№ 5 (2018)

К 90-летию со дня рождения Бориса Александровича Колачева

ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti – 6 % Al – 4 % V

    

Ю. Б. ЕГОРОВА1, д-р техн. наук, Л. В. ДАВЫДЕНКО2, канд. техн. наук, Е. В. ЧИБИСОВА1, С. Б. БЕЛОВА1, канд. техн. наук

1 Ступинский филиал Московского авиационного института (национального исследовательского университета)", г. Ступино, Россия (egorova mati@mail.ru)

2 Московский политехнический университет, г. Москва, Россия (mami-davidenko@mail.ru)

Проведена теоретическая и статистическая оценка зависимости механических свойств прутков, плит и поковок от химического состава различных модификаций сплава Ti — 6 % Al — 4 % V. Определена доля вариации механических свойств, обусловленная колебаниями марочного состава. Разработаны рекомендации для повышения стабильности свойств и исключения брака путем корректировки содержания основных компонентов и примесей с учетом технологического разброса.

Ключевые слова: промышленные полуфабрикаты; титановыхе сплавы; химический состав; механические свойства; статистические исследования.

ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ ВОДОРОДОМ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ТИТАНА

    

М. Ю. КОЛЛЕРОВ1, д-р техн. наук, Ю. Э. РУНОВА1, В. В. ЗАСЫПКИН1, канд. техн. наук, Н. А. ПОПОВ2, канд. техн. наук

1 Московский Авиационный Институт (национальный исследовательский университет), г. Москва, Россия (Kollerov@gmail.com)

2 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия

Изучено влияние объемной пористости на кинетику термодиффузионного насыщения водородом и структуру образцов, изготовленных из различных полуфабрикатов — прутка, проволоки и волокон технически чистого титана. Установлено, что скорость поглощения водорода пористым титаном максимальна при 650 °C и возрастает с увеличением объемной пористости, размера пор и уменьшением характеристического размера исходного полуфабриката. Одновременное термодиффузионное насыщение монолитного и пористого материала приводит к неравномерному распределению между ними водорода и, соответственно, изменению структуры.

Ключевые слова: титан; пористые материалы; диффузионная сварка; термоводородная обработка.

ВЛИЯНИЕ ВАКУУМНОЙ ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ, КОРРОЗИОННУЮ И ЭРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ ТИТАНОВОГО СПЛАВА С ИНТЕРМЕТАЛЛИДНОЙ α2-фазой

    

А. М. МАМОНОВ1, д-р техн. наук, С. М. САРЫЧЕВ2, канд. техн. наук, С. С. СЛЕЗОВ1, Ю. В. ЧЕРНЫШОВА1, канд. техн. наук

1 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), г. Москва, Россия (mitom@implants.ru)

2 ЗАО "Имплант МТ", г. Москва, Россия

Приведены результаты исследований влияния вакуумного ионно-плазменного азотирования на фазовый состав, структуру, микротвердость, сопротивление солевой коррозии и эрозионную стойкость сплава Ti – 14Al – 3Nb – 3V – 0,5Zr с исходной бимодальной структурой и различной микрогеометрией поверхности. Показано, что при повышении температуры азотирования от 550 до 650 °C в поверхностном слое увеличивается количество нитридов Ti2N и образуются нитриды Ti3AlN, что приводит к росту микротвердости, однако уменьшает толщину упрочненной диффузионной зоны, а при температуре 650 °C вызывает образование пор на поверхности. Установлено, что вакуумное ионно-плазменное азотирование в наибольшей степени способствует повышению стойкости к солевой коррозии образцов сплава Ti – 14Al – 3Nb – 3V – 0,5Zr с полированной поверхностью. Дополнительное после азотирования нанесение покрытия нитрида титана TiN приводит к повышению сопротивления солевой коррозии шлифованных образцов. Установлено также, что после вакуумного ионно-плазменного азотирования с дополнительным нанесением покрытия TiN повышается стойкость сплава как с полированной, так и со шлифованной поверхностью к эрозионному воздействию.

Ключевые слова: алюминид титана; вакуумное ионно-плазменное азотирование; коррозия; микротвердость; структура; фазовый состав.

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСЕЙ НА ТЕМПЕРАТУРУ ПОЛИМОРФНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ И СВОЙСТВА ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

    

А. Г. ИЛЛАРИОНОВ1, канд. техн. наук, А. В. ЖЕЛНИНА1, 2, А. А. ПОПОВ1, д-р техн. наук, Н. В. ЩЕТНИКОВ2, канд. техн. наук, М. О. ЛЕДЕР2, М. С. КАЛИЕНКО2

1 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия (illarionovag@mail.ru)

2 ПАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА", г. Верхняя Салда, Россия

Исследовано влияние содержания примесей кислорода (углерода) на температуру полного полиморфного a +  b  ®  b-превращения (Тпп ) и комплекс свойств в термически упрочненном состоянии титановых сплавов Ti – 10 % V – 2 % Fe – 3 % Al и VST5553 (Ti – 5 % Al – 5 % V – 5 % Mo – 3 % Cr). Определена микроструктура сплавов методом металлографического анализа. Проведены механические испытания на растяжение и вязкость разрушения. Установлена зависимость Тпп от содержания примесей в исследуемых сплавах. Показана возможность оценки Тпп сплавов методом дифференциальной сканирующей калориметрии, по точности сопоставимого с методом пробных закалок. Построены зависимости прочностных и пластических свойств при растяжении исследуемых сплавов от температур старения. Установлена связь вязкости разрушения с морфологией первичной a-фазы в исследуемых сплавах.

Ключевые слова: титановые сплавы Ti – 10 % V – 2 % Fe – 3 % Al, Ti – 5 % Al – 5 % V – 5 % Mo – 3 % Cr; примеси кислорода и углерода; температура полного полиморфного a +  b  ®  b-превращения; дифференциальная сканирующая калориметрия; закалка; старение; прочность; пластичность; вязкость разрушения.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ВЫДЕЛЕНИЯ α2-ФАЗЫ В ДВУХФАЗНОМ СПЛАВЕ СИСТЕМЫ ТИТАН – АЛЮМИНИЙ

    

А. А. ПОПОВ, д-р техн. наук, К. И. ЛУГОВАЯ, Н. Г. РОССИНА, канд. хим. наук, М. А. ЖИЛЯКОВА, канд. техн. наук

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия (a.a.popov@urfu.ru)

Исследованы процессы образования упорядоченной фазы Ti3Al (α2-фазы) в сплаве системы Ti – Al в зависимости от режимов термической обработки. Показано, что проведение высокотемпературной обработки в однофазной α-области с последующим переохлаждением при различных температурах приводит к более активному выделению и росту дисперсных частиц, чем после предварительной обработки из β-области.

Ключевые слова: титановые сплавы; упорядоченные фазы; интерметаллиды.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАКАЛКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СПЛАВА Ti – 19,6Al – 12,4Nb – 1,5V – 0,9Zr – 0,6Mo

    

С. Л. ДЕМАКОВ, канд. техн. наук, Ф. В. ВОДОЛАЗСКИЙ, канд. техн. наук

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия (s.l.demakov@urfu.ru, f.v.vodolazskiy@urfu.ru)

Исследованы структура, фазовый состав и свойства сплава Ti – 19,6Al – 12,4Nb – 1,5V – 0,9Zr – 0,6Mo после закалки в воде от 650 – 1050 °C в зависимости от исходного состояния. Изучено два варианта исходной структуры: β-состояние, полученное закалкой из b-области, и исходное горячекатаное О + β + (α)-состояние. Обнаружено значительное различие структуры и свойств в нижнем диапазоне температур закалок (до 850 °C) и небольшое влияние исходной структуры после закалки из верхнего температурного диапазона. Установлено, что для получения благоприятной структуры под холодную деформацию следует использовать закалку в температурном диапазоне 850 – 900 °C, что позволит нивелировать влияние исходной структуры.

Ключевые слова: интерметаллиды Ti3Al, Ti2AlNb; супер-α2-сплав; структура; фазовый состав; твердость; модуль упругости.

ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ТИТАНОВОГО СПЛАВА МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ЯЧЕИСТОЙ АРХИТЕКТУРОЙ

    

С. И. СТЕПАНОВ1, канд. техн. наук, Ю. Н. ЛОГИНОВ1, д-р техн. наук, В. П. КУЗНЕЦОВ2, д-р техн. наук, А. А. ПОПОВ1, д-р техн. наук

1 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия —(a.a.popov@urfu.ru)

2 Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г. А. Илизарова, —г. Курган, Россия.

Методами световой металлографии, РЭМ, РСФА, микроиндентирования и испытаний на сжатие исследовано влияние отжига сплава Ti – 6 % Al – 4 % V, полученного методом прямого лазерного спекания порошка, на структуру, фазовый состав и механические свойства образцов с ячеистой архитектурой, предназначенных для применения в качестве костезамещающих имплантатов. Отжиг ячеистых образцов с относительной плотностью 45 % проводился в интервале температур 720 – 1000 °C в течении 1 ч в условиях высокого вакуума. Механические свойства определены в соответствии с международным стандартом ISO 13314 для испытаний на сжатие пористых металлических материалов.

Ключевые слова: прямое лазерное спекание металла; ячеистые материалы; титановый сплав; модуль Юнга; имплантат; отжиг; аддитивные технологии.

СТРУКТУРА И ТЕКСТУРА В МАТЕРИАЛАХ

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ НА СТРУКТУРНО-ТЕКСТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПЛИТЫ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА СИСТЕМЫ Al – Si – Mg

    

М. Л. ЛОБАНОВ1, д-р техн. наук, Ю. Н. ЛОГИНОВ1, д-р техн. наук, С. В. ДАНИЛОВ1, М. А. ГОЛОВИН2, М. С. КАРАБАНАЛОВ1, канд. техн. наук

1 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия (m.l.lobanov@urfu.ru)

2 ОАО "Каменск-Уральский металлургический завод", г. Каменск-Уральский, Россия

Методом ориентационной микроскопии (EBSD) исследованы структура и текстура по толщине горячекатаных плит алюминиевого сплава системы Al – Si – Mg. В поверхностных областях плиты в основном фиксируются сдвиговые компоненты текстуры, а в центральных — наблюдается текстура прокатки. При использовании высоких скоростей горячей прокатки в поверхностных слоях сплава протекает рекристаллизация, существенно изменяющая однородность структуры по толщине плит.

Ключевые слова: алюминиевый сплав; горячая прокатка; текстура; ориентационная микроскопия; механические свойства; анизотропия; фактор Тейлора.

ТЕКСТУРА ПЕРВИЧНОЙ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ В ГЦК-МЕТАЛЛЕ С НИЗКОЙ ЭНЕРГИЕЙ ДЕФЕКТА УПАКОВКИ

    

М. А. ЗОРИНА1, канд. техн. наук, М. Л. ЛОБАНОВ1, д-р техн. наук, Е. А. МАКАРОВА1, Г. М. РУСАКОВ1, 2, канд. физ.-мат. наук

1 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия (m.l.lobanov@urfu.ru)

2 Институт физики металлов УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия

Методом ориентационной микроскопии (EBSD) в медной проволоке, изготовленной волочением, исследованы особенности текстуры рекристаллизации. Показано, что строгие кристаллогеометрические соотношения между деформационными и рекристаллизационными ориентировками являются следствием доминирующей роли в структурных превращениях специальных разориентаций — специальных границ. Предложены механизмы возникновения и "роста" двойников отжига.

Ключевые слова: ГЦК-металл; деформация; волочение; рекристаллизация; текстура; двойники отжига; ориентационная микроскопия; специальные разориентации; РСУ-границы.



 

E-mail:mitom@folium.ru

© 1996 – 2006 Folium Publishing Company