Материаловедение
Изменение фазового состава сплава на основе никелида титана в процессе реализации эффекта памяти формы
О.С. Алсаева, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Д.Е. Гусев, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: gusev-home@mail.ru
М.Ю. Коллеров, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» e-mail: mitom@implants.ru
А.О. Снегирёв, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
А.В. Шалин, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Исследована связь фазовых превращений при нагреве и охлаждении сплава Ti-55,6% Ni по массе в состаренном по различным режимам состоянии с его формоизменением при реализации одностороннего эффекта памяти формы. Показано, что после деформации при -10°С на 2% изгибом восстановление формы происходит в две стадии. При этом одна стадия характеризуется малой (0,3–0,4%) величиной воссстановенной деформации, а другая – большой (1,0–1,1%). После двухчасового старения при 520°С и двухступенчатой обработки при 520°С+460°С малая часть деформации (0,3–0,4%) устраняется на низкотемпературной стадии восстановления формы, а после старения при 460°С – на высокотемпературной стадии. Рентгеноструктурные исследования показали, что протяженность первой и второй стадий формоизменения обусловлена последовательностью протекания и/или наложением друг на друга R®B2, B19¢®R и B19¢®B2 превращений при нагреве.
Ключевые слова: эффект памяти формы, никелид титана, фазовый состав, деформация, превращение.
О возможности прогнозирования длительной прочности титановых сплавов на основе прочностных эквивалентов по алюминию и молибдену
Ю.Б. Егорова, Ступинский филиал ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: egorova_mati@mail.ru
Л.В. Давыденко, ФГАОУ ВО «Московский политехнический университет», e-mail: mami-davidenko@mail.ru
И.М. Мамонов, Ступинский филиал ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: immamonov@mail.ru
Н.И. Дергилева, Ступинский филиал ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Приведены результаты статистических исследований зависимости длительной прочности листов и прутков из титановых сплавов от их химического состава при температурах 200–600°С. На основе обобщения литературных данных проведено сопоставление температурных зависимостей длительной прочности титановых сплавов разных классов. Получено регрессионное соотношение, которое позволяет оценить среднее типичное значение 100-часовой длительной прочности в зависимости от температуры и прочностных эквивалентов по алюминию и молибдену. Подтверждена возможность прогнозирования длительной прочности α-, псевдо α-, α+β-титановых сплавов с прочностными эквивалентами по алюминию 2–16% и молибдену менее 5% при температурах до 500–550°С.
Ключевые слова: титановые сплавы, эквиваленты по алюминию и молибдену, прочностные свойства, температура испытания, длительная прочность, статистические исследования, прогнозирование свойств.
Металлографические и нормативно-технические вопросы при производстве труб из сплавов титана
С.В. Сериков, ООО «Сура ЛТД», e-mail: suraltd1992@gmail.com
На примерах производства горячекатаных и холоднодеформированных бесшовных труб из сплава титана ПТ-7М анализируется метод оценки их эксплуатационной надежности. Предлагается пересмотреть содержание существующих ГОСТ, ТУ, ОСТ на изготовление труб из титановых сплавов в свете новых достижений науки и техники. Новый подход основан на принципе идентификации металлов.
Ключевые слова: идентификация металлов, удельная работа разрушения, ударная вязкость, коэффициент динамической вязкости, скорость деформаций, температура.
Технологии производства
Исследование температурных полей при прокатке прутков из титанового сплава Ti-6Al-4VELI
А.Ю. Постыляков, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», e-mail: a.i.postyliakov@urfu.ru
А.А. Кокшаров, ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», e-mail: koksharov.a.a.urfu@gmail.com
Д.Л. Шварц, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», e-mail: d.l.shvartc@urfu.ru
Методом конечных элементов выполнено моделирование процесса прокатки круглого прутка Æ 45 мм из сплава Ti-6Al-4VEli на среднесортном стане 450 по системам плоский овал – ребровой (овал) и овал – круг. Проанализированы температурные поля в выходных сечениях калибров и паузах между проходами. Выявлен неоднородный характер распределения температур с локализацией разогрева во внутренней центральной области полосы. Вместе с тем в паузах даже большой длительности не происходит существенного выравнивания температур по сечению. Также установлено, что перепад средних температур свободной и контактной поверхностей после прокатки в ребровых калибрах уменьшается, а после плоских овальных – увеличивается. При этом меньшие значения приходятся на бывшую контактную и свободную поверхность соответственно, что необходимо учитывать при измерении температуры в промышленных условиях.
Ключевые слова: сортовая прокатка, система калибров, титановые прутки, сплав Ti-6Al-4VEli, температурное поле, метод конечных элементов.
Соединение элементов цельнотитановой паротурбинной установки посредством электронно-лучевой сварки
В.В. Травин, ПАО «Калужский турбинный завод», e-mail: travin_vv@paoktz.ru
А.И. Зможный, ПАО «Калужский турбинный завод», e-mail: zmozhnyi_ai@paoktz.ru
Г.А. Шевелев, ПАО «Калужский турбинный завод», e-mail: shevelev_ga@paoktz.ru
Сотрудничество ПАО «Калужский турбинный завод» и НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей» позволило разработать и внедрить в производство паротурбинного оборудования технологические процессы электронно-лучевой сварки псевдо-альфа титановых сплавов, которые обеспечивают требуемую статическую прочность и циклическую выносливость сварных соединений. В статье приведены примеры практического использования электронно-лучевой технологии для сварки отдельных ответственных узлов цельнотитановой паротурбинной установки.
Ключевые слова: свариваемость, технологический процесс, электронно-лучевая сварка, титановые сплавы, паротурбинная установка, примеры использования.
Технологии обработки
Получение биомедицинских материалов с биосовместимыми и биостойкими свойствами на основе многослойных покрытий
М.М. Гребенщикова, ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет», e-mail: grebenschikova.marina@yandex.ru
Высокопрочные титановые сплавы являются основным материалом конструкций для травматологии и ортопедии. В состав промышленных сплавов отечественного производства входят ванадий, молибден, признанные токсичными. Конденсация тонкопленочных титаногафниевых нитридных покрытий с толщиной слоев 6–20 нм позволяет снизить переход ионов сплава в ткани организма и повысить биосовместимость материала. Разработанный способ основан на ионно-плазменном формировании многослойных покрытий из титаногафниевых нитридов в среде азота при давлении 0,1 Па при кратковременном воздействии металлической плазмы и конденсации на поверхности наноразмерной фазы нитрида гафния.
Ключевые слова: сплавы титана, биологическая совместимость, титаногафниевые нитриды, ионно-плазменный способ, наноразмерная фаза нитрида гафния.
Апробация технологии низкотемпературного ионного азотирования имитатора моноколеса из титанового сплава ВТ6
А.Ф. Тагиров, ФГБОУ ВО «Уфимский университет науки и технологий», e-mail: ainurtagirov@mail.ru
Р.Д. Агзамов, ФГБОУ ВО «Уфимский университет науки и технологий», e-mail: vipt127@yandex.ru
В.В. Астанин, ФГБОУ ВО «Уфимский университет науки и технологий», e-mail: vvastanin@yandex.ru
Представлены результаты экспериментов по процессу низкотемпературного ионного азотирования имитатора сектора моноколеса из титанового сплава ВТ6 в тлеющем разряде. Приведены результаты определения микротвердости по глубине модифицированного слоя, микроструктуры, остаточных напряжений в поверхностном слое образцов лопаток. Представлены результаты исследования адгезии покрытия по методике скретч-тестирования.
Ключевые слова: титановый сплав, ионное азотирование, микротвердость, остаточные напряжения, покрытие, адгезия.
Применение. Качество. Рынок
Актуальные проблемы применения титановых сплавов для изготовления внутрикостных дентальных имплантатов (обзор)
Ю.Н. Кусакина, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: YNKusakina@rambler.ru
Л.В. Федорова, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
В работе рассмотрены актуальные вопросы применения титановых сплавов в качестве материалов для изготовления внутрикостных дентальных имплантатов. Дан обзор использования титановых сплавов, как нелегированных, таких как Grade 4, так и различных систем легирования, например титан-алюминий-ванадий, титан-ниобий-цирконий, титан-ниобий-тантал в качестве биологически совместимых материалов. Также представлены различные технологии обработки поверхности титановых имплантатов, обеспечивающие процесс остеоинтеграции. Среди них как традиционные технологии воздушно-абразивной обработки с последующим протравливанием в кислотах, так и инновационные технологии структурирования поверхности, например, обработка поверхности иттербиевым лазером, технологии плазменного электролитического оксидирования, а также применение биоактивного электрохимически осажденного кальций-фосфатного покрытия.
Ключевые слова: титановые сплавы, наноструктурное состояние титанового сплава, дентальные имплантаты, обработка поверхности, биологически совместимые материалы
