top of page

Титан №1 2022

Титан №1-2022_obl_1.jpg

Материаловедение

 

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОРИСТЫХ ТИТАНОВЫХ ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ

 

А.Е. Иванов, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

С.В. Скворцова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: scvortsova@implants.ru

Н.В. Ручина, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: n.ruchina@list.ru

Н.А. Мамонтова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

В.С. Спектор, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

М.Д. Тевс, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

 

В работе исследованы пористые титановые покрытия, полученные методами 3D-печати, ионно-плазменного напыления и покрытие GRIPTION®. Проведено сравнение влияния различных методов получения пористых титановых покрытий на их пористость и структуру. Отмечено повышение адгезионной прочности пористого покрытия из титана после применения термоводородной обработки.

 

Ключевые слова: титановые сплавы, титановое покрытие, пористое покрытие, остеоинтеграция.

 

ИССЛЕДОВАНИЕ КОРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ МЕДИЦИНСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИМПЛАНТАТОВ В РАСТВОРЕ РИНГЕРА, СОДЕРЖАЩИМ ИОНЫ ЙОДА

 

Ю.В. Чернышова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

Е.О. Агаркова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: agarkovaeo@mati.ru

А.В. Нейман, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

А.А. Лиджиев, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

А.В. Заиров, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

 

Исследована коррозионная стойкость основных материалов для имплантации в растворе Рингера с добавлением повидон-йода.

Установлено, что наиболее высокую коррозионную стойкость имеют образцы технически чистого титана, титановых сплавов ВТ6 и ВТ20 и сплава ТН1 на основе никелида титана. Показано, что добавление повидон-йода в раствор Рингера приводит к снижению коррозионных характеристик кобальт-хромового сплава и практически полной потере коррозионной стойкости аустенитной нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

Изучено влияние вакуумного ионно-плазменного азотирования (ВИПА) на электрохимические характеристики образцов технически чистого титана, титановых сплавов ВТ6 и ВТ20 в растворе, содержащем повидон-йод. Установлено, что применение ВИПА приводит к значительному росту стационарных потенциалов и снижению плотности тока в пассивной области, т.е. оказывает положительный эффект на коррозионную стойкость исследуемых материалов в растворе с добавлением повидон-йода.

 

Ключевые слова: раствор повидон-йод, титановые сплавы, медицинские материалы.

 

СОПОСТАВЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРУТКОВ ИЗ СПЛАВА ВТ6 С ГЛОБУЛЯРНОЙ И ПЛАСТИНЧАТОЙ СТРУКТУРОЙ

 

Ю.Б. Егорова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: egorova_mati@mail.ru

С.В. Скворцова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: scvortsova@implants.ru

Л.В. Давыденко, ФГБОУ ВО «Московский политехнический университет», e-mail: mami-davidenko@mail.ru

А.В. Шмырова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: shmyrovaalisa@mail.ru

О.Н. Гвоздева, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

 

Приведены экспериментальные данные о совместном влиянии химического состава, типа и параметров структуры на механические свойства катаных прутков из сплава ВТ6. Обосновано, что при одном и том же уровне прочности относительное удлинение прутков с глобулярной структурой выше в среднем на 5% по сравнению с пластинчатой, а поперечное сужение выше на 15%. Для прутков сплава ВТ6 с глобулярной и пластинчатой структурами установлены значения эквивалентов по алюминию и молибдену и параметров структуры, которые обеспечивают выполнение требований отраслевых стандартов.

 

Ключевые слова: титановый сплав ВТ6, катаные прутки, химический состав, структура, механические свойства, статистические исследования.

ОЦЕНКА ПРЕДЕЛА ВЫНОСЛИВОСТИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

 

С.В. Сериков, ООО «Сура ЛТД», e-mail: suraltd1992@gmail.com

 

Сопоставление титановых сплавов по сопротивлению многоцикловой усталости имеет ряд объективных трудностей. В работе предлагается, в качестве обсуждения, заменить метод определения предела выносливости на способ оценки эксплуатационной надежности, характеризующейся двумя параметрами: коэффициентом динамической вязкости и удельной работой разрушения. Новый подход иллюстрирован на конкретных опытных данных для титановых сплавов (Ti-1100, Ti-6Al-4V, ВТ20). Сформулированный метод более простой по форме и физически обоснованный по содержанию.

 

Ключевые слова: сплав титана, предел выносливости, коэффициент динамической вязкости, удельная энергия разрушения, многоцикловая усталость.

 

 

Технологии обработки

 

ПОВЕРХНОСТНОЕ МИКРОЛЕГИРОВАНИЕ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СИЛОВЫХ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

 

В.К. Шаталов, Калужский филиал ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», e-mail: vkshatalov@yandex.ru

А.О. Штокал, Филиал АО «НПО Лавочкина» в г. Калуга, e-mail: cuauthemoc1@yandex.ru

Е.В. Рыков, Филиал АО «НПО Лавочкина» в г. Калуга, e-mail: rik@laspace.ru

А.В. Артемьев, Филиал АО «НПО Лавочкина» в г. Калуга, e-mail: arav@laspace.ru

О.П. Баженова, АО «НПО Лавочкина», e-mail: bazhenova_laspace@mail.ru

Д.В. Сергеев, АО «НПО Лавочкина», e-mail: sdv@laspace.ru

 

Поверхностное насыщение титановых сплавов кислородом производится путём формирования устойчивых оксидных покрытий на поверхности наплавочных прутков. В ходе многолетней исследовательской работы в МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Калуга) было установлено, что наиболее технологичным способом создания оксидного слоя для присадочного прутка является микродуговое оксидирование (МДО). Предложен способ микролегирования кислородом поверхности титановых сплавов с использованием обработанных микродуговым оксидированием наплавочных прутков, который применим при изготовлении протяжённых силовых упругих элементов космических аппаратов и обладает рядом преимуществ:

1. Позволяет обеспечить повышение твёрдости и износостойкости привалочных поверхностей конструкции.

2. Способен обеспечить требуемые характеристики материала детали в широком диапазоне, позволяет сформировать композитный материал с заранее заданным набором эксплуатационных свойств.

3. Позволяет упрочнять титановые сплавы и конструкции из них, которые не упрочняются или недостаточно упрочняются термической обработкой.

4. Не требует наличия сложного и дорогого технологического оборудования, и в ряде случаев не требует последующей механической обработки.

5. Позволяет обеспечить снижение массы посадочного модуля космического аппарата.

К недостаткам предложенного способа следует отнести высокую квалификацию рабочего персонала, а также значительную трудоёмкость процесса, что делает применение микролегирования кислородом экономически обоснованным лишь в единичном и мелкосерийном производстве.

 

Ключевые слова: титан, микролегирование, наплавочные прутки, микродуговое оксидирование, космический аппарат, посадочная опора

 

 

Применение. Качество. Рынок.

 

ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ТИТАНОВОГО СПЛАВА В ДЕТАЛЯХ ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЯ

 

В.В. Травин, ПАО «Калужский турбинный завод», e-mail: travin_VV@paoktz.ru

А.И. Зможный, ПАО «Калужский турбинный завод», e-mail: aleksander.zmozhniy@yandex.ru

Г.А. Шевелев, ПАО «Калужский турбинный завод», e-mail: gennady_shevelev@mail.ru

Ю.А. Денисенко, ПАО «Калужский турбинный завод»

 

Рассмотрены методические вопросы экспериментального и расчетного исследований термоциклической прочности элементов энергооборудования, изготовленных из псевдо-альфа титанового сплава типа 5В. Представлены результаты испытаний, а также расчетов напряжений, деформаций и параметров механики хрупкого разрушения в зонах концентрации. Приведен пример оценки долговечности конструктивного элемента паровой турбины, подверженного термоциклическому воздействию.

 

Ключевые слова: термоциклическая прочность, псевдо-альфа титановый сплав, специальный образец, концентраторы напряжений, усталостная трещина, испытания,  расчетное исследование.

 

РАЗРАБОТКА ИМПЛАНТАТОВ ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА РЕБЕР ИЗ СПЛАВА НА ОСНОВЕ НИКЕЛИДА ТИТАНА С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ

 

М.Ю. Коллеров, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: mitom@implants.ru

П.А. Королев, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова» (ЦИТО) Минздрава России

А.А. Шаронов, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

Д.Е. Гусев, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

С.И. Гуртовой, АО «КИМПФ»

Е.Э. Долгополова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

 

Рассмотрены особенности проектирования, изготовления и применения имплантируемых конструкций из сплавов на основе никелида титана, обладающих эффектом памяти формы и сверхупругостью. Показана связь характеристик работоспособности имплантатов с функциональными свойствами материала – критическими деформациями в мартенситном и аустенитном состоянии. Проведен анализ технических испытаний и клинического применения индивидуальных имплантатов для остеосинтеза ребер.

 

Ключевые слова: никелид титана, эффект памяти формы, критические деформации, имплантаты, остеосинтез, ребра.

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА И КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИОНОВ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ИМПЛАНТИРУЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti6al4v ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ДЕТСКИХ СКОЛИОЗОВ

 

Е.А. Лукина, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»,e-mail: lukinaea@mati.ru

 

В работе проведена количественная оценка объемного износа скользящих имплантируемых конструкций LSZ-4D, используемых для оперативного лечения сколиотических деформаций у детей. Изучались конструкции, извлеченные спустя 6±2 года после имплантации. Выявлено, что объемный износ конструкции LSZ-4D, изготовленной из титанового сплава Ti6Al4V составляет 12,5 мм3 в год, из которых 5 мм3 приходится на балки и 7,5 мм3 на блоки крепления. Содержание ионов титана и ванадия в цельной крови пациентов спустя 6 лет после имплантации повышается в 2,8 и 4 раза, соответственно. Также повышается концентрация металлических ионов в окружающих имплантат тканях. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности применения износостойких защитных покрытий на скользящих конструкциях при лечении детских сколиозов.

 

Ключевые слова: титановый сплав, износ, имплантат, сколиоз, металлические ионы.

bottom of page