№4 2017
Применение титана
60 лет по пути создания титановых сплавов для морской техники и энергетики
А.С. Орыщенко, ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
В.П. Леонов, ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
В.И. Михайлов, ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
Исполняется 60 лет с момента создания в ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» подразделения по разработке и внедрению в производство титановых сплавов для морской техники и энергетики. В статье рассмотрены основные направления и этапы разработки титановых сплавов, а также технологий изготовления слитков, полуфабрикатов и сварных соединений.
Ключевые слова: титановые сплавы, морская техника, атомная энергетика.
Материаловедение
Процессы выделения a2-фазы в сплавах титан-алюминий
М.А. Попова, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Н.Г. Россина, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Н.А. Попов, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
К.И. Петрова, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Проанализированы процессы выделения α2-фазы в сплавах системы Ti–Al в зависимости от термообработки и концентрации Al. Показано, что механизм образования a2-фазы определяется легированием, а также температурой и временем выдержки. В зависимости от конкретных условий образование упорядоченной a2-фазы происходит либо в виде дисперсных частиц по механизму зарождения и роста, либо по реакции гомогенного превращения.
Ключевые слова: титановые сплавы, интерметаллиды, упорядоченные фазы, антифазные границы.
Исследование структуры и свойств многослойных материалов на основе титановых сплавов
А.И. Плохих, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», e-mail: plokhikh@bmstu.ru
С.В. Путырский, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ), e-mail: s.putirskiy@gmail.com
Н.А. Ночовная, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ), e-mail: nochovnaya_viam@mail.ru
А.Л. Яковлев, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ),
С.Д. Карпухин, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», e-mail: lab@bmstu.ru
В статье представлены результаты исследования структуры и свойств многослойных материалов, созданных на основе титановых сплавов различных классов. Показано, что многослойные материалы на базе титановых сплавов обладают характерным для данного класса материалов комплексом механических свойств. Проведённые исследования микроструктуры композиции и межслойной диффузии легирующих элементов указывают на возможность получения многослойных материалов на основе титановых сплавов с ламинарным строением тонких слоёв. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 6.1. «Биметаллические материалы на основе алюминия, титана и бериллия» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»).
Ключевые слова: многослойные материалы, титановые сплавы, горячая прокатка, деформация, механические свойства, диффузия.
Оптимизация режима выведения усадочной раковины при выплавке промышленных слитков гафния
Н.К. Филатова, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», e-mail: NKFilatova@bochvar.ru
В.В. Новиков, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», e-mail: VVNovikov@bochvar.ru
А.А. Кабанов, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», e-mail: AAKabanov@bochvar.ru
В.М. Аржакова, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», e-mail: VMArzhakova@bochvar.ru,
А.В. Головин, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», e-mail: AVGolovin@bochvar.ru
Промышленные слитки гафния выплавляют двукратным вакуумно-дуговым переплавом. Слитки гафния второго переплава применяются для изготовления изделий, поэтому они не должны иметь литейных дефектов.
Авторами разработан теплофизический расчетный метод определения оптимальных параметров режима выведения усадочной раковины: минимальная сила тока, скорость снижения токовой нагрузки и время выведения усадочной раковины. В работе представлен расчет оптимального режима выведения усадочной раковины для промышленных слитков гафния диаметром 320 мм. Анализ макроструктуры верхней части слитков, выплавленных по разработанному режиму, показал, что разработанный режим позволяет полностью устранить усадочные дефекты.
Разработанный режим выведения усадочной раковины внедрён в промышленное производство слитков гафния в АО «ЧМЗ».
Ключевые слова: усадочная раковина, промышленные слитки гафния, теплофизические свойства, сила тока, вакуумно-дуговой переплав.
Технологии производства полуфабрикатов
Production at russian enterprises of titanium extra-thin-walled pipes and their use in ship power plants
В.В. Травин, ОАО «Калужский турбинный завод», e-mail: vs.tr@mail.ru
Л.П. Ртищева, ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
В.Н. Копылов, ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
C.Г. Темкин, ОАО «Калужский турбинный завод», e-mail: vs.tr@mail.ru
Д.А. Негодин, АО «Чепецкий механический завод», e-mail: titanglazov@mail.ru
Рассмотрены результаты работ ЦНИИ КМ «Прометей» и Калужского турбинного завода по освоению на российских предприятиях и внедрению в энергооборудование титановых особотонкостенных труб. Специальные требования к ним состояли в обеспечении высокой точности размеров и ограничении содержания водорода. Пробные партии труб предприятий «ЭЛЕМАШ-СТП» и Чепецкий механический завод в полной мере удовлетворили эти требования. Комплексные испытания служебных свойств обосновали использование труб в высоконагруженном транспортном энергооборудовании.
Ключевые слова: титановые сплавы, особотонкостенные трубы, производство, специальные требования, результаты испытаний.
Оценка влияния степени холодной деформации и термической обработки на формирование и изменение механических свойств титанового сплава Ti-3Al-2,5V
Я.И. Космацкий, ОАО «РосНИТИ», e-mail: kosmatski@rosniti.ru
Б.В. Баричко, ОАО «РосНИТИ», e-mail: barichko@rosniti.ru
Е.А. Филяева, ООО «ТМК НТЦ», e-mail: filyaeva@rosniti.ru
К.Ю. Яковлева, ОАО «РосНИТИ», e-mail: yakovleva@rosniti.ru
Работа посвящена оценке влияния холодной деформации и термической обработки на изменение механических свойств сплава на основе титана Ti-3Al-2,5V. Оценку проводили с целью моделирования процесса производства холоднодеформированных труб по технологии TREX (Tube Rolling Extrusion), включающей в себя изготовление горячепрессованных передельных труб размерами 90,0×20,0 и 90,0×23,5 мм в условиях АО «ВТЗ» из заготовки производства ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» и последующую холодную прокатку труб размерами 38,1×5,36 мм в условиях ООО «ТМК-ИНОКС». Настоящая работа проводилась в два этапа: оценка влияния степени деформации на изменение механических свойств; оценка влияния термической обработки на формирование механических свойств. Одновременно с этим выполнялась оценка целесообразности проведения входной термической обработки горячепрессованных труб для последующей холодной деформации.
Результаты экспериментальных исследований были использованы при разработке технологии производства и изготовлении опытно-промышленной партии холоднодеформированных труб.
Ключевые слова: титановый сплав Ti-3Al-2,5V, холодная деформация, механические свойства, термическая обработка.
Технологии обработки полуфабрикатов
Влияние содержания алюминия на качество полированной поверхности имплантантов из титанового сплава ВТ6
С.В. Скворцова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ), e-mail: skvorcovasv@mati.ru
А.П. Нейман, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
Г.В. Гуртовая, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Н.Г. Митропольская, Boeing Russia
Н.В. Ручина, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
В работе рассмотрено влияние содержания алюминия на качество полированной поверхности заготовок медицинских имплантатов из титанового сплава ВТ6. Показано влияние термоводородной обработки на повышение твердости сплава, шероховатость полированной поверхности и триботехнические характеристики. Установлено влияние содержания алюминия в сплаве на твердость после термоводородной обработки и качество поверхности заготовок после полирования. Определено рекомендуемое содержание алюминия в сплаве ВТ6, обеспечивающее стабильность получения требуемой чистоты поверхности заготовок.
Ключевые слова: химический состав, имплантат, титановый сплав, полировка, шероховатость, трибологические свойства, термоводородная обработка.
Водородная технология как эффективный технологический способ управления структурой, механическими и технологическими свойствами сплавов на основе титана и алюминида титана
С.В. Скворцова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ), e-mail: skvorcovasv@mati.ru
О.Н. Гвоздева, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
В.А. Пожога, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
С.С. Слезов, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
Т.Г. Ягудин, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
В работе показана возможность повышения технологической пластичности труднодеформируемых жаропрочных сплавов на основе титана и создания различных типов структур, обеспечивающих повышенный уровень механических свойств.
Ключевые слова: жаропрочный титановый сплав, интерметаллид, водород, легирование, технологическая пластичность, прочность.
События и юбилеи
К 70-летию Ивасишина Ореста Михайловича
60 лет по пути создания титановых сплавов для морской техники и энергетики
А.С. Орыщенко, ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
В.П. Леонов, ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
В.И. Михайлов, ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
Исполняется 60 лет с момента создания в ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» подразделения по разработке и внедрению в производство титановых сплавов для морской техники и энергетики. В статье рассмотрены основные направления и этапы разработки титановых сплавов, а также технологий изготовления слитков, полуфабрикатов и сварных соединений.
Ключевые слова: титановые сплавы, морская техника, атомная энергетика.
Материаловедение
Процессы выделения a2-фазы в сплавах титан-алюминий
М.А. Попова, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Н.Г. Россина, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Н.А. Попов, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
К.И. Петрова, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Проанализированы процессы выделения α2-фазы в сплавах системы Ti–Al в зависимости от термообработки и концентрации Al. Показано, что механизм образования a2-фазы определяется легированием, а также температурой и временем выдержки. В зависимости от конкретных условий образование упорядоченной a2-фазы происходит либо в виде дисперсных частиц по механизму зарождения и роста, либо по реакции гомогенного превращения.
Ключевые слова: титановые сплавы, интерметаллиды, упорядоченные фазы, антифазные границы.
Исследование структуры и свойств многослойных материалов на основе титановых сплавов
А.И. Плохих, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», e-mail: plokhikh@bmstu.ru
С.В. Путырский, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ), e-mail: s.putirskiy@gmail.com
Н.А. Ночовная, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ), e-mail: nochovnaya_viam@mail.ru
А.Л. Яковлев, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ),
С.Д. Карпухин, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», e-mail: lab@bmstu.ru
В статье представлены результаты исследования структуры и свойств многослойных материалов, созданных на основе титановых сплавов различных классов. Показано, что многослойные материалы на базе титановых сплавов обладают характерным для данного класса материалов комплексом механических свойств. Проведённые исследования микроструктуры композиции и межслойной диффузии легирующих элементов указывают на возможность получения многослойных материалов на основе титановых сплавов с ламинарным строением тонких слоёв. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 6.1. «Биметаллические материалы на основе алюминия, титана и бериллия» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»).
Ключевые слова: многослойные материалы, титановые сплавы, горячая прокатка, деформация, механические свойства, диффузия.
Оптимизация режима выведения усадочной раковины при выплавке промышленных слитков гафния
Н.К. Филатова, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», e-mail: NKFilatova@bochvar.ru
В.В. Новиков, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», e-mail: VVNovikov@bochvar.ru
А.А. Кабанов, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», e-mail: AAKabanov@bochvar.ru
В.М. Аржакова, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», e-mail: VMArzhakova@bochvar.ru,
А.В. Головин, АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», e-mail: AVGolovin@bochvar.ru
Промышленные слитки гафния выплавляют двукратным вакуумно-дуговым переплавом. Слитки гафния второго переплава применяются для изготовления изделий, поэтому они не должны иметь литейных дефектов.
Авторами разработан теплофизический расчетный метод определения оптимальных параметров режима выведения усадочной раковины: минимальная сила тока, скорость снижения токовой нагрузки и время выведения усадочной раковины. В работе представлен расчет оптимального режима выведения усадочной раковины для промышленных слитков гафния диаметром 320 мм. Анализ макроструктуры верхней части слитков, выплавленных по разработанному режиму, показал, что разработанный режим позволяет полностью устранить усадочные дефекты.
Разработанный режим выведения усадочной раковины внедрён в промышленное производство слитков гафния в АО «ЧМЗ».
Ключевые слова: усадочная раковина, промышленные слитки гафния, теплофизические свойства, сила тока, вакуумно-дуговой переплав.
Технологии производства полуфабрикатов
Production at russian enterprises of titanium extra-thin-walled pipes and their use in ship power plants
В.В. Травин, ОАО «Калужский турбинный завод», e-mail: vs.tr@mail.ru
Л.П. Ртищева, ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
В.Н. Копылов, ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru
C.Г. Темкин, ОАО «Калужский турбинный завод», e-mail: vs.tr@mail.ru
Д.А. Негодин, АО «Чепецкий механический завод», e-mail: titanglazov@mail.ru
Рассмотрены результаты работ ЦНИИ КМ «Прометей» и Калужского турбинного завода по освоению на российских предприятиях и внедрению в энергооборудование титановых особотонкостенных труб. Специальные требования к ним состояли в обеспечении высокой точности размеров и ограничении содержания водорода. Пробные партии труб предприятий «ЭЛЕМАШ-СТП» и Чепецкий механический завод в полной мере удовлетворили эти требования. Комплексные испытания служебных свойств обосновали использование труб в высоконагруженном транспортном энергооборудовании.
Ключевые слова: титановые сплавы, особотонкостенные трубы, производство, специальные требования, результаты испытаний.
Оценка влияния степени холодной деформации и термической обработки на формирование и изменение механических свойств титанового сплава Ti-3Al-2,5V
Я.И. Космацкий, ОАО «РосНИТИ», e-mail: kosmatski@rosniti.ru
Б.В. Баричко, ОАО «РосНИТИ», e-mail: barichko@rosniti.ru
Е.А. Филяева, ООО «ТМК НТЦ», e-mail: filyaeva@rosniti.ru
К.Ю. Яковлева, ОАО «РосНИТИ», e-mail: yakovleva@rosniti.ru
Работа посвящена оценке влияния холодной деформации и термической обработки на изменение механических свойств сплава на основе титана Ti-3Al-2,5V. Оценку проводили с целью моделирования процесса производства холоднодеформированных труб по технологии TREX (Tube Rolling Extrusion), включающей в себя изготовление горячепрессованных передельных труб размерами 90,0×20,0 и 90,0×23,5 мм в условиях АО «ВТЗ» из заготовки производства ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» и последующую холодную прокатку труб размерами 38,1×5,36 мм в условиях ООО «ТМК-ИНОКС». Настоящая работа проводилась в два этапа: оценка влияния степени деформации на изменение механических свойств; оценка влияния термической обработки на формирование механических свойств. Одновременно с этим выполнялась оценка целесообразности проведения входной термической обработки горячепрессованных труб для последующей холодной деформации.
Результаты экспериментальных исследований были использованы при разработке технологии производства и изготовлении опытно-промышленной партии холоднодеформированных труб.
Ключевые слова: титановый сплав Ti-3Al-2,5V, холодная деформация, механические свойства, термическая обработка.
Технологии обработки полуфабрикатов
Влияние содержания алюминия на качество полированной поверхности имплантантов из титанового сплава ВТ6
С.В. Скворцова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ), e-mail: skvorcovasv@mati.ru
А.П. Нейман, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
Г.В. Гуртовая, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Н.Г. Митропольская, Boeing Russia
Н.В. Ручина, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
В работе рассмотрено влияние содержания алюминия на качество полированной поверхности заготовок медицинских имплантатов из титанового сплава ВТ6. Показано влияние термоводородной обработки на повышение твердости сплава, шероховатость полированной поверхности и триботехнические характеристики. Установлено влияние содержания алюминия в сплаве на твердость после термоводородной обработки и качество поверхности заготовок после полирования. Определено рекомендуемое содержание алюминия в сплаве ВТ6, обеспечивающее стабильность получения требуемой чистоты поверхности заготовок.
Ключевые слова: химический состав, имплантат, титановый сплав, полировка, шероховатость, трибологические свойства, термоводородная обработка.
Водородная технология как эффективный технологический способ управления структурой, механическими и технологическими свойствами сплавов на основе титана и алюминида титана
С.В. Скворцова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ), e-mail: skvorcovasv@mati.ru
О.Н. Гвоздева, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
В.А. Пожога, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
С.С. Слезов, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
Т.Г. Ягудин, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
В работе показана возможность повышения технологической пластичности труднодеформируемых жаропрочных сплавов на основе титана и создания различных типов структур, обеспечивающих повышенный уровень механических свойств.
Ключевые слова: жаропрочный титановый сплав, интерметаллид, водород, легирование, технологическая пластичность, прочность.
События и юбилеи
К 70-летию Ивасишина Ореста Михайловича
