Приведены результаты сравнительных исследований качества сплавов на основе никеля открытой дуговой, вакуумно-дуговой плавок и электронно-лучевого переплава с промежуточной емкостью (ЭЛПЕ). Изучено влияние переплава на содержание неметаллических включений и газов. Показано, что наиболее полно идет рафинирование от водорода, остаточное содержание которого не превышает 0,00006 - 0,00009 %. В процессе ЭЛПЕ металл полнее очищается от вредных газовых примесей, а неметаллические включения уменьшаются в размерах и равномернее распределяются по сечению слитка.

Описана установка и элементы технологии оплавления боковой поверхности слитков металлов и сплавов электронным лучом. Предлагаемая конструкция установки и механизмов позволяет осуществлять оплавление круглых и плоских слитков, причем оплавление плоских слитков производится за одно вакуумирование. Приведены основные технические параметры установки.

Разработана технология электронно-лучевого оплавления боковой поверхности слитков тугоплавких металлов. В результате отработки режимов оплавления поверхности слитков титановых сплавов установлены оптимальные параметры процесса, которые позволяют проплавлять поверхностный слой на глубину 0,01 м, что обеспечивает полное устранение поверхностных дефектов и соответствие химического состава переплавленного слоя требованиям стандарта.

Представлена технология электронно-лучевого оплавления цилиндрических слитков циркония и экспериментально определены оптимальные технологические режимы. На основании металлографического анализа слитков показано, что оплавленный слой характеризуется отсутствием макропор, несплошностей и других дефектов литейного происхождения.

Разработана математическая модель испарения легирующих элементов при электронно-лучевом оплавлении цилиндрических слитков из сплавов на основе титана. В рамках предложенной модели получены зависимости химического состава оплавленной зоны слитка от мощности электронно-лучевых пушек и угловой скорости вращения слитка. Адекватность модели подтверждена экспериментальными данными, полученными при оплавлении поверхности цилиндрических слитков из сплава Ti - 6Al - 4V.

Разработана математическая модель испарения легирующих элементов при электронно-лучевом оплавлении слитков-слябов на основе титана. В рамках предложенной модели получены зависимости химического состава оплавленного слоя слитка от технологических параметров процесса. Адекватность модели подтверждена экспериментальными данными, полученными в результате оплавления поверхности слитков-слябов сплава Ti - 6Al - 4V.

В ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины разработаны и созданы специализированные электронно-лучевые установки УЭ-185 и УЭ-5810 с комплексом технологической оснастки, позволяющие выполнять процесс оплавления поверхностного слоя слитков как цилиндрического, так и прямоугольного сечений. Показана возможность безотходного удаления локальных поверхностных дефектов слитков сплавов титана способом электронно-лучевого оплавления (ЭЛО), которое позволяет сократить потери основного металла и легирующих элементов. Приведены схемы ЭЛО слитков круглого и прямоугольного сечений. Показано, что разработанная технология ЭЛО слитков сплавов титана позволяет получать оплавленный слой, который по химическому составу незначительно отличается от основного металла и соответствует требованиям стандартов. Определены технико-экономические параметры электронно-лучевой обработки слитков титановых сплавов, при которых разработанные в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины технология и специализированное оборудование для ЭЛО боковой поверхности слитков титановых сплавов позволяют увеличить выход годного металла на 4 - 15 % в зависимости от сортамента слитков, обеспечивают значительный экономический эффект.

Проведены комплексные работы по изготовлению полуфабрикатов в виде трубных заготовок из слитков титанового сплава ВТ14, полученных способом ЭЛП. По технологии электронно-лучевого переплава с промежуточной емкостью и порционной подачей металла в водоохлаждаемый кристаллизатор произведены слитки из титанового сплава ВТ14 диаметром 600 мм, длиной до 3000 мм. Показано соответствие полученных слитков требованиям ТУ 27.5-23712944-005-200 "Заготовка трубная литая из титановых сплавов". Приведены результаты исследований структуры и механических свойств трубных заготовок и горячепрессованных труб, изготовленных из слитков титанового сплава ВТ14, способом электронно-лучевой плавки. Показано, что электронно-лучевую технологию получения слитков сплавов титана можно эффективно применять для изготовления полуфабрикатов для трубного производства.

Індекс рубрикатора НБУВ: К295.073

Шифр НБУВ: Ж24340 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведены комплексные работы по исследованию возможности получения слитков сложнолегированного титанового сплава ВТ23 из первичной шихты. По технологии электронно-лучевого переплава с промежуточной емкостью и порционной подачей металла в водоохлаждаемый кристаллизатор получены слитки прямоугольного сечения 530 х 165 мм и длиной до 3 м, из которых на реверсивном прокатном ДУО стане марки Skoda 355/500 изготовлены полуфабрикаты в виде листов толщиной 5 мм. Показано, что металл полученных слитков и полуфабрикатов соответствует требованиям ОСТ 1-90013 - 81 "Сплавы титановые. Марки". Приведены результаты исследований структуры и механических свойств полуфабрикатов в виде листов, изготовленных из слитков титанового сплава ВТ23, полученных электронно-лучевой плавкой. Показано, что электронно-лучевая технология является эффективным способом получения сложнолегированных сплавов титана.

С целью изучения степени очистки сложнолегированных жаропрочных сплавов на основе никеля и отработки технологии их производства в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины проведены работы по выплавке партии слитков марок ЭП708, ЭИ648 и ЭИ698. Слитки получали по технологии электронно-лучевой плавки (ЭЛП) с промежуточной емкостью и порционной подачей жидкого металла в водоохлаждаемый кристаллизатор. Показана возможность применения ЭЛП вместо вакуумно-дуговой для переплава заготовок открытой индукционной плавки. Проведены работы по получению слитков из жаропрочных сплавов на основе никеля ЭП708 и ЭИ698 путем вовлечения в шихтовую заготовку 100 % оборотного сырья. Показана перспективность применения технологии ЭЛП для переработки лома жаропрочных сплавов на основе никеля в высококачественные слитки. Отработана технология получения высококачественных слитков-слябов жаропрочных сплавов на основе никеля способом ЭЛП. Показано, что электронно-лучевой переплав является эффективным способом получения качественных слитков жаропрочных сплавов на основе никеля, которые по химическому составу полностью соответствуют требованиям стандартов. При этом металл слитков характеризуется пониженным содержанием газов и неметаллических включений.

С помощью методов математического моделирования оценено влияние технологических параметров электронно-лучевой плавки (ЭЛП) на содержание легирующих элементов в слитке титанового сплава ВТ19, а также адекватность построенной математической модели для многокомпонентных титановых сплавов. На основании расчетов определены оптимальные технологические режимы ведения ЭЛП и проведена серия экспериментальных плавок слитков сплава ВТ19 диаметром 110 мм. По результатам работы выявлены особенности ЭЛП высокопрочного титанового сплава ВТ19, которые необходимо учитывать при подготовке и выплавке данного сплава. Анализ результатов экспериментальных данных показал, что математическая модель описывает процесс испарения легирующих элементов из титанового сплава ВТ19 при ЭЛП с достаточно высокой степенью точности и может быть использована для получения слитков с заданным химическим составом.

Изучено влияние технологических параметров электронно-лучевой плавки (ЭЛП) на содержание легирующих элементов, в частности олова, в слитках титановых сплавов ВТ5-1, ВТ25У и Ti-6242S. Для предотвращения потерь легколетучих и легкоплавких легирующих элементов разработана новая схема подготовки шихтовых материалов и определены оптимальные технологические режимы ведения электронно-лучевой плавки слитков сплавов ВТ5-1, ВТ25У и Ti-6242S. Проведена серия экспериментальных плавок слитков сплава ВТ25У и Ti-6242S диаметром 110 мм. По результатам проведенных экспериментальных плавок определены особенности ЭЛП деформируемого титанового сплава ВТ5-1, которые необходимо учитывать при подготовке и ведении плавки данного сплава. Выплавлена промышленная серия слитков сплава ВТ5-1 диаметром 400 мм и длиной до 2000 мм. Показано, что разработанная новая схема шихтовки может быть использована для получения слитков сплава ВТ5-1 с заданным химическим составом способом ЭЛП.

Проведены комплексные исследовательские работы по выплавке партии слитков сложнолегированных сплавов титана ВТ20, ВТ22, Т110 диаметром 150, 400 мм и слитков прямоугольного сечения 530 x 165 мм сплава ВТ23 длиной до 2000 мм соответственно. Поверхность полученных слитков подвергали электронно-лучевой обработке в установке УЭ-185. Показано, что химический состав металла оплавленного слоя сложнолегированных титановых сплавов соответствует марочному составу, слитки имеют высокое качество поверхности при глубине проплавления до 12 мм, достаточной для эффективного удаления поверхностных дефектов. Представлены технико-экономические показатели обработки поверхности слитков сложнолегированных титановых сплавов. Показано, что технико-экономическая эффективность электронно-лучевого оплавления подтверждается при сравнении статьи удельного расхода электроэнергии на оплавление со статьями совместного учета удельного расхода электроэнергии и потерь металла при механической обработке.

Отмечено, что в настоящее время во всем мире наблюдается устойчивая тенденция увеличения доли высокопрочных титановых материалов, сварные соединения которых обеспечивают высокий комплекс механических и эксплуатационных свойств. При этом отсутствуют титановые сплавы с прочностью ≦ 1 200 МПа, удовлетворительной пластичностью и хорошей свариваемостью в отожженном состоянии. Создание нового высокопрочного (α + β)-титанового сплава с такими характеристиками значительно расширит номенклатуру деталей ответственного назначения для военной, авиационной, космической и других отраслей промышленности. Наиболее перспективным направлением повышения конструкционной прочности при разработке высокопрочных сложнолегированных титановых сплавов является комплексное легирование. В ходе работы, базируясь на результатах расчетов и проведенных экспериментов по определению механических характеристик, разработан новый высокопрочный сложнолегированный (α + β)-титановый сплав Т120 на основе восьмикомпонентной системы легирования Ti - Al - Mo - V - Nb - Cr - Fe - Zr с пределом прочности не менее 1 200 МПа. Новый высокопрочный сложнолегированный (α + β)-титановый сплав Т120 защищен патентом Украины.

Проведены комплексные исследовательские работы по получению слитков нового высокопрочного сплава титана Т120 диаметром 150 мм способом электронно-лучевой плавки (ЭЛП). Определены технологические параметры плавки слитков в электронно-лучевой установке УЭ208. Показано, что металл слитков нового высокопрочного титанового сплава Т120, полученного способом ЭЛП, характеризуется химической однородностью, отсутствием включений низкой и высокой плотности. Изучение макроструктуры полученных слитков показало, что она имеет однородный характер, с отсутствием различно травящихся зон по сечению слитка, существенной разницы в структурах центральной и периферийной зон слитка не наблюдается, дефекты в виде пор, раковин, трещин и неметаллических включений отсутствуют.

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160.43

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в титані та його сплавах. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж24340 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160.43

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в титані та його сплавах. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж24340 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Изучены возможности выплавки сплава Ti - 1,5Al - 6,8Mo - 4,5Fe с последующей горячей деформационной обработкой способами прессования и прокатки. Исследованы микроструктура и уровень механических свойств полученных образцов титанового сплава Ti - 1,5Al - 6,8Mo - 4,5Fe диаметром 110 мм. Анализ результатов химического состава металла слитка показал, что распределение легирующих элементов по длине равномерное и соответствует заданному составу. Проведенная пластическая деформация полученного сплава Ti - 1,5Al - 6,8Mo - 4,5Fe позволила сформировать в материале дисперсную однородную внутризеренную (а %20 Р)-микроструктуру. Показано, что полученный способами электронно-лучевой плавки и горячей прокатки сплав Ti - 1,5Al - 6,8Mo - 4,5Fe после отжига как при температурах двухфазной (а %20 Р)-области, так и однофазной P-области характеризуется высоким комплексом механических свойств, когда прочность на уровне выше 1100 МПа сочетается с достаточными пластическими характеристиками, свойственными более легированным и дорогим титановым сплавам.

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.043 + К58

Рубрики:

Структурні і фазові перетворення в залізі та його сплавах. Теорія термічної обробки

Інші види обробки металів

Шифр НБУВ: Ж24340 Пошук видання у каталогах НБУВ