№4 2021
Материаловедение
Влияние технологии обработки на структуру и коррозионную стойкость опытного титанового сплава с повышенным содержанием алюминия
С.С. Слезов, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
А.М. Мамонов, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ), e-mail: mamonov@implants.ru
А.А. Лиджиев, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
Е.О. Агаркова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ), e-mail: agarkovaeo@mati.ru
Исследовано влияние комплексной технологии обработки, включающей в себя термоводородную обработку, вакуумное ионно-плазменное азотирование и нанесение покрытия из нитрида титана, опытного титанового сплава Ti-8,7Al-2,0Mo-1,5Zr. Показано, что формируемое термоводородной обработкой структурное состояние объема материала, модифицирование поверхности, достигаемое вакуумным ионно-плазменным азотированием, и нанесение покрытия из нитрида титана значительно улучшают коррозионные характеристики образцов сплава в 0,9 % водном растворе NaCl. Установлены режимы обработки, обеспечивающие минимальные плотности тока пассивного состояния при потенциалах до 1500 мВ.
Ключевые слова: титановый сплав, термоводородная обработка, вакуумное ионно-плазменное азотирование, нитридное покрытие, коррозия.
Прогнозирование механических свойств прутков из сплава ВТ6 в зависимости от химического состава и режимов отжига
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
Е.В. Чибисова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: echibisova@mail.ru
О.Н. Гвоздева, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Приведены результаты статистических исследований зависимости механических свойств катаных прутков диаметром 15–150 мм из титанового сплава ВТ6 от их химического состава и режимов простого отжига. Установлены многофакторные регрессионные зависимости для оценки кратковременных механических свойств от эквивалентов легирующих элементов и примесей по алюминию и молибдену, разности между температурой полиморфного превращения и температурой отжига, продолжительности отжига, диаметра прутка.
Ключевые слова: титановый сплав ВТ6, катаные прутки, химический состав, структура, механические свойства, статистические исследования, прогнозирование.
Влияние редкоземельных элементов на структуру и свойства сплава на основе орторомбического алюминида титана
А.В. Новак, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»), e-mail: annovak23@gmail.com
Н.А. Ночовная, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Е.Б. Алексеев, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Изучено влияние редкоземельных элементов Y, Gd и Sc на структуру и свойства сплава Ti–22,4Al–23,6Nb–0,9Zr–1,82(V+Mo+Ta)–0,15W–0,4Si (атомн. %). Установлено, что введение РЗЭ приводит к формированию более мелкозернистой однородной макроструктуры в слитках и повышению дисперсности вторичной пластинчатой О-фазы в микроструктуре, формирующейся после термомеханической обработки. Введение Gd обеспечивает достижение наиболее высокого уровня прочностных, пластических и жаропрочных характеристик сплава.
Ключевые слова: алюминид титана, Ti2AlNb, орто-сплав, редкоземельные элементы, структура, механические свойства.
Технологии производства
Структура и свойства изделий из титанового сплава вт6, полученных методом прямого лазерного выращивания с использованием вторичного порошка
С.А. Шальнова, Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого, e-mail: sveta-net07@mail.ru
О.Г. Климова-Корсмик, Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого, Санкт-Петребургский Государственный Морской Технический Университет, e-mail: o.klimova@ltc.ru
М.О. Гущина, Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого, e-mail: skmar.spb@gmail.com
А.М. Вильданов, Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого, e-mail: wildam92@mail.ru
Г.А. Туричин, Санкт-Петребургский Государственный Морской Технический Университет, e-mail: gleb@ltc.ru
С точки зрения экономии дорогостоящего исходного материала процесс прямого лазерного выращивания изделий возможно проводить с использованием смеси первичного и вторичного порошков. Часть порошка в процессе прямого лазерного выращивания не попадает в зону плавления, что значительно снижает коэффициент использования материала. Для определения влияния вторичного порошка на качество титановых изделий исследованы выращенные образцы, изготовленные из смесей с различным соотношением первичного и вторичного порошков.
Ключевые слова: прямое лазерное выращивание, аддитивные технологии, титановые сплавы.
Использование прекурсора V-Al-C при выплавке лигатуры V-Al-N-C
Д.В. Таранов, ООО «ПОЗ-Прогресс», e-mail: poz-progress@yandex.ru
А.В. Ларионов, ФГБУН ИМЕТ УрО РАН, e-mail: a.v.larionov@ya.ru
С.В. Жидовинова, ФГБУН ИМЕТ УрО РАН, e-mail: pcmlab@mail.ru
В.М. Чумарев, ФГБУН ИМЕТ УрО РАН, e-mail: pcmlab@mail.ru
А.Н. Рылов, АО «Уралредмет», e-mail: uralredmet@uralredmet.ru
М.В. Трубачев, АО «Уралредмет», e-mail: uralredmet@uralredmet.ru
Изучена и проверена возможность применения прекурсорного сплава V(70)-Al(23)-C(7) в качестве карбидизатора при внепечной алюминотермической выплавке лигатуры V-Al-N-C. Установлено, что замена в шихте выплавки углерода на прекурсор V(70)-Al(23)-C(7) не приводит к изменению фазового состава лигатуры и равномерности распределения карбидных и нитридных включений в объеме слитка. Азотсодержащая фаза лигатуры представлена только нитридом алюминия, углеродсодержащая – в виде карбида V2AlC нестехиометрического состава. Содержание кислорода в слитке (0,06 %) удовлетворяет требованиям ТУ на лигатуру V-Al-N-C.
Ключевые слова: лигатура V-Al-N-C, прекурсор, алюминотермия, фазовый состав, микроструктура.
Эффективность применения трехвалковых калибров для прокатки круглых прутков из титановых сплавов
А.Ю. Постыляков, ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», e-mail: a.i.postyliakov@urfu.ru
Ю.В. Инатович, ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», e-mail: j.v.inatovich@urfu.ru
Ю.Н. Логинов, ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», e-mail: j.n.loginov@urfu.ru
Приведены результаты конечно-элементного моделирования прокатки прутков круглого сечения из титанового сплава ВТ6 по схемам круг – овал – круг и круг – стрельчатый треугольник – круг. Определены значения деформаций и температур в сечениях промежуточного и окончательного профиля, выполнен сравнительный анализ характера их распределения. Рассчитаны удельные затраты энергии при прокатке по обеим схемам. Установлено, что использование трехвалковых калибров является более эффективным как в отношении однородности деформированного и теплового состояния прокатываемого прутка, так и затрат энергии на деформацию.
Ключевые слова: сортовая прокатка, калибровка валков, двухвалковые калибры, трехвалковые калибры, деформированное состояние, температура, затраты энергии.
Применение. Качество. Рынок
Крепежные детали из титановых сплавов. Опыт конструирования и эксплуатации
В.В. Травин, ОАО “Калужский турбинный завод”, e-mail: vs.tr@mail.ru
С.Г. Темкин , ОАО “Калужский турбинный завод”, e-mail: vs.tr@mail.ru
А.И. Зможный, ОАО “Калужский турбинный завод”, e-mail: aleksander.zmozhniy@yandex.ru
Г.А. Шевелев, ОАО “Калужский турбинный завод”, e-mail: gennady_shevelev@mail.ru
Изложены основные принципы конструирования высоконагруженных резьбовых соединений различных узлов энергооборудования с использованием титановых крепежных деталей. Приведены результаты испытаний на прочность, релаксационную долговечность, свинчиваемость и износ крепежа из высокопрочных титановых сплавов. Уделено внимание антизадирным покрытиям и смазке контактирующих поверхностей. Опыт безотказной эксплуатации резьбовых и фланцевых соединений в составе ответственных корпусных и роторных элементов паротурбинных установок подтвердил правильность принятого авторами подхода к использованию титановых сплавов в этих конструктивных элементах.
Ключевые слова: резьбовое соединение, титановый сплав, релаксация, износ, покрытие, смазка.
Титановые порошки: современное состояние технологий и рынка
Г.А. Колобов, Запорожская государственная инженерная академия, e-mail: kolobovgerman@rambler.ru
А.В. Овчинников, Запорожский национальный технический университет
А.В. Осипенко, ООО «Запорожский титано-магниевый комбинат», e-mail: sitiz@ztmc.zp.ua
В.В. Павлов, ПАТ «Институт титана», e-mail: titaniumzp@gmail.com
В.О. Панова, Запорожская государственная инженерная академия, e-mail: panova_vira@ukr.net
Выполнен обзор технологий производства титановых порошков различных видов. Для получения порошков несферической формы применяется технология гидрирования-дегидрирования, использующая в качестве исходного сырья губчатый титан и отходы. Порошки сферической формы получают, используя технологии вращающегося электрода в плазме, газовой и плазменной атомизации, Armstrong Process, а также технологии компаний Praxair и Metalysis. При рассмотрении рынка титановых порошков показаны объемы производства по отдельным странам и применяемым технологиям, а также сферы и конкретные объекты применения изделий из порошков различных видов.
Ключевые слова: титановые порошки, свойства, технологии получения, объемы производства, применение.
События и юбилеи
Памяти Александра Анатольевича Ильина
Влияние технологии обработки на структуру и коррозионную стойкость опытного титанового сплава с повышенным содержанием алюминия
С.С. Слезов, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
А.М. Мамонов, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ), e-mail: mamonov@implants.ru
А.А. Лиджиев, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ)
Е.О. Агаркова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ), e-mail: agarkovaeo@mati.ru
Исследовано влияние комплексной технологии обработки, включающей в себя термоводородную обработку, вакуумное ионно-плазменное азотирование и нанесение покрытия из нитрида титана, опытного титанового сплава Ti-8,7Al-2,0Mo-1,5Zr. Показано, что формируемое термоводородной обработкой структурное состояние объема материала, модифицирование поверхности, достигаемое вакуумным ионно-плазменным азотированием, и нанесение покрытия из нитрида титана значительно улучшают коррозионные характеристики образцов сплава в 0,9 % водном растворе NaCl. Установлены режимы обработки, обеспечивающие минимальные плотности тока пассивного состояния при потенциалах до 1500 мВ.
Ключевые слова: титановый сплав, термоводородная обработка, вакуумное ионно-плазменное азотирование, нитридное покрытие, коррозия.
Прогнозирование механических свойств прутков из сплава ВТ6 в зависимости от химического состава и режимов отжига
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
Е.В. Чибисова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: echibisova@mail.ru
О.Н. Гвоздева, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Приведены результаты статистических исследований зависимости механических свойств катаных прутков диаметром 15–150 мм из титанового сплава ВТ6 от их химического состава и режимов простого отжига. Установлены многофакторные регрессионные зависимости для оценки кратковременных механических свойств от эквивалентов легирующих элементов и примесей по алюминию и молибдену, разности между температурой полиморфного превращения и температурой отжига, продолжительности отжига, диаметра прутка.
Ключевые слова: титановый сплав ВТ6, катаные прутки, химический состав, структура, механические свойства, статистические исследования, прогнозирование.
Влияние редкоземельных элементов на структуру и свойства сплава на основе орторомбического алюминида титана
А.В. Новак, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»), e-mail: annovak23@gmail.com
Н.А. Ночовная, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Е.Б. Алексеев, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Изучено влияние редкоземельных элементов Y, Gd и Sc на структуру и свойства сплава Ti–22,4Al–23,6Nb–0,9Zr–1,82(V+Mo+Ta)–0,15W–0,4Si (атомн. %). Установлено, что введение РЗЭ приводит к формированию более мелкозернистой однородной макроструктуры в слитках и повышению дисперсности вторичной пластинчатой О-фазы в микроструктуре, формирующейся после термомеханической обработки. Введение Gd обеспечивает достижение наиболее высокого уровня прочностных, пластических и жаропрочных характеристик сплава.
Ключевые слова: алюминид титана, Ti2AlNb, орто-сплав, редкоземельные элементы, структура, механические свойства.
Технологии производства
Структура и свойства изделий из титанового сплава вт6, полученных методом прямого лазерного выращивания с использованием вторичного порошка
С.А. Шальнова, Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого, e-mail: sveta-net07@mail.ru
О.Г. Климова-Корсмик, Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого, Санкт-Петребургский Государственный Морской Технический Университет, e-mail: o.klimova@ltc.ru
М.О. Гущина, Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого, e-mail: skmar.spb@gmail.com
А.М. Вильданов, Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого, e-mail: wildam92@mail.ru
Г.А. Туричин, Санкт-Петребургский Государственный Морской Технический Университет, e-mail: gleb@ltc.ru
С точки зрения экономии дорогостоящего исходного материала процесс прямого лазерного выращивания изделий возможно проводить с использованием смеси первичного и вторичного порошков. Часть порошка в процессе прямого лазерного выращивания не попадает в зону плавления, что значительно снижает коэффициент использования материала. Для определения влияния вторичного порошка на качество титановых изделий исследованы выращенные образцы, изготовленные из смесей с различным соотношением первичного и вторичного порошков.
Ключевые слова: прямое лазерное выращивание, аддитивные технологии, титановые сплавы.
Использование прекурсора V-Al-C при выплавке лигатуры V-Al-N-C
Д.В. Таранов, ООО «ПОЗ-Прогресс», e-mail: poz-progress@yandex.ru
А.В. Ларионов, ФГБУН ИМЕТ УрО РАН, e-mail: a.v.larionov@ya.ru
С.В. Жидовинова, ФГБУН ИМЕТ УрО РАН, e-mail: pcmlab@mail.ru
В.М. Чумарев, ФГБУН ИМЕТ УрО РАН, e-mail: pcmlab@mail.ru
А.Н. Рылов, АО «Уралредмет», e-mail: uralredmet@uralredmet.ru
М.В. Трубачев, АО «Уралредмет», e-mail: uralredmet@uralredmet.ru
Изучена и проверена возможность применения прекурсорного сплава V(70)-Al(23)-C(7) в качестве карбидизатора при внепечной алюминотермической выплавке лигатуры V-Al-N-C. Установлено, что замена в шихте выплавки углерода на прекурсор V(70)-Al(23)-C(7) не приводит к изменению фазового состава лигатуры и равномерности распределения карбидных и нитридных включений в объеме слитка. Азотсодержащая фаза лигатуры представлена только нитридом алюминия, углеродсодержащая – в виде карбида V2AlC нестехиометрического состава. Содержание кислорода в слитке (0,06 %) удовлетворяет требованиям ТУ на лигатуру V-Al-N-C.
Ключевые слова: лигатура V-Al-N-C, прекурсор, алюминотермия, фазовый состав, микроструктура.
Эффективность применения трехвалковых калибров для прокатки круглых прутков из титановых сплавов
А.Ю. Постыляков, ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», e-mail: a.i.postyliakov@urfu.ru
Ю.В. Инатович, ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», e-mail: j.v.inatovich@urfu.ru
Ю.Н. Логинов, ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», e-mail: j.n.loginov@urfu.ru
Приведены результаты конечно-элементного моделирования прокатки прутков круглого сечения из титанового сплава ВТ6 по схемам круг – овал – круг и круг – стрельчатый треугольник – круг. Определены значения деформаций и температур в сечениях промежуточного и окончательного профиля, выполнен сравнительный анализ характера их распределения. Рассчитаны удельные затраты энергии при прокатке по обеим схемам. Установлено, что использование трехвалковых калибров является более эффективным как в отношении однородности деформированного и теплового состояния прокатываемого прутка, так и затрат энергии на деформацию.
Ключевые слова: сортовая прокатка, калибровка валков, двухвалковые калибры, трехвалковые калибры, деформированное состояние, температура, затраты энергии.
Применение. Качество. Рынок
Крепежные детали из титановых сплавов. Опыт конструирования и эксплуатации
В.В. Травин, ОАО “Калужский турбинный завод”, e-mail: vs.tr@mail.ru
С.Г. Темкин , ОАО “Калужский турбинный завод”, e-mail: vs.tr@mail.ru
А.И. Зможный, ОАО “Калужский турбинный завод”, e-mail: aleksander.zmozhniy@yandex.ru
Г.А. Шевелев, ОАО “Калужский турбинный завод”, e-mail: gennady_shevelev@mail.ru
Изложены основные принципы конструирования высоконагруженных резьбовых соединений различных узлов энергооборудования с использованием титановых крепежных деталей. Приведены результаты испытаний на прочность, релаксационную долговечность, свинчиваемость и износ крепежа из высокопрочных титановых сплавов. Уделено внимание антизадирным покрытиям и смазке контактирующих поверхностей. Опыт безотказной эксплуатации резьбовых и фланцевых соединений в составе ответственных корпусных и роторных элементов паротурбинных установок подтвердил правильность принятого авторами подхода к использованию титановых сплавов в этих конструктивных элементах.
Ключевые слова: резьбовое соединение, титановый сплав, релаксация, износ, покрытие, смазка.
Титановые порошки: современное состояние технологий и рынка
Г.А. Колобов, Запорожская государственная инженерная академия, e-mail: kolobovgerman@rambler.ru
А.В. Овчинников, Запорожский национальный технический университет
А.В. Осипенко, ООО «Запорожский титано-магниевый комбинат», e-mail: sitiz@ztmc.zp.ua
В.В. Павлов, ПАТ «Институт титана», e-mail: titaniumzp@gmail.com
В.О. Панова, Запорожская государственная инженерная академия, e-mail: panova_vira@ukr.net
Выполнен обзор технологий производства титановых порошков различных видов. Для получения порошков несферической формы применяется технология гидрирования-дегидрирования, использующая в качестве исходного сырья губчатый титан и отходы. Порошки сферической формы получают, используя технологии вращающегося электрода в плазме, газовой и плазменной атомизации, Armstrong Process, а также технологии компаний Praxair и Metalysis. При рассмотрении рынка титановых порошков показаны объемы производства по отдельным странам и применяемым технологиям, а также сферы и конкретные объекты применения изделий из порошков различных видов.
Ключевые слова: титановые порошки, свойства, технологии получения, объемы производства, применение.
События и юбилеи
Памяти Александра Анатольевича Ильина
