Структурные и технологические аспекты получения качественных полуфабрикатов из жаропрочного интерметаллидного сплава на основе Ti$_{2}$AlNb с высоким комплексом свойств

С. В. Скворцова$^{1}$, А. А. Ильин$^{1}$, М. Г. Штуца$^{2}$, А. В. Александров$^{2}$, А. В. Андреев$^{2}$, О. З. Умарова$^{1}$

$^{1}$«МАТИ» - Российский государственный технологический университет К.Э. Циолковского, ул. Оршанская, 3, 121552 Москва, РФ
$^{2}$Акционерное Общество «Чепецкий механический завод», ул. Белова, 7, 427622 Глазов, Удмуртская Республика, РФ

Получена: 17.09.2015. Скачать: PDF

В работе рассмотрены две схемы получения жаропрочного сплава на основе интерметаллида титана Ti$_{2}$AlNb: тройной вакуумно-дуговой переплав (ВДП—ВДП—ВДП) и тройной вакуумно-дуговой переплав, когда второй переплав проводился в вакуумно-дуговой гарнисажной печи (ВДП— ВДГП—ВДП). Показано, что использование второй схемы выплавки обеспечивает получение более однородного распределения легирующих элементов, в первую очередь, ниобия, по сечению слитка. Методом пробных закалок определены температурные границы фазовых областей. Показано, что выше температуры 1050°С сплав находится в однофазном упорядоченном В2-cостоянии. При более низких температурах сверхструктурных рефлексов В2-фазы обнаружено не было. Исследована деформируемость жаропрочного сплава в литом состоянии при повышенных температурах. Установлено, что деформация слитка в В2-области (выше температуры 1050°С) может проводиться со степенями деформации более 70%, а деформация в ($О+\beta$)-области – менее 50%. На основании проведённых исследований была разработана опытно-промышленная технология и получен пруток диаметром 60 мм из жаропрочного сплава на основе интерметаллида титана Ti$_{2}$AlNb. Разработан двухступенчатый режим термической обработки, включающий нагрев до высокотемпературной ступени при температуре 980°С и охлаждение на воздухе, что позволило зафиксировать в структуре сплава метастабильную $\beta$-фазу. Последующий нагрев до температуры 850°С и шестичасовая выдержка приводят к её распаду и формированию в сплаве дисперсной структуры, обеспечивающей заданный комплекс механических свойств.

Ключевые слова: жаропрочный титановый орто-сплав, химический состав, термическая обработка, структура, фазовый состав, прочность, пластичность.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i10/1313.html

PACS: 61.66.Dk, 61.72.S-, 81.05.Bx, 81.10.Fq, 81.30.Fb, 81.40.Ef, 81.70.Bt


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Е. Н. Каблов, Авиационные материалы и технологии, № S: 7 (2012).
  2. Ю. Н. Шмотин, Р. Ю. Старков, Д. В. Данилов, О. Г. Оспенникова, Б. С. Ломберг, Авиационные материалы и технологии, № 2: 6 (2012).
  3. В. В. Антипов, Авиационные материалы и технологии, № S: 157 (2012).
  4. О. С. Кашапов, А. В. Новак, Н. А. Ночовная, Т. В. Павлова, Труды ВИАМ (электронный журнал), № 3 (2013).
  5. Н. А. Ночовная, Е. Б. Алексеев, А. Ю. Изотова, А. В. Новак, Титан, № 4 (38): 42 (2012).
  6. Н. А. Ночовная, В. И. Иванов, Е. Б. Алексеев, А. С. Кочетков, Авиационные материалы и технологии, № S: 196 (2012).
  7. Н. А. Ночовная, В. Г. Анташев, Е. Б. Алексеев, Технология легких сплавов, № 3: 28 (2009).
  8. Н. А. Ночовная, Е. Б. Алексеев, К. К. Ясинский, А. С. Кочетков, Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Машиностроение», 53 (2011).
  9. Н. А. Ночовная, С. В. Скворцова, Д. С. Анищук, Е. Б. Алексеев, П. В. Панин, О. З. Умарова, Титан, № 4 (42): 33 (2013).
  10. Н. А. Ночовная, В. Г. Анташев, А. А. Ширяев, Е. Б. Алексеев, Технология лёгких сплавов, № 4: 92 (2012).
  11. N. Nochovnaya, V. Ivanov, E. Alexeev, and A. Izotova, Proc. of 12th World Conference on Titanium (June 19–24, 2011) (Beijing: CNCC: 2011), vol. 2, p. 1383.
  12. С. В. Скворцова, О. З. Умарова, И. А. Грушин, Д. С. Анищук, Титан, № 2 (47): 11 (2015).