Сформульовано принцип одержання легованих монокристалів тугоплавких металів з домішками, що мають однорідний розподіл легуючих елементів, рівномірну та низьку густину дислокацій (~ 10⁵ см^-2). Принцип оптимального легування базується на збереженні у процесі вирощування монокристалів за даних умов G і nu постійності величини концентраційного переохолодження, створюваного оптимальною концентрацією будь-якої легувальної домішки в дану основу. Постійність концентраційного переохолодження визначається постійністю парціальної оптимальної функції нестійкості гладкого фронту росту f_1опт.

Рассмотрены особенности металлуригического производства слитков ниобия, тантала, циркония, титана и урана методом электронно-лучевой плавки. Подробно исследованы механизмы и закономерности поведения примесей, неметаллических включений и легирующих элементов в процессе электронно-лучевой плавки этих металлов. С учетом выявленных зависимостей предложены оптимальные технологические режимы выплавки тугоплавких и высокореакционных металлов, которые обеспечивают высокие качественные и технико-экономические показатели данного металлургического передела. Приведены качественные характеристики получаемых слитков, включая их химический состав, микро- и макроструктуру, а также некоторые механические характеристики металла в литом и деформированном состоянии. Дано описание технологических схем плавки и оплавления поверхности слитков, раскрыты особенности конструкции электронно-лучевых установок.

Разработан комбинированный переплав отходов жаропрочных сплавов, используемых при производстве лопаток газотурбинных двигателей. Определены теплофизические условия затвердевания расплава после переплава, которые обеспечивают формирование в шихтовой заготовке равноосной мелкозернистой структуры, что способствует повышению высокотемпературной пластичности сплавов при сохранении высокого уровня прочности.

Встановлено закономірності формування кристалічної будови зливків титанових і нікелевих сплавів за електронно-променевої плавки з проміжною ємністю (ЕППЄ) з урахуванням швидкостей охолодження розплаву в кристалізаторі. На основі методів математичного моделювання визначено залежності теплофізичних умов твердіння металу зливків титанових сплавів в кристалізаторі від технологічних параметрів ЕППЄ. Встановлено, що зниження потужності електронно-променевого нагрівання і зміщення його максимуму на периферію зливка дозволяє підвищити швидкість охолодження розплаву більш ніж у 10 разів, а швидкість кристалізації - в 30 разів. Експериментально встановлено, що високі швидкості охолодження розплаву за кристалізації дозволяють одержувати в зливках титанового сплаву TI-6Al-4V рівноосну структуру по всьому перетині зливка за гомогенного розподілу легуючих елементів, структурних і фазових складових. Запропоновано новий метод диспергування розплаву з проміжної ємності за допомогою барабана-диспергатора, який обертається з частотою до 2500 об/хв (ЕПДРЄ). Розроблено математичну модель формування зливка з диспергованого розплаву з використанням примусового охолодження зливка. Встановлено, що в процесі ЕПДРЄ досягаються швидкості охолодження розплаву за кристалізації до <$E10 sub 5 ~ roman К/с>. Високі швидкості охолодження, характерні для ЕПДРЄ дозволяють одержувати зливки жароміцних сплавів з ультрадрібною структурою, волокнисті композиційні матеріали з мінімальною товщиною прошарку на границі волокно - матриця, з'єднувати зливки титанових сплавів без плавлення крайок. Розроблено і прийнято у виробництво технологію виплавки методом ЕППЄ

Визначено кінетичні закономірності видалення домішок і випаровування легуючих елементів під час електронно-променевої плавки (ЕПП) високореакційних і тугоплавких металів та розроблено оптимізовані режими плавки. Одержано кінетичні рівняння десорбції водню, азоту, кисню та вуглецю з рідких металів у вакуумі, які описують процеси видалення газів з мінливою під час рафінування ланкою, що лімітує швидкість реакції. Встановлено залежність швидкості розчинення включень нітриду титану в рідкому титані від їх розмірів, вмісту азоту та температури розплаву за умов ЕПП. Побудовано математичні моделі процесів видалення газів з тугоплавких металів, а також десорбції водню й алюмінію з титану та його сплавів під час ЕПП, які визначають концентрацію домішкових і легуючих елементів у злитках залежно від технологічних режимів плавки. Встановлено числові значення кінетичних констант десорбції азоту з розплавів тугоплавких металів, а також водню й алюмінію з розплаву титану. Розроблено оптимізовані технологічні режими ЕПП тугоплавких металів, титану та сплавів на його основі, які забезпечують у разі одержання високоякісних злитків високу економічну ефективність процесу ЕПП.