Структура і властивості високоміцних титанових сплавів, синтезованих із використанням гідрованого титану - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукНауковий керівник: доктор технічних наук, професор, академік НАН України Івасишин Орест Михайлович, Інститут металофізики ім. Курдюмова НАН України, заступник директора з наукової роботи Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, член-кореспондент НАН України Федірко Віктор Миколайович, Фізико-механічний інститут ім. Карпенка НАН України, заступник директора з науково-дослідної роботи кандидат технічних наук Антонюк Сергій Лазарович, АНТК ім. Захист відбудеться “23” грудня 2009 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.168.01 Інституту металофізики ім.Істотно знизити вартість виробів з титанових сплавів дозволяють методи їх синтезу з порошкових компонентів (СПК), при якому легувальні елементи додаються до титану у вигляді порошків чистих металів або лігатур. Застосовуючи прості технологічні операції компактування та спікання порошкових сумішей на основі гідрованого титану, можна отримувати сплави з густиною, близькою до теоретичної. Даний підхід був успішно апробований при синтезі ? ? сплавів, зокрема, сплаву ВТ6. Враховуючи вищевикладене, дослідження синтезу високоміцних псевдо-бета титанових сплавів з необхідним комплексом властивостей методом СПК на основі гідрованого титану являє безсумнівний інтерес. Дана дисертаційна робота виконувалася у відповідності з дослідженнями за бюджетними темами «Моделювання і експериментальні дослідження еволюції фазового складу, мікроструктури і текстури при неперервному нагріванні деформованих сплавів» номер держреєстрації 0105U000184 та «Фізична природа структурних, текстурних і хімічних неоднорідностей і їх роль у формуванні фізико-механічних характеристик титанових сплавів» номер держреєстрації 0107U009636, інноваційними проектами НАН України «Розробка технології виробництва конструкційних деталей з титанових сплавів з підвищеною густиною і втомною міцністю для потреб авіаційної та автомобільної промисловості методом порошкової металургії» (2005-2006, номер держреєстрації 0207U002153), «Організація виробництва порошків наводненого титану і лігатур, придатних для виготовлення листів і плит з титану і його сплавів методом прямої прокатки» (2007, номер держреєстрації 0107U007042); проектом УНТЦ Р-143б «Економічне виробництво титанових деталей методом порошкової металургії для широкомасштабного промислового використання» (2007-2008).Для дослідження особливостей процесів перерозподілу легувальних елементів, еволюції мікроструктури та ущільнення порошкової гетерогенної системи зразки нагрівали у вакуумній печі зі швидкістю 20 ОС/хв. Дослідження показали, що при швидкості нагрівання 20 ОС/хв відчутний перерозподіл легувальних елементів і звязана з цим еволюція мікроструктури починається при температурах, близьких до 1000 ?С (рис. Активна дифузія V, Mo і Cr, які мають низьку розчинність в ?-титані, має місце лише при подальшому підвищенні температури, коли відбувається фазове перетворення ?>? і, відповідно, зникають фазові барєри для їх проникнення в титанову матрицю. Для завершення процесів ущільнення витримка має складати не менше чотирьох годин, подальше збільшення часу витримки недоцільно, оскільки стають домінуючими процеси коалесценції пор, які відбуваються без зменшення їх обємної долі. Міцність такого сплаву перевищує вимоги до високоміцного стану (табл.Встановлено, що через складний взаємозвязок еволюції системи пор і зеренної структури досягти густини, близької до теоретичної, при збереженні рівномірної дрібнозернистої структури зміною температурно-кінетичних умов синтезу в псевдо-бета титанових сплавах неможливо без суттєвої модифікації вихідних гетерогенних сумішей. Показано, що необхідною умовою для отримання оптимального співвідношення між обємним вмістом пор і параметрами зеренної структури є забезпечення максимально рівномірного розподілу дифузійних потоків у процесі синтезу, що досягається використанням дисперсних фракцій порошків комплексних лігатур і формуванням системи дисперсних пор за рахунок подрібнення часток гідридної матриці при компактуванні. Це сприяє дифузії алюмінію, але обмежує дифузію інших легувальних елементів, які стабілізують ?-фазу, внаслідок їх низької розчинності в ?-фазі, і мінімізує їх роль у заліковуванні пор до завершення ?>? перетворення в збагачених алюмінієм областях.