Ключ. слова: алюминиды титана, скоростная термообработка, микроструктура, фазовый состав, механические свойства
Індекс рубрикатора НБУВ: К230.43

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в кольорових металах і сплавах

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160 + К391-1

Рубрики:

Виробництво окремих металокерамічних матеріалів і виробів

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: гидрид титана, порошковые частицы, локальный химический состав, микроструктура, диффузия
Індекс рубрикатора НБУВ: К391-1

Рубрики:

Виробництво окремих металокерамічних матеріалів і виробів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: усталость, предел выносливости, порошковая металлургия, микроструктура, структурный параметр, титановые сплавы
Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160.622.3 + К390.1-144

Рубрики:

Утомна (циклічна) міцність (утома, витривалість) титану та його сплавів

Виробництво металевих порошків

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: гидрид титана, порошковые смеси, плотность, пористость, концентрация, эвтектический расплав, микроструктура
Індекс рубрикатора НБУВ: К391

Рубрики:

Виробництво окремих металокерамічних матеріалів і виробів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Отмечено, что получение титановых сплавов и изделий из них методами порошковой металлургии позволяет существенно снизить их стоимость, способствуя расширенному использованию этих материалов. В данной работе сплавы Ti - 6Al - 4V, Ti - 5Al - 2,5Fe и Ti - 8Mn были синтезированы по простейшей технологии прессования и спекания смесей порошковых компонентов. В этом подходе критическим параметром является конечная пористость, влияющая на механические свойства. Показано, что использование порошка наводороженного титана вместо традиционного порошка титана с добавками легирующих элементов в виде лигатур улучшает синтез, обеспечивая повышенную относительную плотность (до 99 %), улучшенную химическую гомогенность, однородную микроструктуру и высокие механические свойства конечных сплавов при снижении их стоимости. Синтезированные материалы имели усталостные свойства и свойства на растяжение на уровне соответствующих сплавов, полученных по стандартной технологии. Данный подход предполагается задействовать для экономичного получения автомобильных деталей.

Исследованы фазовые превращения, объемные изменения и кинетика выделения водорода при дегидрировании скомпактированного порошка гидрида титана. Интенсивность процесса дегидрирования и его стадии определяются скоростью диффузии водорода в различных фазах системы Ti - H. Восстановление поверхностных оксидных пленок водородом и увеличение количества дефектов, образующихся в результате объемных эффектов фазовых превращений, ускоряет формирование диффузионных контактов между порошковыми частицами и активирует их спекание. Установлено, что достижению беспористого состояния препятствует взаимосвязь между процессами эволюции системы пор и роста зерен, способствующая переходу от залечивания пор к их коалесценции. Проанализированы возможные пути повышения плотности до теоретических значений.

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160.62 + К391.91

Рубрики:

Механічні властивості титану та його сплавів

Виробництво композитних металокерамічних матеріалів і виробів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Титановые сплавы Ti - 5Al - 5V - 5Mo - 3Cr и Ti - 10V - 2Fe - 3Al (масс. %) синтезированы экономичным методом прессования и спекания смесей порошковых компонентов на основе гидрированного титана. Проанализирована эволюция микроструктуры и плотности на разных этапах синтеза, характеристики конечных сплавов и их механические свойства. Прочность и пластичность синтезированных сплавов сравнимы с соответствующими показателями для данных сплавов в литом/горячедеформированном состоянии. Достигнутый комплекс механических свойств достаточен для практического применения синтезированных сплавов и изделий из них.

Химически и микроструктурно гомогенный сплав Ti - 5Al - 5V - 5Mo - 3Cr синтезирован методом холодного прессования и вакуумного спекания смеси порошковых компонентов на основе гидрированного титана. Достигнуты показатели прочности и пластичности и проведено сравнение с соответствующими свойствами данного сплава, полученного по стандартным технологиям. Взаимосвязанная эволюция химического состава, микроструктуры и пористости в данном сплаве такова, что при изученных температурно-временных режимах синтеза не удалось достичь относительной плотности, близкой к 99 %. При снижении объемного количества пор, стопорящих движение границ зерен, наблюдается аномальный рост отдельных зерен, что отрицательно сказывается на балансе механических свойств в высокопрочном состоянии.

При получении технически чистого титана из порошков гидрида титана исследовано влияние технологических параметров процесса на фазовые превращения и кинетику дегидрирования, а также плотность, микроструктуру и механические свойства конечного материала. Показано, что различные уровни плотности титана, достигаемые в ходе изотермических выдержек, в значительной мере определяются особенностями объемных эффектов (усадки) при дегидрировании. Температурный интервал дегидрирования зависит от скорости нагрева, увеличивая которую можно сохранять до более высоких температур насыщенные водородом фазы с целью положительного воздействия водорода на материал. Механические свойства на растяжение полученного материала соответствуют свойствам литого технически чистого титана и слабо зависят от изменений относительной плотности в пределах 96 - 99 %.

Індекс рубрикатора НБУВ: К391.91-18

Рубрики:

Виробництво композитних металокерамічних матеріалів і виробів

Шифр НБУВ: Ж14388 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследованы фазовые превращения, объемные изменения и кинетика десорбции водорода при вакуумном нагреве порошка гидрида циркония. Показана принципиальная возможность использования порошкового гидрида циркония для получения циркониевых сплавов. Водород, как временная легирующая добавка к цирконию, способствует активированной консолидации частиц гидрида и достижению высокой плотности полученных после десорбции водорода сплавов. Совместное использование двух гидридов (циркония и титана) позволяет усилить положительное воздействие водорода на систему и синтезировать сплавы Zr - Ti с плотностью, близкой к теоретической.

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160.622 + К391-18

Рубрики:

Міцність титану та його сплавів

Виробництво окремих металокерамічних матеріалів і виробів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Экспериментально выполнено сравнительное исследование фазовых превращений при гидрировании титана, содержания примесей и фазового состава гидридов титана, полученных 2-мя разными способами. Первый из них (традиционный) заключался в гидрировании титановой губки с помощью метода печного нагрева в атмосфере водорода. Получение гидридов по второму способу осуществлялось по методу самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Определены температурно-барические режимы гидрирования титана в стационарных условиях и при СВС, которые обеспечивают получение однофазных гидридов титана с однородным распределением водорода по объему. Установлено, что при обоих способах гидрирования последовательность фазовых превращений при повышении и снижении концентрации водорода в титане является аналогичной. Гидрирование титана по методу СВС принципиально отличается от традиционного гидрирования малым временем процесса. Показано, что содержание кислорода в порошковых частицах, в том числе состояние поверхностных оксидных пленок, оказывает влияние на кинетику изменения параметра решетки гидрида титана и на различия при нагреве СВС-гидрида и гидрида, полученного с помощью традиционного способа.

Проведено сравнительное исследование механических свойств титана, компактированного из порошков гидрида титана, который получен путем стандартной термообработки титановой губки в среде водорода и с помощью метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Показано, что прочностные и пластические характеристики титана из порошков, гидрированных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, не хуже, а в некоторых случаях лучше характеристик титана, полученного тем же способом из порошков гидридов, произведенных с применением стандартного метода. Установлено, что титан из порошков, гидрированных с помощью метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, как правило, содержит больше кислорода по сравнению с титаном из порошков, гидрированных термообработкой в среде водорода. Однако в титане из порошков самораспространяющегося высокотемпературного синтеза меньше других примесей, вызывающих понижение пластичности титана. Сделано предположение, что пределы текучести и прочности, а также пластические характеристики титана, полученного спеканием порошков гидридов разных методов производства, определяются количественным и качественным составом примесей.

С помощью метода Сивертса исследованы сорбционные свойства и кинетические параметры процессов гидрирования и дегидрирования отожженных эвтектических сплавов системы Ti - Zr - Mn - V. Установлено, что независимо от структуры и химического состава исходных литых сплавов термическая обработка приводит к коагуляции структурных составляющих эвтектики и образованию крупных фазовых агрегатов. Выявлено, что, увеличивая реакционную поверхность для диссоциации молекул водорода, можно повысить сорбционную емкость как каждой из фаз, так и сплавов в целом при комнатной температуре и невысоком давлении (0,6 МРа). При этом твердый раствор на основе титана абсорбирует водород с такой же кинетикой, как и сорбирует водород интерметаллид, и при комнатной температуре достигает высокой водородной емкости.

Получены 2 - 3-слойные структуры, состоящие из сплава Ti - 6Al - 4V и композитов на его основе с 5 - 10 % частиц TiB или TiC, методом холодного прессования и вакуумного спекания многокомпонентных порошковых смесей на основе наводороженного порошка титана. Изучены закономерности эволюции микроструктуры, пористости и усадки при спекании слоев порошковых смесей разного состава. Установлено, что добавление упрочняющих частиц карбида титана и борида титана в порошковые смеси влияет на их усадку, что создает риск разрушения многослойных структур из-за разницы в усадке прилегающих слоев разного состава. Оптимизацией параметров порошковой технологии получены слоистые материалы с заданной микроструктурой, обеспечивающей желаемое сочетание механических и эксплуатационных характеристик.

Методами сканирующей электронной микроскопии и рентгеновского фазового анализа изучены микроструктура и фазовый состав литых сплавов системы Ti - Zr - Mn - V, а также продуктов их гидрирования. Установлено, что легирование ванадием эвтектического сплава 47,5Ti - 30Zr - 22,5Mn смещает эвтектическую бинодаль в сторону ОЦК-твёрдого раствора, тем самым расширяя область существования фазы Лавеса. Показано, что при взаимодействии сплавов с водородом (метод Сивертса) образуются гидриды только на основе сосуществующих фаз, а распределение ванадия по фазам приводит к увеличению сорбционной ёмкости как ОЦК-твёрдого раствора, так и фазы Лавеса.

Методами сканирующей электронной микроскопии и рентгеновского фазового анализа изучены микроструктура и фазовый состав литых сплавов системы Ti - Zr - Mn - V, а также продуктов их гидрирования. Установлено, что легирование ванадием эвтектического сплава 47,5Ti - 30Zr - 22,5Mn смещает эвтектическую бинодаль в сторону ОЦК-твёрдого раствора, тем самым расширяя область существования фазы Лавеса. Показано, что при взаимодействии сплавов с водородом (метод Сивертса) образуются гидриды только на основе сосуществующих фаз, а распределение ванадия по фазам приводит к увеличению сорбционной ёмкости как ОЦК-твёрдого раствора, так и фазы Лавеса.