Технологія виготовлення титанових зразків методом імпульсного гарячого пресування у вакуумі. Процеси структуроутворення і формування електричного, механічного і фізичного контактів при імпульсному гарячому пресуванні. Ознаки якісної титанової стрічки.
Аннотация к работе
Вироби з порошкового титану потребують високих властивостей, бо їх знижені значення, порівнянно з традиційним металургійним титаном, обмежує використання порошкових титанових виробів у промисловому виробництві. Ці підходи можливо використати для вивчення природи і оцінки якості міжчастинкових контактів у порошковому титані і на основі встановлених закономірностей удосконалити технологію виготовлення виробів з нього і тим самим сприяти впровадженню у промисловість виробів з порошкового титану з підвищеними властивостями. Результати досліджень по виготовленню матеріалу з порошку титану, були отримані при виконанні робіт відповідно до наукової тематики НАН України: - 1.6.2.14-97 "Фізичні основи досягнення граничних структурних станів та фізико-механічних властивостей титану та сплавів на його основі й оптимізація технології їх отримання та обробки" № ДР 0107U003439; Вперше встановлено залежності міцності і пластичності титанових пресовок від поруватості, а саме: виявлено невідомі залежності параметрів міцності (модуль пружності та границя плинності) від поруватості для неспечених та спечених титанових матеріалів, що проявляються у суттєвій різниці цих величин, яка становить для неспечених матеріалів у діапазоні поруватості від 5 до 40 % до 50 разів, а для спечених матеріалів у тому ж діапазоні поруватості - до 10 разів; виявлено невідомі залежності параметрів пластичності (деформація до руйнування) від поруватості для неспечених та спечених титанових матеріалів, що проявляються у відсутності різниці цих величин у діапазоні поруватості від 5 до 40 %. Вперше запропоновано оригінальну методику для проведення порівняльного аналізу якості контакту за результатами вимірювання фізико-механічних характеристик зразків, а саме: якість контакту, що визначається за результатами вимірювання електроопору, характеризується коефіцієнтом К?, і визначається за формулою: Kl = [(lвим-lнесп )/(lteop-lнесп)]?100%, якість контакту, що визначина за результатами вимірювання модуля пружності, характеризується коефіцієнтом КЕ, і розраховується як: КЕ = [(Евим-Енесп)/(Етеор-Енесп)]?100%, якість контакту, що визначена за результатами вимірювання деформації до руйнування, характеризується коефіцієнтом Ке, і розраховується як: Ке = [(евим-енесп)/( етеор-енесп)]?100%.З кожної фракції методом холодного двостороннього пресування готували зразки двох видів: циліндри заввишки 9,6-14,7 мм і діаметром 11 мм, які використовували для випробувань на бразилійський тест і одновісне стиснення, і паралелепіпеди 5х7х45 мм, які використовували для випробувань на чотирьохточковий згин, у процесі пресування фіксували тиск пресування, а після випресовки вимірювали поруватість зразків. У третьому розділі "Аналіз процесу контактоутворення в порошковому титані за результатами дослідження фізико-механічних властивостей при спіканні" розглянуто закономірності контактоутворення у пресовках титану після їх спікання при різних температурах та проаналізовано вплив структурних параметрів - пористості та розміру порошинок на якість міжчастинкового контакту, що утворюється при спіканні. Електричний контакт - це контакт, якість якого визначається за результатами вимірювання питомого електроопору ?, або питомої електропровідністі ?, механічний контакт - це контакт, якість якого визначається за результатами вимірювання модуля пружності E, фізичний контакт - це контакт, якість якого визначається за результатами вимірювання істиної деформації у момент руйнування ер. Коефіцієнти якості контактів обчислюється у відсотках по наступним формулам. коефіцієнт, що характеризує якість електричного контакту: Kl = [(lвим - lнесп )/(lteop-lнесп)]?100%, коефіцієнт, що характеризує якість механічного контакту: КЕ = [(?вим - ?несп )/(?теор-?несп)]?100%, коефіцієнт, що характеризує якість фізичного контакту: Кер = [(ервим - ернесп)/(ертеор-ернесп)]?100%, де: l, E, ер - електропровідність, модуль пружності і деформація до руйнування, відповідно; індекс "теор" означає, що відповідна величина розрахована за наявності ідеального контакту, індекс "несп" означає. що величина виміряна на зразку в неспеченому стані, індекс "вим" означає, що властивості зразка були виміряні за заданих умов виготовлення матеріалу. Оскільки для порівняння якості різних пресовок доцільно обрати будь-яку конкретну міру досконалості контакту і визначити температуру спікання, при якій вона досягається, у роботі введено поняття характеристичної температури Т50, яка відповідає температурі спікання, при якій контакт сформовано на 50 % від ідеально можливого.У дисертації вирішено важливі науково-технічні завдання - встановлено закономірності зміни міжчастинкових контактів порошкового титану, розроблено методику комплексної оцінки їх фізико-механічних властивостей і вдосконалена технологія одержання з нього виробів методами імпульсного гарячого пресування та прокатуванням, що не поступаються властивостям технічно чистого титану, отриманого за традиційною технологією. Встановлено