Mikrostruktura a mechanické vlastnosti slitiny Ti15Mo připravené metodou ECAP

• Název práce v češtině: Mikrostruktura a mechanické vlastnosti slitiny Ti15Mo připravené metodou ECAP
• Název v anglickém jazyce: Microstructure and mechanical properties of Ti15Mo alloy prepared by ECAP
• Klíčová slova: Slitiny titanu, protlačování lomeným kanálem, Vickersova metoda, skenovací elektronová mikroskopie, difrakce zpětně odražených elektronů, rezonanční ultrazvuková spektroskopie
• Klíčová slova anglicky: Titanium alloys, equal channel angular pressing, Vickers method, electron scanning microscopy, electron back-scattered diffraction, resonant ultra-sound spectroscopy
• Akademický rok vypsání: 2016/2017
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky materiálů (32-KFM)
• Vedoucí / školitel: doc. PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 19.10.2016
• Datum zadání: 19.12.2016
• Datum potvrzení stud. oddělením: 11.05.2017
• Datum a čas obhajoby: 21.06.2017 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 19.05.2017
• Datum odevzdání tištěné podoby: 19.05.2017
• Datum proběhlé obhajoby: 21.06.2017
• Oponenti: prof. RNDr. Vladimír Šíma, CSc.
• Konzultanti: RNDr. Kristina Bartha, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1) Studentka se seznámí s předepsanou odbornou literaturou a vypracuje stručnou rešerši shrnující problematiku beta slitin titanu a ultra-jemnozrnných slitin titanu připravených metodami intenzivní plastické deformace.
2) Studentka proměří mikrotvrdost slitiny Ti15Mo po různém počtu průchodů ECAP.
3) Studentka provede pozorování pomocí skenovací elektronové mikroskopie.
4) Mikrostrukturní pozorování a naměřená mikrotvrdost budou vysvětleny na základě vložené plastické deformace během procesu ECAP.
5) Studentka využije některou z in-situ metod (diferenční skenovací kalorimetrie, měření elektrického odporu, dilatometrie) pro identifikaci mikrostrukturních a fázových změn v materiálu.
6) Dosažené výsledky budou zpracovány v bakalářské práci.

Seznam odborné literatury

G. Lutjering, J.C. Williams; Titanium; Springer; 2007
O. Srba; Komplexní studium jemnozrnných polykrystalů Cu a slitiny CuZr připravených metodami equal channel angular pressing a high pressure torsion; disertační práce; 2011
R. Z. Valiev, T.G. Langdon (2006) Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement. Prog Mater Sci 51(7):881–981
J. Song, X. Zhang, C. Xie, Effects of ECAP and Aging on Mechanical and Superelastic Behaviors of Ti-Mo-Based and Ti-25at.%Nb SMAs, Journal of Materials Engineering and Performance 21 (2012) 2546-2552
Z. Lie, L. wang, X. Xue, W. Lu, J. Qin, D. Zhang, Microstructure evolution and mechanical properties of a Ti-35Nb-3Zr-2Ta biomedical alloy processed by equal channel angular pressing, Mater Sci Eng C 33 (2013) 4551-4561
K.S. Suresh, N.P. Gurao, Satyaveer Singh D., Satyam Suwas, K. Chattopadhyay, S.V. Zherebtsov, G.A. Salishchev, Effect of equal channel angular pressing on grain refinement and texture evolution in a biomedical alloy Ti-13Nb-13Zr, Materials Characterization 82 (2013) 73-85

Předběžná náplň práce

Slitiny titanu jsou využivány v řadě průmyslových aplikacích zahrnujících vesmírný program, letecký průmysl či využití v medicíně. Metastabilní beta slitiny Ti se vyznačují unikátními mechanickými vlastnostmi a v současnosti patří mezi nejvíce studované skupiny slitin Ti. Z fyzikálního hlediska jsou tyto slitiny zajímavé díky komplikovaným fázovým transformacím, kterými procházejí při tepelném zpracování. Ultrajemnozrnné materiály se vyznačují velikostí zrn menší než 1 mikrometr a lze je připravit pokročilými metodami intenzivní plastické deformace. Hlavní výhodou ultrajemnozrnných materiálů je jejich vyšší pevnost. Experimentální charakterizace těchto materiálů a objasnění vztahu mezi způsobem přípravy, mikrostrukturou a výslednými vlastnostmi jsou rozhodující pro jejich využitelnost. Nabízená bakalářská práce je součástí výzkumu na katedře fyziky materiálů v této atraktivní oblasti. Studentka se během řešení práce zorientuje v problematice ultrajemnozrnných materiálů a v metastabilních slitinách Ti. Hlavní náplní je experimentální charakterizace vybraných materiálů mikroskopickými metodami a určení základních mechanických vlastností.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Titanium alloys are applied in several industrial applications including space programme, aircraft manufacturing of biomedical use. Metastable beta titanium alloys are characterized by unique mechanical properties and currently belong to the most studied Ti alloys class. Those materials are interesting due to complicated phase transformations that occur during a thermal treatment. Ultra-fine grained materials are materials with grain size smaller than 1 micrometer and can be manufactured via sever plastic deformation methods. The main advantage of UFG materials is their enhanced strength. Experimental characterization and relationships between processing, microstructure and final properties are crucial for possible applications. Bachelor thesis topic is a part of the research at Department of Physics of Materials in this attractive field. Student will gain basic knowledge in the field of UFG materials and Ti alloys. The thesis focuses on experimental characterization of microstructure and investigaiton of mechanical properties.