Автоматическая сварка, 2015, №02



2015 №02 (08)

2015 №02 (10)

---

Автоматическая сварка, № 2, 2015, с. 50-53
 

Производство прутков из спеченных титановых сплавов с использованием различных способов сварки (Обзор)

А.В. Овчинников

Запорожский нац. техн. ун-т. 69063, г. Запорожье, ул. Жуковского, 64. E-mail: glotka87@ukr.net
 
Реферат
Представлено состояние производства полуфабрикатов и изделий из титана и его сплавов в Украине. Пруток из титана и его сплавов является одним из наиболее востребованных полуфабрикатов. В Украине прутки из титана практически не производятся. Для массового его производства необходимо снизить стоимость технологии их получения. Обоснован способ производства прутковых полуфабрикатов с использованием методов порошковой металлургии при использовании порошков с развитой поверхностью и сварки. Рассмотрены особенности применения различных способов сварки, показана перспективность применения сварки давлением. Для производства прутковых полуфабрикатов оптимальной является ротационная сварка трением. Рассмотрены основные проблемы, которые могут возникнуть при сварке трением спеченных заготовок, показана необходимость дальнейших исследований свариваемости данных полуфабрикатов. Библиогр. 51.
 
Ключевые слова: титан, порошковая металлургия, прессование, спекание, сварка, полуфабрикат, пруток
 
Поступила в редакцию 15.12.2014
Подписано в печать 28.01.2015
 
1. Ледер О.О., Курочкин Д.А., Алабушева М.О. Состояние мирового титанового рынка в 2013 г. и тенденции его развития // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2014 в СНГ», Нижний Новгород, 25–28 мая 2014 г.
2. Теслевич С.М., Шварцман Л.Я., Жигунов Н.Н. Основные направления в стратегии развития исследовательских работ по усовершенствованию технологии производства титановых полуфабрикатов и изделий на КП «ЗТМК» // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2007 в СНГ», Ялта, 15–18 апр. 2007 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 25–33.
3. Хорев А.И. Фундаментальные и прикладные работы по термической и термомеханической обработке титановых сплавов для авиационной и ракетно-космической техники // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2011 в СНГ», Львов, 25–28 апр. 2011 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 314–321.
4. Формирование структуры в процессе изотермической штамповки лопаточных заготовок из (?+?) жаропрочных титановых сплавов / Н.А. Ночовная, А.Ю. Изотова, Н.В. Моисеев, О.С. Кашапов // Там же. – С. 38–40.
5. Иванова Л.А., Кудрявцев А.С., Травин В.В. Опыт применения высокопрочных титановых сплавов в энергетическом оборудовании // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2009 в СНГ», Одесса, 17–20 мая 2009 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 46–60.
6. Калиенко М.С., Савватеева Г.В., Петрень М.Г. Исследование возможности применения холодной деформации и ее влияние на структуру и механические свойства прутков из сплава ТС6 // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2013 в СНГ», Донецк, 26–29 мая 2013 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 189–193.
7. Деформируемость титановых сплавов при нормальной и повышенных температурах / С.В. Скворцова, Д.А. Дзунович, А.В. Шалин и др. // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2011 в СНГ», Львов, 25-28 апр. 2011 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 361–363.
8. Сайт производственного объединения «ОСКАР». Режим доступа http://oscar-tube.com
9. Галецкий Л.С., Ремезова Е.А. Роль минерально-ресурсной базы титана Украины в мире // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2011 в СНГ», Львов, 25–28 апр. 2011 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 22–27.
10. Сайт международной компании «АНТАРЕС». Режим доступа http://www.antares.com.ua/ru/index.html
11. Новый этап в развитии минерально-сырьевой базы и титановой промышленности Украины / Л.С. Галецкий, Е.А. Ремезова, Э.Ш. Когон, Н.Н. Черниенко // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2013 в СНГ», Донецк, 26–29 мая 2013 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 7–11.
12. Направления снижения себестоимости титана / В.И. Иващенко, И.Ф. Червонный // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2009 в СНГ», Одесса, 17–20 мая 2009 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 87–91.
13. Перспективы и возможности создания экономнолегированных бета-титановых сплавов / А.А. Ширяев, Н.А. Ночовная, А.А. Бурханова, В.Г. Анташев // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2013 в СНГ», Донецк, 26–29 мая 2013 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 14–18.
14. Коваленко Т.А., Овчинников А.В. Влияние исходной структуры на механизмы разрушения и механические свойства субмикрокристаллического титана // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2010. – № 1. – С. 72–80.
15. Вторичное титановое сырье: эффективность использования и рафинирование / Г.А. Колобов, К.А. Печерица, В.В. Павлов и др. // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2013 в СНГ», Донецк, 26–29 мая 2013 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 119–121.
16. Анализ тенденций развития технологий, производства и потребления титана / В.В. Тэлин, В.И. Иващенко, И.Ф. Червонный и др. // Титан. – 2005. – № 2(17). – С. 62–68.
17. Состояние, проблемы и перспективы создания жаропрочных титановых сплавов для деталей компрессора / В.Г. Анташев, О.С. Кашапов, Т.В. Павлова, Н.А. Ночовная // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2007 в СНГ», Ялта, 15–18 апр. 2007 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 22–24.
18. Проблемы и перспективы развития минерально-сырьевой базы титана Украины / Л.С. Галецкий, Е.А. Ремезова, Э.Ш. Когон, Н.Н. Черниенко // Там же. – С. 34–38.
19. Ставицкий Ю.Л. Апробация порошков гидрированного титана производства КП «ЗТМК» в технологических процессах порошковой металлургии // Там же. – С. 73–77.
20. Зяхор И.В., Кучук-Яценко С.И. Сварка трением жаропрочной стали, полученной технологией литья порошков под давлением, со сталью 40Х // Автомат. сварка. – 2012. – № 9. – С. 5–14.
21. Тэлин В.В., Теслевич С.М., Шварцман Л.Я. Разработка новых экономичных процессов и оборудования на КП
«ЗТМК» в технологических процессах порошковой металлургии // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2007 в СНГ», Ялта, 15–18 апр. 2007 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 60–64.
22. Selcuk C., Bond S., Woollin P. Joining processes for powder metallurgy parts: a review // Powder Metallurgy. – 2010. – № 53(1). – Р. 7–11.
23. Опыт получения порошков титана, порошковых титановых изделий и материалов / В.А. Дрозденко, В.А.Павлов, Э.Д. Тер-Погосьянц и др. // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2007 в СНГ», Ялта, 15–18 апр. 2007 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 149–155.
24. Терновой Ю.Ф., Пашетнева Н.Н., Воденников С.А. Полуфабрикаты и изделия из распыленных металлических порошков. – Запорожье: Изд-во Запорож. гос. инж. акад., 2010. – 184 с.
25. Москвичев Ю.П., Панин В.И., Агеев С.В. Гранульные композиты и эффективность их применения // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2013 в СНГ», Донецк, 26–29 мая 2013 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 41–47.
26. Влияние термоводородной обработки на формирование структуры порошковых материалов из титановых сплавов / В.С. Спектор, Ю.Э. Рунова, Г.Т. Занетдинова и др. // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2013 в СНГ», Донецк, 26–29 мая 2013 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 345–347.
27. Ивасишин О.М., Саввакин Д.Г., Матвийчук М.В. Апробация порошков гидрированного титана производства КП «ЗТМК» в технологических процессах порошковой металлургии // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2011 в СНГ», Львов, 25–28 апр. 2011 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 322–328.
28. Применение гидрированного титана с заданным содержанием кислорода для получения изделий методом порошковой металлургии / И.О. Быков, А.В. Овчинников, С.И. Давыдов и др. // Теория и практика металлургии. – 2011. – № 1-2(80-81). – С. 65–69.29. Влияние структуры конструкционных титановых сплавов на изменение деформационного упрочнения в области локальной пластической деформации / О.М. Ивасишин, П.Е. Марковский, Д.Г. Саввакин и др. // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2013 в СНГ», Донецк, 26–29 мая 2013 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 287–296.
30. Яковлев М.Г., Жуплов М.В. Повышение производительности и качества обработки дисков ГТД из гранульных материалов за счет применения оптимальных режимов резания // Сб. докл. Междунар. научно-техн. конф. «Климовские чтения-2014: перспективы направления развития авиадвигателестроения». В 2-х т. Т.1. – СПб.: Скифия-принт, 2014. – С. 281–291.
31. Сопротивление усталости сварных соединений опытного титанового сплава Т-110 / С.Л. Антонюк, В.Н. Король, А.Г. Моляр и др. // Автомат. сварка. – 2004. – № 2. – С. 28–32.
32. Hamill J. Weld techniques give powder metal a different dimension // Metal Powder Report. – 2007. – 62. – № 5. – 22–31.
33. Топольский В.Ф., Ахонин С.В., Григоренко Г.М. Новые титановые биосовместимые сплавы в ортопедии и стоматологии // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2011 в СНГ», Львов, 25–28 апр. 2011 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 173–176.
34. Хорев А.И. Влияние комплексного легирования на механические свойства сварных соединений и основного металла (???+?)- и ?-титановых сплавов // Технология машиностроения. – 2007. – № 2. – С. 29–34.
35. Блащук Б.Е., Шеленков Г.М. Сварка плавлением титана и его сплавов (Обзор) // Автомат. сварка. – 2005. – № 2. – С. 38–46.
36. Влияние параметров режима сварки трением на структуру и механические свойства соединений титанового сплава ВТ3-1 / А.Г. Селиверстов, Ю.М. Ткаченко, Р.А. Куликовский и др. // Там же. – 2013. – № 1. – С. 29–34.
37. Кузнецов С.В., Леонов В.П., Михайлов В.И. Сопротивление деформированию и разрушению зон сварных соединений титановых псевдо-?-сплавов в условиях повышенных температур // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2013 в СНГ», Донецк, 26–29 мая 2013 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 180–188.
38. Электронно-лучевая сварка листового технического титана ВТ1-0, упрочненного азотом в процессе дугошлакового переплава, и свойства полученных соединений / В.Я. Саенко, А.А. Полишко, В.А. Рябинин, С.Н. Степанюк // Автомат. сварка. – 2014. – № 11. – С. 50–53.
39. Структура и свойства сварных соединений титановых сплавов, легированных кремнием / Л.И. Маркашова, С.В. Ахонин, Г. М. Григоренко и др. // Там же. – 2012. – № 11. – С. 7–17.
40. Особенности лазерно-дуговой сварки титановых сплавов / В.Д. Шелягин, В.Ю. Хаскин, С.В. Ахонин и др. // Там же. – 2012. – № 12. – С. 36–40.
41. Шабдинов М. Л., Измаилова Г. М., Джемилов Э. Ш. Перспективные аспекты использования лазерной термической технологии для сварки и резки титановых сплавов // Вісн. Хмельниц. нац. ун-ту. – 2011. – № 5. – С. 31–34.
42. Особенности формирования структурной и химической неоднородности в сварных соединениях экспериментальных титановых сплавов системы Ti–Si–X, выполненных прессовой сваркой / Т.Г. Таранова, Г.М. Григоренко, С.В. Ахонин и др. // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2013 в СНГ», Донецк, 26–29 мая 2013 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 214–220.
43. Исследование механических свойств сварных соединений сплава ВТ3-1, выполненных сваркой трением / А.Г. Селиверстов, И.А. Петрик, Ю.М. Ткаченко и др. // Компрессорное и энергетическое машиностроение. – 2011. – № 4(26). – С. 41–44.
44. Петрик И.А., Селиверстов А.Г., Овчинников А.В. Повышение свойств сварных соединений роторных деталей из титановых сплавов // Авиационно-космическая техника и технология. – 2014. – № 8(115). – С. 25–29.
45. Блащук Б.Е. Титан: сплавы, сварка, применение // Автомат. сварка. – 2004. – № 3. – С. 39–46.
46. Плотность металла швов на техническом титане ВТ10, выполненных различными способами сварки / Т.В. Голуб, О.Н. Кашевская, В.Н. Замков и др. // Там же. – 1990. – № 11(452). – С. 31–33.
47. Edmilson Otoni Correa (2011). Weldability of Iron Based Powder Metal Alloys Using Pulsed GTAW Process, Arc Welding, Prof. Wladislav Sudnik (Ed.), InTech, Available from: http://www.intechopen.com/books/arc-welding/weldabilityof-iron-based-powder-metal-alloys-using-pulsed.
48. Влияние факторов отжига на усталостную долговечность сварных соединений титановых сплавов ВТ1-0 и ПТ7М / А.Т. Пичугин, В.Н. Федирко, А.Г., Лукьяненко, И.Г. Лавренко // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2007 в СНГ», Ялта, 15–18 апр. 2007 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 431–440.
49. Перспективы использования сплавов, полученных по гидридной технологии, для потребностей медицины / Д.Г. Саввакин, М.В. Матвийчук, Н.М. Гуменяк, Д.И. Карпинец // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2011 в СНГ», Львов, 25–28 апр. 2011 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. – С. 183–186.
50. The effect of voltage on the arc stud welding of microwave sintered Fe+Al powder mixture / S. Talas, M. Dogan, M. Cakmakkaya, A. Kurt // Materials Research. – 2014. – Vol.
17. – № 3.
51. Информационно-прогнозные структуро-литологические
цифровые модели титан-циркониевых россыпных место-
рождений / Д.П. Хрущов, А.П. Лобасов, Е.А. Ремезова и
др. // Сб. тр. Междунар. конф. «Ti-2013 в СНГ», Донецк,
26–29 мая 2013 г. – Киев: РИО ИМФ им. Г.В. Курдюмова
НАН Украины. – С. 83–91.