrice a částic ω fáze. Během měření elektrického odporu in-situ při ohřevu ve speciálně upravené peci byly zjištěny význačné teplo- ty indikující postupně probíhající fázové transformace. Závislost elektrického odporu na teplotě se během ohřevu mění mezi rostoucí a klesající podle probíha- jící fázové transformace. Tyto změny byly pozorovány při teplotách 225, 356 a 560 ◦ C. Tyto transformace byly dále podrobně studovány měřením elektrického odporu různě tepelně zpracovaných vzorků. Pro kontrolu vývoje mikrosktruktury materiálu byla použita transmisní a skenovací elektronová mikroskopie. Mechan- ické vlastnosti byly charakterizovány pomocí měření mikrotvrdosti. Výsledky těchto měření umožnily identifikovat typy a sled fázových transformací probíha- jících ve studovaném materiálu.
|
|
|
Phase transformations and microstructure changes in TIMET LCB alloy
Šmilauerová, Jana
V předložené práci byly studovány fázové transformace slitiny titanu TIMETAL LCB a jejich vliv na mechanické vlastnosti materiálu. Výchozí stavy byly připraveny pomocí rozpouštěcího žíhání nad teplotou β-přechodu a následně žíhány ve vysokoteplotní oblasti α+β. Takto bylo dosaženo různých morfologií primární α fáze s konstantním objemovým podílem na hranicích zrn. Takto připravený materiál byl podroben nízkoteplotnímu žíhání při 400 ◦ C, 450 ◦ C a 500 ◦ C. Fázové transformace byly studovány prostřednictvím rentgenové difrakce (XRD), skenovací elektronové mikroskopie (SEM), diferenciální sken- ovací kalorimetrie (DSC) a měření rezistivity. Mechanické vlastnosti byly vy- hodnoceny pomocí měření mikrotvrdosti a provedením tahových zkoušek. Bylo prokázáno, že po žíhání materiálu při teplotách 400 ◦ C a 450 ◦ C vzniká metasta- bilní ω fáze, která se po dlouhodobějším žíhání transformuje na drobné pre- cipitáty fáze α. Tyto precipitáty způsobují výrazné zvýšení hodnot mikrotvr- dosti a meze kluzu. Klíčová slova: Metastabilní β-slitiny titanu, fázové transformace, mikrostrukturní změny, ω fáze
|
|
|
Microstructure and mechanical properties of ultra-fine grained titanium alloys
Václavová, Kristína ; Stráský, Josef (vedoucí práce)
Název práce: Mikrostruktura a mechanické vlastnosti ultrajemnozrnných slitin titanu Autor: Bc. Kristína Václavová Katedra / Ústav: Katedra fyziky materiálů Vedoucí diplomové práce: PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D. Abstrakt: Metastabilní β-slitiny titanu Ti-15Mo a Ti-6,8Mo-4,5Fe-1,5Al (TIMETAL LCB) byly připraveny metodou torze za vysokého tlaku (HPT), která patří mezi metody intenzivní plastické deformace (SPD). Mikrotvrdost slitin Ti-15Mo a TIMETAL LCB se zvyšuje s rostoucí vloženou deformací - tedy se zvyšujícím se počtem otáček HPT a také s rostoucí vzdáleností od středu vzorku. Nejvyšší hodnoty mikrotvrdosti po deformaci HPT výrazně převyšují mikrotvrdost dvoufázového α + β materiálu po tepelném zpracování. Deformovaná mikrostruktura byla studována rastrovací elektronovou mikroskopií a difrakcí zpětně odražených elektronů (EBSD). Výrazné dvojčatění bylo pozorováno u obou studovaných slitin. Mechanismus vícenásobného dvojčatění výrazně přispívá k fragmentaci zrn a tedy ke zjemnění mikrostruktury. Struktura defektů ve slitině Ti-15Mo byla studována pomocí pozitronové anihilační spektroskopie. Jedinými defekty detekovanými pozitronovou anihilační spektroskopií jsou dislokace. Hustota dislokací se zvyšuje s počtem HPT otáček a s rostoucí vzdáleností od středu vzorku. Nárůst hustoty dislokací je podstatným...
|
|
|
Vliv obsahu molybdenu na fázové transformace v binárních slitinách Ti-Mo
Valešová, Veronika ; Stráský, Josef (vedoucí práce) ; Janeček, Miloš (oponent)
Název práce: Vliv obsahu molybdenu na fázové transformace v binárních slitinách Ti-Mo Autor: Veronika Valešová Katedra: Katedra fyziky materiálů Vedoucí bakalářské práce: PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D., Katedra fyziky materiálů Abstrakt: β slitiny titanu jsou široce využívané strukturní materiály. Vyznačují se kombinací vysoké pevnosti, houževnatosti a odolnosti vůči únavě. Tyto slitiny mají hlavní využití v leteckém průmyslu, chemickém průmyslu a v medicíně. Studovali jsme tři binární slitiny titanu: Ti-12Mo, Ti-15Mo, Ti-18Mo (hm %). V těchto slitinách byly pozorovány následující fáze: nízkoteplotní, šesterečná těsně uspořádaná α fáze, vysokoteplotní, krychlová prostorově centrovaná β fáze a me- tastabilní ω fáze. Fáze ω se vytváří bezdifúzním procesem (posunem atomových rovin v β fázi) a ovlivňuje mechanické vlastnosti a precipitaci α fáze. Prozkoumali jsme fázové transformace ve studovaných slitinách využitím in-situ a ex-situ metod. Využili jsme nepřímé in-situ metody - rezistometrii, dilatometrii a diferenciální skenovací kalorimetrii. Jako ex-situ metody jsme zvolili skenovací elektronový mikroskop a měření mikrotvrdosti. Komplexní charakterizace β metastabilních slitin titanu během ohřevu prokázala vznik ωiso fáze a u slitiny Ti-12Mo precipitaci α fáze. Dilatometrie a rezistomet- rie jsou citlivé...
|
|
|
Phase transformations in ultra-fine grained titanium alloys
Bartha, Kristina ; Stráský, Josef (vedoucí práce) ; Kalvoda, Ladislav (oponent) ; Vojtěch, Dalibor (oponent)
Název práce: Fázové transformace v ultra-jemnozrnných slitinách titanu Autor: Kristína Bartha Katedra / Ústav: Katedra fyziky materiálů Vedoucí disertační práce: PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D., Katedra fyziky materiálů Abstrakt: Slitina Ti15Mo ve výchozím stavu po rozpouštěcím žíhání byla deformována metodami torze za vysokého tlaku (HPT) a protlačováním lomeným kanálem stejného průřezu (ECAP). Zatímco mikrostruktura po HPT je silně deformovaná a jemnozrnná, po ECAP zůstává převážně hrubozrnná a obsahuje smykové pásy s vysokou hustotou mřížkových poruch. Materiál ve výchozím stavu i oba deformované materiály byly podrobeny dvěma druhům tepelného zpracování - izotermálnímu žíhání a ohřevu s lineárním vzrůstem teploty. Průběh fázových transformací, zejména precipitace faze α, probíhajících ve všech materiálech během tepelného zpracování, byl studován celou řadou experimentálních metod. Bylo prokázáno, že precipitace fáze α probíhá v deformovaných materiálech rychleji v důsledku přítomnosti vysoké hustoty mřížkových poruch, které představují hustou síť preferenčních míst pro nukleaci fáze α a dráhy rychlé difúze nutné pro urychlení růstu fáze α. Rychlejší precipitace fáze α v deformovaných materiálech rovněž ovlivňuje precipitaci fáze ω tím, že urychluje její rozpouštění. Na rozdíl od deformovaných...
|
|
|
Metastable alloy Ti-15Mo prepared by powder metallurgy
Veverková, Anna ; Bartha, Kristina (vedoucí práce) ; Chráska, Tomáš (oponent)
Práce se zabývá charakterizací metastabilní beta slitiny Ti-15Mo připravené kryogenním mletím a následným sintrováním elektrickým proudem. Výchozí prášek byl připraven plynovou atomizací a následně deformován kryogenním mletím (mletý prášek). Výchozí prášek a mletý prášek byly kompaktizovány metodou sintrování elektrickým proudem při teplotách v intervalu 750 řC až 850 řC. Během kryogenního mletí práškové částice výrazně změnily tvar z kulatých na placaté. Velikost částic se nezmenšila, ale částice byly intenzivně plasticky deformovány. Pomocí skenovacího elektronového mikroskopu bylo zjištěno, že všechny připravené vzorky obsahují dvojfázovou alfa + beta mikrostrukturu. Objemový podíl alfa fáze je výrazně větší po sintrování mletého prášku kvůli zvýšené teplotě beta přechodu způsobené kontaminací mletého prášku kyslíkem, ale také kvůli snazší precipitaci fáze alfa díky zjemněné mikrostruktuře. Maximální dosažená mikrotvrdost je asi 350 HV pro oba sintrované prášky. Vysoká mirkotvrdost výchozího prášku může být vysvětlena vznikem omega fáze, zatímco mletý prášek je vytvrzen jemnou mikrostrukturou a malými precipitáty fáze alfa. Kryogenní mletí umožňuje získat materiál s vysokou mikrotvrdostí při nižších teplotách sintrování.
|
host ::
RSS.