Сырьё. Металлургия
Фундаментальные проблемы обогащения кварц-лейкоксеновых песчаников тимана с получением качественного титанового сырья
Г.Б. Садыхов, ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, e-mail: Sadykhov@imet.ac.ru
К.Г. Анисонян, ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
Ю.В. Заблоцкая, ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
Т.В. Олюнина, ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
Д.Ю. Копьев, ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
К.В. Гончаров, ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
Б.Г. Балмаев, ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
А.С. Тужилин, ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
В статье приводится детальный анализ результатов исследований, проведенных различными организациями, начиная со второй половины ХХ века до настоящего времени, по обогащению кварц-лейкоксеновых песчаников Ярегского и Пижемского месторождений Тимана в Республике Коми.
На Южном Тимане (Ярегское месторождение) песчаники являются nреимущественно лейкоксеновыми с незначительным содержанием измененного ильменита. На Среднем Тимане (Пижемское месторождение) песчаники являются ильменит-лейкоксеновыми, но с преобладанием последнего. В песчаниках зерна лейкоксена и ильменита имеют сагенитовую структуру, в которых оксиды титана (рутил, анатаз, псевдорутил и др.) находятся в тесном срастании с тонкодисперсным кварцем. Содержание SiO2 в зернах лейкоксена составляет 25–35%, а в зернах ильменита – 15–20%. Основной цементирующей связкой в песчаниках является сидерит. При обогащении песчаников с применением флотации и гравитационных методов не происходит разделения кварца и лейкоксена, в лучшем случае получаются лейкоксеновые концентраты с очень высоким содержанием кварца (40–45% и выше) и с большими потерями титана.
Обсуждаются главные причины низкой эффективности применения флотации, гравитационного и других физических методов обогащения для разделения кварца и лейкоксена и разработанные научно-обоснованные комплексные подходы к решению проблемы обогащения кварц-лейкоксеновых песчаников Тимана с получением качественного титанового сырья для производства титана и пигментного TiO2.
Ключевые слова: лейкоксеновые песчаники, Ярегское месторождение, Пижемское месторождение, сидеритовая связка, гидротермальные процессы, лейкоксен, лейкоксенизированный ильменит, кварц, магнетизирующий обжиг, обескремнивание лейкоксена и ильменита, искусственный рутил, синтетический волластонит, прокаленный кварцевый песок.
Материаловедение
Исследование влияния термической обработки на остаточные напряжения, механические свойства и текстурообразование образцов из сплава ВТ6, полученных методом селективного лазерного сплавления
С.В. Скворцова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: scvortsova@implants.ru
А.Е. Иванов, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», alexey_24@list.ru:
В.С. Спектор, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
А.В. Шалин, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
П.А. Смирнов, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Приведены результаты исследования образцов из титанового сплава ВТ6, полученных селективным лазерным сплавлением. Определено влияние температуры отжига на величину остаточных напряжений, текстурообразование и механические свойства титановых образцов, выращенных в разных направлениях.
Ключевые слова: титановый сплав, аддитивные технологии, термическая обработка, остаточные напряжения, текстура.
Структура и свойства псевдо-α титанового сплава, полученного методом горячего изостатического прессования
А.С. Орыщенко, НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
В.П. Леонов, НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: VLeonov@crism.ru
И.М. Хачатурян, НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: VLeonov@crism.ru
Ю.Ю. Малинкина, НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: VLeonov@crism.ru
М.В. Иксанов, НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: VLeonov@crism.ru
С.Н. Петров, НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей»,e-mail: mail@crism.ru
Д.А. Карягин, АО «Ступинская металлургическая компания», e-mail: karyagin@smk.ru
Исследован порошок псевдо-α титанового сплава ПТ-3В, полученный методом распыления вращающейся заготовки (PREP). Он характеризуется высокой степенью сферичности и практически полным отсутствием сателлитов. Порошковый материал имеет дисперсную пластинчатую микроструктуру. Из порошка были изготовлены компактированные детали. Механические свойства как тестовых образцов, так и опытной модели полностью соответствуют требованиям нормативной документации, предъявляемым к деформируемым полуфабрикатам аналогичных сечений.
Ключевые слова: псевдо-α титановый сплав, порошковый материал, PREP, горячее изостатическое прессование.
Влияние ковки на структуру и качество поверхности при точении заготовок из титанового сплава ВТ6
П.А. Головкин, АО «Плутон», e-mail: p.golovkin@pluton.msk.ru
А.В. Крюков, АО «ЦНИРТИ им. А.И. Берга», e-mail: minyyc@yandex.ru
В настоящее время отсутствуют нормативные документы, которые определяли бы целесообразные пути изготовления деталей из титановых сплавов – от выбора вида исходного материала до его механической обработки в части получения качественной поверхности и структуры. На примере титанового сплава ВТ6 выявлена зависимость между видом заготовки – прутка или поковки, и качеством поверхности проточенной детали. Показано, что ковка улучшает качество обработки и устраняет некоторые присущие материалу исходных катаных прутков недостатки.
Ключевые слова: титановый сплав, пруток, поковки, детали, температура, структура, обрабатываемость, качество поверхности, нагрузка на режущий инструмент, твёрдость материала.
Технологии производства
Особенности изготовления отливок из титановых сплавов методом центробежного литья
М.Н. Саубанов, АО «Зеленодольский завод им. А.М. Горького», e-mail: ogmet@zdship.ru
И.О. Леушин, ФГБОУ ВО НГТУ им. Р.Е. Алексеева
И.Е. Илларионов, ФГБОУ ВО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова»
Для изготовления фасонных отливок из титановых сплавов методом центробежного литья необходимо провести экспериментальное исследование и расчеты элементов литниковой системы с учетом химической активности титана в расплавленном состоянии и инертности материалов литейной формы. В данной работе определены оптимальные гидравлические режимы, условия работы и конструкции отдельных элементов литниковой системы, касающиеся центробежного литья отливок из титановых сплавов. Учет относительного и кориолисового ускорения жидкого расплава титана выявляет возможность интенсификации процессов всплывания легких частиц путем применения питателей специальной криволинейной формы.
Ключевые слова: фасонные титановые отливки, центробежное литье, химическая активность титановых сплавов, конструкция литниковых систем, переносное вращательное, относительное, кориолисово ускорение.
Технологии обработки
Деформации при холодной прокатке трубы из титанового сплава
Ю.Н. Логинов, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», ФГБУН Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения РАН, e-mail: j.n.loginov@urfu.ru
А.Ю. Постыляков, «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», e-mail: a.i.postyliakov@urfu.ru
Ф.В. Водолазский, «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», e-mail: f.v.vodolazskiy@urfu.ru
Я.И. Космацкий, АО «РусНИТИ», e-mail: kosmatski@rosniti.ru
Выполнено численное моделирование процесса холодной прокатки трубы из титанового сплава Ti-3Al-2,5V (Grade 9). Установлено, что в конечном изделии деформации намного превышают значения, рассчитанные через геометрию заготовок до и после деформации, и это различие превышает 250%. Это может приводить к ошибке в прогнозе уровня нагартовки металла к концу процесса прокатки. Выявлено неоднородное распределение степени деформации в поперечном сечении готовой трубы как в направлении радиуса (по толщине стенки), так и в тангенциальном направлении. Выявлено также сильное снижение степени деформации по Мизесу относительно интенсивности деформации, что говорит о высокой степени немонотонности процесса прокатки.
Ключевые слова: титановый сплав, пластическая деформация, холодная прокатка труб, моделирование, метод конечных элементов.