© 2013-2020. Межгосударственная Ассоциация ТИТАН

Титан №4 2014

 

Материаловедение

 

ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МЕДИЦИНСКИХ ИМПЛАНТАТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ6

 

А.А. Ильин, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского», e-mail: mitom@implants.ru

В.Н. Федирко, Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко НАН Украины

А.М. Мамонов, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского», e-mail: mitom@implants.ru

С.М. Сарычев, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского», e-mail: mitom@implants.ru

Ю.В. Чернышова, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского», e-mail: mitom@implants.ru

 

Исследовано влияние комплексных технологий обработки – термоводородной обработки, вакуумного ионно-плазменного азотирования, термодиффузионного азотирования и нанесения нитридных покрытий на структуру и свойства объема и поверхности образцов из сплава ВТ6. Приведены данные по фазовому составу поверхности, глубине диффузионного слоя азота, микротвердости и микрогеометрии поверхности, коррозионным свойствам в 0,9% водном растворе NaCl, прочностным и усталостным свойствам образцов, а также результаты испытаний компонентов медицинских имплантатов на износостойкость.

 

Ключевые слова: титановый сплав, термоводородная обработка, азотирование, нитридное покрытие, микротвердость, коррозионная стойкость, износостойкость, усталостная прочность.

 

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ОПЫТНОГО ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ti2AlNb В ДЕФОРМИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ

 

Е.Б. Алексеев, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ)

Н.А. Ночовная, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ)

П.В. Панин, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ), e-mail: paninpav@yandex.ru

 

Приведены результаты исследований структуры и фазового состава опытного жаропрочного титанового орто-сплава Ti-13Al-40Nb-5(Zr+V+Mo+W)-0,5(Si+C), [масс.%], после обработки давлением в изотермических условиях. Установлены температурные интервалы существования фазовых областей: (О + bA2), (О + bВ2 + a2), (bВ2 + a2), βВ2 Показано, что повышение усилий прессования и ухудшение технологической пластичности имеют место в результате фазовых превращений при снижении температуры деформации ниже 1000°С и увеличении времени выдержки: происходит распад b-фазы и выделение упорядоченных О- и a2-фаз.

 

Ключевые слова: жаропрочный титановый орто-сплав, изотермическая деформация, фазовые превращения, фазовый состав, упорядоченные фазы, микроструктура.

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВОДОРОДА НА ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТИТАНОВОМ СПЛАВЕ ВТ23

 

С.В. Скворцова, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского», e-mail: mitom@implants.ru

Н.А. Мамонтова, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского», e-mail: mitom@implants.ru

В.В. Засыпкин, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского», e-mail: mitom@implants.ru

А.В. Шалин, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского», e-mail: mitom@implants.ru

Н.В. Ручина, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского», e-mail: mitom@implants.ru

 

В работе исследованы закономерности влияния водорода на процессы структурообразования и фазовые превращения в (α+β)-титановом сплаве ВТ23 мартенситного класса. Установлено, что введение в титановый сплав ВТ23 до 0,6 % водорода приводит к снижению температуры β/α+β- перехода на 190 °С. Показано, что введение в сплав более 0,4% водорода приводит к снижению критической скорости охлаждения до 1 К/с, а введение более 0,7% Н при температуре свыше 800°С позволяет получить после охлаждения до нормальной температуры однофазную β-структуру. Выявлено образование упорядоченных микрообъемов a2-фазы внутри первичной aI-фазы в процессе наводороживания в температурном интервале 600–750°С. Построена диаграмма «фазовый состав – концентрация водорода – температура наводороживания», показываюшая  влияние содержания водорода и температуры наводороживания на фазовый состав сплава при нормальной температуре.

 

Ключевые слова: титановый сплав, водород, фазовые превращения, структура, термоводородная обработка.

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ ЛОПАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ3-1

 

М.Р. Орлов, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», e-mail: m.r.orlov@yandex.ru

Ю.А. Пучков, ФГБОУ ВПО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»

С.А. Наприенко, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», e-mail: s.naprienko@gmail.com

А.В. Лавров, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», e-mail: lavrovav@viam.ru

 

Методом растровой электронной микроскопии выполнено исследование эксплуатационного разрушения лопатки вентилятора из титанового сплава ВТ3-1. Установлен хрупкий механизм замедленного разрушения, развивающегося по кристаллографическим плоскостям структурных составляющих сплава. Методом моделирования условий нагружения образцов двухфазных титановых сплавов при коррозионном воздействии водного солевого раствора воспроизведен хрупкий механизм замедленного разрушения, идентичный эксплуатационному разрушению.

Установлено, что склонность к замедленному разрушению титановых сплавов коррелирует с характеристики их коррозионной стойкости.

 

Ключевые слова: двухфазные титановые сплавы, лопатка вентилятора, крепеж, замедленное разрушение, коррозионное растрескивание, растровая электронная микроскопия, фрактография.

 

ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОСТАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

 

Н.Ф. Молчанова, ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru

М.В. Иксанов, ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru,

М.Н. Саубанов, ОАО «Зеленодольский завод им. А.М. Горького», e-mail: oqmet@zdship.ru

 

Рассмотрено влияние высокотемпературной газостатической обработки на механические свойства, полноту удаления выявленных дефектов и микроструктуру сплава Ti-5Al-2V. При проведении исследований варьировалась температура от 950 до 1050°С и время выдержки. Выбран оптимальный режим ВГО.

 

Ключевые слова: высокотемпературная газостатическая обработка, литейные титановые сплавы, механические свойства, микроструктура, поверхностный слой.

 

 

ТЕХНОЛОГИИ производства ПОЛУФАБРИКАТОВ

 

ПРИМЕНЕНИЕ БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ И ФИЛЬТРА КАЛЬМАНА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ПРОМЕЖУТКА В ПРОЦЕССЕ ВДП

 

А.Ю. Ташкинов, ООО «ТИТАНИУМ»

А.В. Коняшин, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

П.С. Альтман, ЗАО «Межгосударственная ассоциация Титан»

 

В реальном технологическом процессе вакуумного дугового переплава тугоплавких металлов контроль межэлектродного промежутка осуществляется по параметрам падения напряжения на дуге, либо же по частоте капельных замыканий. Так как химический состав, размер сплавляемого электрода, давление в камере печи для каждой плавки являются различными, возникают сложности в разработке математических моделей для оценки межэлектродного промежутка в реальном времени.

В связи с этим авторы предлагают использовать для оценки межэлектродного промежутка метод быстрого преобразования Фурье (БПФ) и метод оценок с использованием фильтра Кальмана.

 

Ключевые слова: тугоплавкие металлы, ВДП, межэлектродный промежуток, фильтр Кальмана.

 

ОКИСЛЕНИЕ И ГАЗОНАСЫЩЕНИЕ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ НАГРЕВЕ

 

Е.И. Разуваев, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов»

Д.В. Капитаненко, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов»

 

Рассмотрены механизмы окисления и диффузионного газонасыщения поверхностного слоя титановых сплавов при высокотемпературном нагреве в воздушной атмосфере в низком диапазоне температур, применяемых при осуществлении технологических операций термомеханической обработки в производстве горячедеформированных полуфабрикатов.

Показано влияние химического состава и структурно-фазового состояния сплавов на интенсивность окисления и глубину газонасыщения при температурах ниже и выше полиморфного превращения сплавов.

Представлена количественная зависимость глубины газонасыщенного слоя от температурно-временных режимов нагрева ряда промышленных сплавов.

Даны рекомендации по использованию защитных покрытий с целью снижения припуска на окончательную обработку, удаление которого обеспечивает достижение высокого качества изделий.

 

Ключевые слова: титановые сплавы, окисление, глубина газонасыщенного слоя, нагрев, диффузия, структура, фазовый состав, защитное покрытие.

 

 

ТЕХНОЛОГИИ обработки ПОЛУФАБРИКАТОВ

 

ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНОВОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ ОРТО-ФАЗЫ

 

Е.Б. Алексеев, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ)

Н.А. Ночовная, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ)

С.В. Скворцова, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского» (МАТИ), e-mail: mitom@implants.ru

И.А. Грушин, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского» (МАТИ), e-mail: mitom@implants.ru

Е.О. Агаркова, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского» (МАТИ), e-mail: mitom@implants.ru

 

В работе приведены результаты исследований влияния температуры нагрева и скорости охлаждения на формирование фазового состава и структуры опытного жаропрочного титанового орто-сплава ВТИ 4. Показано, что закалка с температур b/В2- и (b/В2+a2)- областей может приводить к растрескиванию образцов вследствие больших термических напряжений. Установлено, что для повышения пластичности образцов из сплава ВТИ4 необходимо, чтобы температура первой ступени термической обработки лежала в (b/В2+a2)-области, и охлаждение до нормальной температуры происходило медленно (с печью), а вторая ступень термической обработки (старение) - проводилась в трехфазной (О+b/В2+a2)-области при температуре 800°С в течение 7 часов.

 

Ключевые слова: жаропрочный титановый орто-сплав, термическая обработка, структура, фазовый состав, прочность, пластичность.

 

РЫНОК ТИТАНА

 

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАТРАТ ТИТАНОВОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

 

А.В. Алексахин, НИТУ «МИСиС», e-mail: alexakhin@mail.ru

Л.А. Костыгова, НИТУ «МИСиС», e-mail: kostmisis@yandex.ru

А.В. Золкина, НИТУ «МИСиС», e-mail: zolkina_portal@mail.ru

Н.В. Ломоносова, НИТУ «МИСиС», e-mail: natvl@list.ru

 

Управление прибылью является основной задачей титановых предприятий в рамках оперативного контроллинга. Поскольку цена определяется рынком, то управление прибылью должно сводиться к оперативному управлению эксплуатационными затратами. В настоящее время затраты калькулируются по стандартным статьям калькуляции себестоимости. Основные недостатки этой системы - неэффективность сбора информации и ненаглядность данных. Для усовершенствования системы эксплуатационных затрат была рассмотрена калькуляция себестоимости производства продукции титанового предприятия, статьи затрат которой разделили по степени регулируемости.

 

Ключевые слова: управленческий учет, финансовый учет, затраты, калькуляция себестоимости, контроллинг

 

 

СОБЫТИЯ И ЮБИЛЕИ

 

К 50-летию Луговского Владимира Анатольевича