Streszczenie  11
Summary  13
Spis ważniejszych skrótów, symboli i oznaczeń  15
1. Wprowadzenie  17
2. Przemiany fazowe w tytanie i jego stopach  19
2.1. Przemiana alotropowa Tiα ↔ Tiβ  19
2.2. Przemiany fazowe w stopach tytanu  20
2.2.1. Przemiana fazowa α + β ↔ β  21
2.2.2. Przemiana martenzytyczna β → α’  21
2.2.3. Przemiany dyfuzyjne  22
2.3. Stopy tytanu i ich klasyfikacja  23
2.3.1. Pierwiastki stopowe stosowane w stopach tytanu  23
2.3.2. Klasyfikacja stopów tytanu  24
3. Mikrostruktura stopów tytanu i czynniki prowadzące do jej modyfikacji  26
4. Możliwości i perspektywy stosowania metalurgii proszków jako metody wytwarzania wyrobów ze stopów tytanu  29
4.1. Aspekt ekonomiczny  29
4.2. Metalurgia proszków jako metoda wytwarzania stopów tytanu  32
5. Przeróbka plastyczna wyprasek i spieków ze stopów tytanu  35
5.1. Korzyści wynikające z przeróbki plastycznej półwyrobów z proszków  35
5.2. Przykłady prac badawczych nad stosowaniem przeróbki plastycznej półwyrobów ze stopu Ti-6Al-4V otrzymanych z proszków  36
5.3. Przykłady zastosowania procesów przeróbki plastycznej wsadu otrzymanego z proszku do produkcji wyrobów ze stopów tytanu  41
6. Metoda dynamicznego modelowania i jej zastosowanie do wyznaczania cieplno-mechanicznych warunków kształtowania na gorąco stopów tytanu  44
6.1. Wprowadzenie  44
6.2. Metoda dynamicznego modelowania materiału (DMM)  45
6.3. Zastosowanie metody DMM do analizy warunków kształtowania stopów tytanu  48
6.4. Przykłady stosowania metody DMM w odniesieniu do stopów tytanu otrzymanych z proszków i wynikające z tego korzyści  50 
7. Parametr Zenera–Hollomona i energia aktywacji wysokotemperaturowego odkształcenia  52
8. Fizyczne modelowanie procesów kształtowania na gorąco w warunkach dużego odkształcenia całkowitego, z wykorzystaniem modułu MaxStrain  55
9. Podsumowanie przeglądu literatury, cel oraz teza pracy  57
10. Stanowiska laboratoryjne, pomiarowe i linie przemysłowe zastosowane podczas badań oraz metody badawcze  60
11. Wytworzenie materiału do badań  63
11.1. Wytworzenie stopu Ti-6Al-4V metodą metalurgii proszków  64
11.1.1. Założenia dotyczące proszków wyjściowych i wykonania z nich mieszaniny  64
11.1.2. Proszki wyjściowe do badań  65
11.1.3. Wykonanie mieszaniny i ocena jej jakości  66
11.1.4. Prasowanie na gorąco mieszanin  67
11.2. Charakterystyka przyjętych do badań materiałów ze stopu Ti-6Al-4V  68
11.2.1. Charakterystyka wyprasek ze stopu Ti-6Al-4V  69
11.2.2. Charakterystyka walcowanego odlewu ze stopu Ti-6Al-4V  71
11.2.3. Badania nieniszczące wyprasek  73
11.2.4. Wpływ metody wytwarzania stopu Ti-6Al-4V na jego własności  73
12. Temperatury przemiany fazowej α + β ↔ β stopu Ti-6Al-4V 75
12.1. Badania dylatometryczne stopu Ti-6Al-4V  75
12.2. Wpływ temperatury wyprasek na udział faz α oraz β  78
13. Badania plastometryczne wyprasek  80
13.1. Cel testów i założenia podjęte przy ich realizacji  80
13.2. Sposób realizacji testów plastometrycznych i ich wyniki  80
13.3. Mikrostruktura próbek w stanie po odkształceniu na symulatorze Gleeble 3800  83
14. Mapy procesowe wyprasek ze stopu Ti-6Al-4V opracowane na podstawie podejścia Prasada  89
14.1. Opracowanie map procesowych w zależności od wartości odkształcenia rzeczywistego  89
14.2. Opracowanie okien procesowych dla przeróbki plastycznej na gorąco wyprasek ze stopu Ti-6Al-4V  93
14.3. Podsumowanie wyników analizy DMM  95
15. Energia aktywacji wysokotemperaturowego odkształcenia i parametr Zenera–Hollomona wyprasek ze stopu Ti-6Al-4V  96
16. Testy spęczania w warunkach laboratoryjnych  100
16.1. Cel testów na symulatorze WUMSI i założenia przyjęte przy ich realizacji  100
16.2. Charakterystyka stanowiska WUMSI, warunki testów i opis ich wykonania  102
16.3. Krzywe płynięcia stopu Ti-6Al-4V podczas testów na symulatorze WUMSI  103
16.4. Mikrostruktura stopu Ti-6Al-4V po odkształceniu na symulatorze WUMSI  105
16.5. Pomiary twardości stopu w stanie po odkształceniu  108
17. Analiza numeryczna metodą elementów skończonych (MES) wybranych procesów kucia matrycowego na gorąco wyprasek ze stopu Ti-6Al-4V  109
17.1. Założenia przyjęte podczas modelowania  109
17.2. Warunki prowadzenia analizy numerycznej MES  109
17.3. Warunki brzegowe do symulacji MES wyprasek  111
17.3.1. Właściwości cieplne stopu Ti-6Al-4V w temperaturze przeróbki plastycznej w zakresie dwufazowym  112
17.3.2. Oszacowanie czynnika tarcia w temperaturze przeróbki plastycznej na gorąco  114
17.4. Modelowanie MES wybranych procesów kucia i analiza otrzymanych wyników  117
17.4.1. Modelowanie kucia matrycowego odkuwki kołnierza na prasie korbowej  117
17.4.2. Modelowanie kucia matrycowego odkuwki koła zębatego na prasie hydraulicznej  121
18. Technologiczne próby kucia wyprasek i charakterystyka odkuwek  125
18.1. Próby kucia na gorąco na prasie korbowej  125
18.2. Próby kucia na gorąco na prasie hydraulicznej  126
18.3. Podsumowanie rezultatów prób kucia matrycowego w warunkach przemysłowych  127
18.4. Badania odkuwek  127
18.4.1. Rentgenowska analiza fazowa  127
18.4.2. Badania nieniszczące odkuwek  128
18.4.3. Mikrostruktura odkuwek  131
18.4.4. Badania twardości odkuwek  134
18.5. Podsumowanie wyników badań odkuwek  136
19. Testy wieloosiowego ściskania z zastosowaniem modułu MaxStrain  138
19.1. Stanowisko do realizacji testów MaxStrain  138
19.2. Założenia przy realizacji testów  138
19.3. Wykonanie testów wieloosiowego ściskania MaxStrain  139
19.4. Wyniki badań próbek odkształconych w testach MaxStrain  142
19.4.1. Obserwacje mikrostruktury  143
19.4.2. Własności mechaniczne  146
20. Walcowanie na gorąco stopu Ti-6Al-4V  149
20.1. Przygotowanie materiału i realizacja procesu walcowania  149
20.2. Testy walcowania na gorąco na walcarce trio  150
20.3. Mikrostruktura i wybrane własności walcowanych prętów ze stopu Ti-6Al-4V  152
21. Podsumowanie i dyskusja wyników badań oraz wnioski  158
Literatura  170