Ключ. слова: высокопрочные и жаропрочные титановые сплавы, интерметаллидное упрочнение, магнитоуправляемая электрошлаковая плавка, гидродинамика, свойства
Індекс рубрикатора НБУВ: О52-034 + К345.16

Рубрики:

Металургія титану

Шифр НБУВ: Ж14257 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследовано влияние продольного постоянного магнитного поля на технологические и металлургические особенности процесса магнитоуправляемой электрошлаковой плавки титановых сплавов. Показано, что использование импульсного воздействия позволяет измельчать структуру выплавляемых слитков при сохранении высокого качества их формирования. Разработаны режимы импульсного электромагнитного воздействия применительно к выплавке титановых слитков диаметром 80 - 140 мм.

Предложено осуществлять выплавку галогенидных бескислородных флюсов электрошлаковым способом в медном водоохлаждаемом кристаллизаторе с использованием нерасходуемого титанового электрода. Показано, что принудительное вращение расплава ванны при помощи внешнего продольного магнитного поля интенсифицирует плавление шихты и позволяет увеличить производительность процесса выплавки флюса.

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160.43 + К345.16

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в титані та його сплавах. Теорія термічної обробки

Металургія титану

Шифр НБУВ: Ж14257 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Предложен способ удаления адсорбированных газов и влаги из расходуемого электрода, спрессованного из губчатого титана, посредством его нагрева проходящим электрическим током в процессе вакуумирования камерной электрошлаковой печи.

Разработаны и исследованы новые способы интенсификации магнитогидродинамического влияния на кристаллизацию металла в процессе магнитоуправляемой электрошлаковой плавки (МЭП). Совершенствование процесса МЭП осуществляли на основе различных схем импульсных воздействий внешних магнитных полей. Показана принципиальная возможность использования энергии электрических разрядов емкостных накопителей на внешний магнитный контур или непосредственно в зоне плавки.

Представлены результаты исследований по получению способом магнитоуправляемой электрошлаковой плавки сплавов с эффектом памяти формы на основе никелида титана и их последующей термомеханической обработки.

Індекс рубрикатора НБУВ: К314.603-1

Шифр НБУВ: Ж14257 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены некоторые особенности создания импульсных магнитных полей для воздействия на кристаллизацию металла в процессе магнитоуправляемой электрошлаковой плавки. Предложены способы интенсификации электромагнитного воздействия на металлургическую ванну, основанные на использовании энергии электрических разрядов емкостных накопителей на внешний магнитный контур. Разработана экспериментальная аппаратура, включающая источник питания для генерирования электрических разрядов энергией до 1850 Дж, и магнитный контур в виде соленоида с дисковыми обмотками, охватывающими кристаллизатор. Изучены характеристики электрических разрядов при различном количестве витков магнитного контура. Показана целесообразность комплексного подхода к интенсификации электромагнитного воздействия посредством оптимизации параметров как источника разрядов, так и соответствующих магнитных контуров. Проведены экспериментальные исследования влияния импульсных магнитных полей на режимы плавки и кристаллизацию металла в процессе выплавки слитков титановых сплавов. Показана возможность при достаточной энергии разрядов и оптимальном количестве витков магнитного контура управлять порционными тепловложениями в процессе плавки, а также кристаллизацией металла слитков. При этом для улучшения качества поверхности слитков предложено воздействие осуществлять сериями импульсов, чередующихся с паузами.

Рассмотрены некоторые технологические приемы и методы воздействия на процесс электрошлаковой сварки, направленные на оптимизацию структуры металла шва и зоны термического влияния. Показано, что эффективным инструментом управления кристаллизацией металла при сварке являются внешние магнитные поля, позволяющие осуществлять силовое воздействие на сварочную ванну бесконтактным способом. Рассмотрены наиболее технологичные схемы электромагнитного управления процессом электрошлаковой сварки, обеспечивающие гомогенизацию и измельчение структуры металла шва.

Індекс рубрикатора НБУВ: К641.510.023.2,351

Рубрики:

Електрошлакове зварювання металів. Зварювання шлакоутворюючими електродами

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Эффективность использования электромагнитных воздействий для управления формированием соединения при электрошлаковой сварке во многом определяется схемой введения внешних магнитных полей в зону сварки и конструктивными особенностями соответствующих устройств. Цель работы - проведение анализа способов создания внешних магнитных полей при электрошлаковой сварке стыковых соединений и оценки их воздействия на расплав сварочной ванны. Рассмотрены основные способы создания в сварочном зазоре продольных и поперечных магнитных полей, приведены принципиальные схемы соответствующих электромагнитных устройств. Показано, что направление и интенсивность электромагнитной силы, действующей на расплав сварочной ванны, прежде всего определяется пространственной ориентацией внешнего магнитного поля по отношению к свариваемому объекту, значением магнитной индукции поля и его частотными характеристиками. Рациональность использования той или иной схемы введения магнитного поля в зазор зависит от параметров сварного соединения и ее необходимо рассматривать отдельно в каждом конкретном случае. Отмечена целесообразность использования магнитных полей, обеспечивающих постоянную (циклическую) перестройку гидродинамической структуры течений в сварочной ванне или создающих вибрацию расплава. В этом направлении перспективно использование импульсных магнитных полей, созданных разрядами конденсаторных батарей на обмотки электромагнита. Показана актуальность разработки новых схем и устройств для создания магнитных полей и источников их питания.

Приведены результаты экспериментов по электрошлаковой выплавке титановых слитков с импульсным питанием процесса электрической энергией. Для проведения опытных плавок модернизирован силовой трансформатор ТШП-10-1, что позволило осуществлять электрошлаковый процесс (ЭШП) в импульсном режиме, регулировать частотные и амплитудные характеристики импульсов рабочего напряжения в процессе плавки. Экспериментальные исследования проведены при выплавке слитков титана марки Grade 4 диаметром 84 мм. По результатам экспериментов оценены стабильность ЭШП, его электрические режимы, формирование поверхности слитков, их макроструктура и распределение твердости в продольном сечении. Изучены две схемы импульсного питания ЭШП с различной продолжительностью импульсов и пауз электропитания и уровнем напряжения на ванне во время паузы. В ходе проведенных экспериментов показана возможность электрошлаковой выплавки титановых слитков в импульсном режиме при сохранении стабильности ЭШП и с хорошим формированием боковой поверхности слитка, плотной макроструктурой без металлургических дефектов. Установлена возможность управления кристаллизацией титановых слитков и измельчения их литой структуры путем импульсного электропитания и соответствующего порционного тепловложения.

Рассмотрены способы воздействия на кристаллизацию металла слитков при электрошлаковом переплаве, основанные на введении в расплав модифицирующих добавок и инокуляторов, импульсном электропитании, создании колебаний расплава, вращении расходуемого электрода, дугошлаковом переплаве, продувке ванны газами, применении токоподводящего кристаллизатора, электромагнитном воздействии. Описаны механизмы, обеспечивающие гомогенизацию и измельчение структуры металла, проанализированы преимущества и недостатки различных способов воздействия на электрошлаковый процесс. Показано, что несмотря на большое количество исследований, свидетельствующих о положительном влиянии рассмотренных способов воздействия на структуру и свойства слитков ЭШП, их результаты не нашли широкого промышленного применения из-за присущих им недостатков. Отмечено, что эффективным инструментом управления кристаллизацией металла при ЭШП являются внешние магнитные поля, позволяющие осуществлять бесконтактное силовое воздействие на расплавы шлаковой и металлической ванн. Для повышения эффективности воздействия на структуру металла предлагается использование импульсных магнитных полей, в том числе созданных разрядами емкостных накопителей на магнитный контур, и комплексных способов управления кристаллизацией слитков ЭШП, основанных на тепловых и гидродинамических механизмах.

Індекс рубрикатора НБУВ: К314.603-1

Шифр НБУВ: Ж24340 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Получены экспериментальные данные о температурных зависимостях вязкости и электропроводности, а также температурном интервале затвердевания двойных и тройных солевых систем на основе CaF₂ с добавлением MgF₂, SrCl₂ и Na₃AlF₆. Показано, что введение в состав флюса на основе CaF₂ указанных компонентов позволяет снизить удельную электропроводность шлакового расплава и расширить температурный интервал его затвердевания (сделать флюс более "длинным"). В исследуемых солевых системах определены концентрационные минимумы электропроводности, на основе которых были составлены композиции опытных флюсов для ЭШП титана. Технологические свойства флюсов на основе систем CaF₂ - MgF₂; CaF₂ - SrCl₂; CaF₂ - Na₃AlF₆; CaF₂ - MgF₂ - Na₃AlF₆; CaF₂ - SrCl₂ - Na₃AlF₆ изучены в условиях электрошлакового переплава технического титана ВТ1. Установлено, что использование при ЭШП итановых слитков флюсов системы CaF₂ - 10 % SrCl₂ - 4 % Na₃AlF₆ и CaF₂ - 10 % MgF₂ - 4 % Na₃AlF₆ обеспечило снижение удельного расхода электроэнергии, по сравнению с плавкой под флюсом на основе 100 % CaF₂, на 14,7 и 18,3 % соответственно. На основании полученных экспериментальных данных предложен солевой флюс для ЭШП титановых сплавов, обеспечивающий стабильное протекание электрошлакового процесса и качественное формирование поверхности слитка при уменьшении расхода технологической электроэнергии.

Рассмотрены возможности использования разрядов емкостных накопителей электрической энергии для управления плавлением и кристаллизацией металла при электрошлаковом переплаве (ЭШП). Разработано экспериментальное оборудование для генерирования электрических разрядов на основе конденсаторных батарей и тиристорных ключей. Приведены результаты экспериментальных исследований влияния импульсных электрических и магнитных полей, созданных разрядами конденсаторов, на технологические особенности электрошлакового процесса и формирование металла титановых слитков. Показано, что для управления процессами кристаллизации металла слитков при ЭШП разряды конденсаторов можно использовать как для создания мощных импульсных магнитных полей, воздействующих на жидкую металлическую ванну, так и для непосредственного воздействия на расплав металла посредством электрических разрядов на зону плавки. Экспериментально установлено, что наиболее эффективным является использование комбинированных методов воздействия на кристаллизацию за счет импульсных режимов электропитания электрошлакового процесса и внешних импульсных воздействий электрическими и магнитными полями.

Изучена возможность электрошлакового переплава отходов прецизионных сплавов 29НК, 50Н, 46Н. Слитки получены способом ЭШП расходуемых электродов, сформированных из отходов указанных сплавов, в камерной электрошлаковой печи в атмосфере аргона. Для обеспечения интенсивного перемешивания жидкометаллической ванны и гомогенизации состава металла использован метод воздействия внешним продольным магнитным полем. Отработаны режимы ЭШП и последующей термомеханической обработки слитков. Получены полуфабрикаты в виде деформированных прутков. Установлено, что однократный ЭШП позволяет переплавлять отходы прецизионных сплавов 29НК, 50Н, 46Н с получением металла удовлетворяющего по химическому составу и свойствам требованиям соответствующих стандартов. Проведены работы по выплавке и последующей прокатке партии слитков сплава 29НК.

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160.43 + К345.164.1 + К651.71,351

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в титані та його сплавах. Теорія термічної обробки

Електротермічний спосіб отримання титану

Термомеханічна обробка металів

Шифр НБУВ: Ж24340 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены результаты исследований химического состава, структуры и механических свойств высокопрочного титанового сплава Ti-10-2-3 в литом состоянии и после термомеханической обработки. Слитки получены путем переплава расходуемых электродов в электрошлаковой печи камерного типа с применением электромагнитного воздействия на металлургическую ванну. Литой металл подвергали термодеформационной обработке с последующей закалкой и старением. Анализ структуры металла не выявил внутренних макро- и микродефектов. Размер зерен литого металла в среднем составлял 1 - 6, а деформированного и термообработанного - 0,2 - 0,6 мм. В литом состоянии прочность сплава составляла 936 - 1012 МПа при пластичности 1,7 - 12,5 %, а в термообработанном 1190 - 1210 МПа и 11,7 - 14,0 % соответственно. Исследования поверхности разрушения образцов после испытаний на растяжение выявили преобладающий характер вязкого разрушения. Показано, что по структуре, химическому составу и механическим свойствам титановый сплав Ti-10-2-3 электрошлакового переплава соответствует техническим условиям на данный материал.