Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Анализ возможностей преобразования пластинчатых структур титановых и циркониевых сплавов методами термоводородной обработки

А. М. Мамонов, А. И. Сафарян, Е. О. Агаркова, М. А. Жилякова

Аннотация


Проведен сравнительный анализ возможностей преобразования структуры титановых и циркониевых сплавов термоводородной обработкой. Описаны механизмы фазовых превращений и структурообразования в циркониевом сплаве Zr - 2,5 % Nb при обратимом легировании водородом. Построена фазовая диаграмма системы (сплав Zr - 2,5 % Nb) - водород методами металлографического, рентгеноструктурного анализов и дифференциальной сканирующей калориметрии. Проведено ее сравнение с диаграммой для титанового сплава. Установлена значительно более высокая температурная и концентрационная (по водороду) устойчивость гидридных фаз в циркониевом сплаве, чем в титановом. Показана возможность глобуляризации исходной пластинчатой структуры циркониевого сплава термоводородной обработкой.

Ключевые слова


циркониевый сплав; титановый сплав; водород; структура; гидрид; глобуляризация; диаграмма фазового состава; zirconium alloy; titanium alloy; hydrogen; structure; hydride; globularization; phase diagram

Полный текст:

PDF

Литература


Ильин А. А., Колачев Б. А., Носов В. К., Мамонов А. М. Водородная технология титановых сплавов / Под общей ред. чл.-корр. РАН А. А. Ильина. М.: МИСиС, 2002. 392 с.

Ильин А. А. Механизм и кинетика фазовых и структурных превращений в титановых сплавах. М.: Наука, 1994. 304 с.

Колачев Б. А., Ильин А. А., Лавренко В. А., Левинский Ю. В. Гидридные системы. М.: Металлургия, 1992. 352 с.

Ильин А. А., Мамонов А. М., Коллеров М. Ю. Научные основы и принципы построения технологических процессов термоводородной обработки титановых сплавов // Металлы. 1994. № 4. С. 157 - 168.

Коллеров М. Ю., Спектор В. С., Мамонов А. М. и др. Проблемы и перспективы применения титановых сплавов в медицине // Титан. 2015. № 2. С. 42 - 53.

Ильин А. А., Мамонов А. М., Карпов В. Н. и др. Комплексные технологии создания износостойких высоконагруженных компонентов эндопротезов крупных суставов из титановых сплавов // Технология машиностроения. 2007. № 9. С. 43 - 46.

ГОСТ Р ИСО 5832-3-2014. Имплантаты для хирургии. Металлические материалы. Часть 3: Деформируемый сплав на основе титана, 6-алюминия и 4-ванадия. Введ. 2014-12-12. М.: Стандартинформ, 2015. II, 8 с.

Кононов А. Г., Кукареко В. А., Белый А. В., Шаркеев Ю. П. Ионно-модифицированные субмикрокристаллические титановые и циркониевые сплавы для медицины и техники // Механика машин, механизмов и материалов. 2013. № 1(22). С. 47 - 53.

Byeli A. V., Kukareko V. A., Kononov A. G. Titanium and zirconium based alloys modified by intensive plastic deformation and nitrogen ion implantation for biocompatible implants // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2012. V. 6. P. 89 - 94.

Карлов А. В., Шахов В. П. Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики. Томск: SST, 2001. 480 с.

Скворцова С. В., Мамонов А. М., Спектор В. С. и др. Влияние термоводородной обработки на структуру, механические и технологические свойства литых полуфабрикатов из сплава ВТ20Л // Титан. 2009. № 4. С. 18 - 22.

Мамонов А. М., Скворцова С. В., Спектор В. С. и др. Принципы построения комплексных технологических процессов производства имплантатов из титановых сплавов, включающих вакуумные ионно-плазменные нанотехнологии // Титан. 2012. № 3. С. 45 - 50.

Ильин А. А., Федирко В. Н., Мамонов А. М. и др. Влияние комплексных технологий обработки на структурное состояние поверхности и эксплуатационные свойства медицинских имплантатов из титанового сплава ВТ6 // Титан. 2014. № 4. С. 4 - 11.

Ильин А. А., Петров Л. М., Карпов В. Н. и др. Влияние вакуумной ионно-плазменной обработки на коррозионные свойства титановых сплавов разных классов // Титан. 2009. № 1. С. 26 - 29.

Федирко В., Ильин А., Погрелюк И. и др. Влияние термоводородной обработки и последующего азотирования на электрохимическое поведение титанового сплава ВТ6 в физиологическом растворе // Физико-химическая механика материалов. Специальный выпуск. № 10. Львов. 2014. С. 258 - 263.

Ильин А. А., Колачёв Б. А., Полькин И. С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Справочник. М.: ВИЛС- МАТИ, 2009. 520 с.

Ильин А. А., Мамонов А. М. Температурно-концентрационные диаграммы фазового состава водородсодержащих многокомпонентных сплавов на основе титана // Металлы (РАН). 1994. № 5. С. 71 - 78.

Добромыслов A. B., Талуц Н. И. Структура циркония и его сплавов. Екатеринбург: ИФМ, 1997. 228 с.

Дуглас Д. Металловедение циркония. Пер. с англ. под ред. чл.-корр. АН СССР А. С. Займовского. М.: Атомиздат, 1975. 360 с.

Zhou F. Y., Qiu K. J., Bian D. et al. A Comparative in vitro study on biomedical Zr - 2,5X (Х = Nb, Sn) alloys // J. Mater. Sci. Technol. 2014. V. 30(4). P. 299 - 306.

Кононов А. Г., Кукареко В. А., Белый А. В., Шаркеев Ю. П. Ионно-модифицированные субмикрокристаллические титановые и циркониевые сплавы для медицины и техники // Механика машин, механизмов и материалов. 2013. № 1(22). С. 47 - 53.

Goltsov V. A. Fundamentals of hydrogen treatment of materials and its classification // Intern. J. Hydrogen Energy. 1997. V. 22, No. 2/3. P. 119 - 124.

Попов А. А. Теория превращений в твердом состоянии. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. 168 с.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2018.2.22-29

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024