Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності впливу іонних та електронних пучків на зміну структури, фазового та елементного складу, морфологію поверхні та фізико-механічні властивості сплаву Ti - V - Al. Структурно-фазові перетворення у приповерхневому шарі після опромінення іонними й електронними пучками вплинули на мікротвердість, знос, коефіцієнт тертя та втомну міцність сплаву Ti - V - Al. Розширено уявлення про фізичні процеси та структурно-фазові перетворення у титанових сплавах, що відбуваються через опромінення пучками заряджених частинок.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Проведено теоретико-експериментальні дослідження корозійної тривкості та корозійно-втомної довговічності титанових сплавів у середовищах різної протогенності та запропоновано нові підходи для вирішення важливої практичної проблеми підвищення корозійно-втомної довговічності титанових сплавів у технологічних середовищах енергетичної промисловості на основі встановлених закономірностей перебігу корозії та корозійної втоми сплавів і за наявності на них захисних покриттів. Встановлено закономірності впливу середовищ різної протогенності на кінетику електронних процесів на поверхні титанових сплавів. Виявлено, що ефективна енергія активації електродних процесів і коефіцієнт переносу структурно малочутливі до корозії сплаву ПТ-3В, а відмінності у корозійній тривкості у разі зміни його структури від грубозернистої пластичності до глобулярної дрібнозернистої зумовлені різною сумарною площею активних центрів на поверхні матеріалу. Одержано кількісні електрохімічні характеристики впливу циклічної деформації на репасивацію титанових сплавів у розчинах хлоридів. Встановлено інверсію впливу водних розчинів аміаку на опір зародженню атомної тріщини від концентратора напружень, досліджено кінетику її росту. Доведено ефективність застосування газотермічних покриттів для відновлення розмірів і захисту елементів титанових лопаток турбін енергетичних установок від фретинг-втомного руйнування, визначено лімітувальну стадію корозії покриттів і з'ясовано механізм розвитку їх локальної корозії - міжкристалітної, структурно-вибіркової та виразкової - за корозійної фретинг-втоми у хлоридних середовищах.

  Скачати повний текст

Виявлено три типи взаємодії. Визначено кінетичні параметри, коефіцієнти швидкості та енергії активації газонасичення. Підтверджено, що у високому вакуумі внаслідок сублімації та газонасичення відбуваються фазово-структурні зміни у поверхневому шарі металу, які зумовлюють мікрорельєф на поверхні, зміну хімічного складу та твердість поверхневого шару шляхом сублімації легувального елементу та дифузійного насичення домішками втілення. Показано, що напруження, циклічна зміна температури та "призматична" текстура прискорюють дифузійні процеси. Удосконалено фізико-математичну модель високотемпературної взаємодії типових сплавів із газами.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних досліджень та аналізу впливу термічної обробки та легування на фазовий склад, структуру та механічні властивості сплавів на основі системи Ті - Si. Показано, що загартування сплавів системи Ті - Si - X (де X - Аl, Zr, Nb, Мо) одержує широкий спектр пересичених твердих розчинів з різним структурно-фазовим станом і фізико-механічними властивостями. Визначено вплив легувальних елементів на параметри решіток, кристалічну симетрію, а також морфологію та субструктуру титанових мартенситів. Виявлено сумісне протікання процесів впорядкування та зміни симетрії решітки із ГПУ в орторомбічну симетрію в сплавах Ті - 4Sі - 4Нf і Ті - 4Sі - 4Zr (ат. %). Показано суттєве підвищення властивостей міцності під час загартування сплавів Ті - Sі - Х, особливо сплавів, легованих Нf і Zr. Встановлено, що модуль пружності всіх сплавів після загартування знижується. Зазначено, що для визначення впливу швидкості охолодження та легування цирконієм на структурно-фазовий стан і механічні властивості сплавів Ті - Sі проведено їх поверхневе загартування.

  Скачати повний текст

Створено й апробовано універсальну комп'ютерну модель рекристалізації та росту зерна у полікристалічних металічних матеріалах. Досліджено методи комп'ютерного моделювання даних процесів у деяких важливих конструкційних матеріалах, зокрема, сплавах на основі титану та заліза. Вперше розроблено й апробовано тривимірну, фізично обгрунтовану, статистично достовірну модель, в якій моделювання рекристалізації та росту зерна поєднано у межах єдиного наближення Монте-Карло. Вихідними параметрами моделі є зеренна мікроструктура (середній розмір і форма зерен), текстура, зокрема просторовий розподіл текстурних компонент, орієнтаційні залежності енергії та рухливості границь, просторовий розподіл накопиченої енергії деформації, а також кінетичні та кристалографічні параметри зародкоутворення. Показано, що дана модель дозволяє досліджувати еволюцію мікроструктури та текстури, проводити їх статистичний аналіз та одержувати на будь-якому етапі структурних перетворень залежності кінетичних параметрів, які описують полікристалічний стан металічних матеріалів. Модель використано для дослідження еволюції мікроструктури та текстури під час відпалу реальних текстурованих полікристалічних металічних матеріалів. Особливу увагу приділено дослідженню мікроструктурних і текстурних змін у промислових сплавах на основі титану та заліза, для яких наявні необхідні для порівняння експериментальні дані. Доведено, що використання створеної моделі дозволить підвищити ефективність досліджень, необхідних для оптимізації термомеханічної обробки металічних матеріалів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розглянуто питання створення нової установки для одержання губчастого титану з цикловим зніманням 3,8 т у порівнянні з 0,87 т/цикл у промисловості України. Розроблено нові технології відновлення титану з тетрахлориду титану магнієм і вакуумної сепарації реакційної маси, що утворюється в процесі відновлення, з одержанням губчастого титану вищих сортів. Проаналізовано розподіл домішкових елементів у об'ємі блоку губчастого титану. Визначено кореляційну залежність між збільшенням вмісту залишкового хлору в губчастому титані та вмістом водню в газовій фазі над розплавом. Доведено, що в процесі індукційної плавки вміст водню в зливку підкоряється закону Сівертса, а в процесі плазмової плавки вміст водню в металі перевищує рівноважний. Описано нову технологію виплавки зливків з підвищеним вмістом хлору на основі першої переплавки губчастого титану в індукційній печі з секційним кристалізатором та другої переплавки у вакуумно-дугових, електронно-променевих та плазмово-дугових печах. Проведено дослідження щодо виготовлення фасонного титанового литва з застосуванням комбінованого електрода.

  Скачати повний текст

Розкрито закономірності зміни фазового складу поверхневих шарів титанових сплавів під час взаємодії з киснеазотвмісним середовищем. Розроблено основні вимоги до структурно-фазового стану нітридних та оксинітридних шарів для забезпечення тривалої працездатності промислових титанових сплавів у середовищах соляної, сірчаної та фосфорної кислот. Розглянуто вплив температурно-часових параметрів азотування на характеристики азотованого шару, дефектність і шорсткість нітридної плівки, її гомогенність за фазовим складом. Визначено роль структурно-фазового стану та параметрів термодифузійних шарів у захисті від корозії титанових сплавів. Запропоновано технологічні схеми формування гомогенних за фазовим складом нітридних шарів за умов, що температури нижчі за температуру поліморфного перетворення титану (750...850 C). Розроблено шляхи формування захисних оксинітридних шарів в азотвмісному середовищі.

  Скачати повний текст

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. 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 зливків-слябів титанового сплаву Ti-6Al-4V з рівноосною структурою й ізотропними механічними властивостями. Встановлено, що така структура є оптимальною для наступної прокатки слябів і одержання листа.

  Скачати повний текст

Вивчено закономірності фазових і структурних змін у приповерхневих шарах титанових сплавів ВТ-6, ВТ-22, TiNi після подвійної іонної імплантації. Досліджено морфологію поверхні, елементний, фазовий склад, розподіл іонів за глибиною, концентраційні профілі та дифузію імплантованих іонів, механічні (нанотвердість) властивості вказаних титанових сплавів після подвійної іонної імплантації. Проаналізовано фізичні процеси, які відбуваються у приповерхневих шарах цих титанових сплавів, їх вплив на формування твердих розчинів, зміну структури, фазового складу та напружено-деформованого стану.

  Скачати повний текст

З використанням методів іонно-променевого аналізу проведено експериментальне роздільне дослідження динамічних процесів імплантації та розпилення під час взаємодії іонного пучка вуглецю з вольфрамовою поверхнею та якісно поліпшено методику перевірки точності числового моделювання за допомогою імплантаційно-розпилювальних кривих. Експериментально й теоретично досліджено вплив мікронерівностей вольфраму на динаміку елементної сполуки поверхневого шару за умов впливу пучків вуглецю й дейтерію. Встановлено, що у разі взаємодії іонів вуглецю з поверхнею вольфраму, утворення хімічних сполук неістотно впливає на процеси розпилення й імплантації, а внесок хімічних ефектів набагато менший, ніж вплив шорсткості. Теоретично розраховано й експериментально визначено межу переходу, за якої розпилення поверхні іонами вольфраму іонами вуглецю й гелію переходить в утворення захисної вуглецевої плівки на поверхні вольфраму. Показано, що процес кінетично індукованого хімічного розпилення, який обумовлюється утворенням D-C зв'язків, істотно не впливає на ерозію поверхні за одночасного розпилення вольфраму пучками дейтерію й вуглецю. Встановлено, що концентрація імплантованого вуглецю набагато перевищує концентрацію утриманого дейтерію, що найбільш імовірно і є чинником, який обумовлює малий вплив хімічних процесів.

  Скачати повний текст

Створено високоміцний технологічний сплав високої зварюваності, технологічні та експлуатаційні властивості якого не нижчі, ніж у промислового сплаву ВТ22. Визначено вплив легуючих елементів та ступеню легування на зварюваність сплаву. Показано, що легування комплексом Nb+Fe забезпечує високу зварюваність, рівноміцність електронно-променевого зварювання (ЕПЗ) з'єднань основному металу за високих значень ударної в'язкості металу шву і зони термічного впливу (ЗТВ). Для подальших досліджень запропоновано багатокомпонентний сплав системи Ti - Al - Mo - V - Nb - Fe - Zr. Встановлено, що сплав володіє вискою зварюваність під час виконання зварних з'єднань ЕПЗ та аргоно-дуговим зварюванням (АДЗ) вольфрамовим електродом як наскрізним проплавленням, так і по шару флюсу. Виявлено залежність температури поліморфного перетворення від системи легування, вивчено вплив параметрів деформування куванням та прокаткою на структуру та механічні властивості сплаву, досліджено вплив режимів термічної обробки на фазовий склад, структуру та властивості напівфабрикатів. На підставі ресурсних випробувань доведено, що втомна довговічність сплаву T110 по основному металу на типових зразках перевищує показники сплаву ВТ22. Проведено втомні випробування зварних з'єднань і встановлено, що їх довговічність відповідає встановленому ресурсу випробувань. З'ясовано, що найбільш стійкими щодо втомних навантажень виявлися ЕПЗ з'єднання. Показано високу стійкість сплаву Т110 щодо утворення втомних тріщин.

  Скачати повний текст

Створено нові конструкційні корозійностійкі титанові сплави з оптимальним поєднанням механічних і службових характеристик. Одержано експериментальні залежності і встановлено закономірності впливу модифікування ітрієм на структуроутворення, механізми руйнування, механічні та службові характеристики литих і деформованих титанових сплавів. Здійснено промислову апробацію розроблених складів титанових сплавів, наведено рекомендації щодо їх промислового використання.

  Скачати повний текст

Розроблено устаткування та технологію, а також перспективні технологічні схеми виготовлення нового класу напівфабрикатів із сплавів титану - порожнистих зливків великого діаметру, які можна використовувати для одержання великогабаритних труб. Розроблено оптимальні технологічні режими виробництва порожнистого зливка великого діаметра титанового сплаву методом (ЕППЄ). Вперше в світі за розробленою технологією одержано великогабаритний порожнистий зливок масою більше 2 000 кг з титанового сплаву BT6(Ti - 6Al - 4V) методом ЕППЄ.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст