Сучасна електрометалургія, 2023, №01



2023 №01 (03)

DOI of Article 10.37434/sem2023.01.04

2023 №01 (05)

---

Сучасна електрометалургія, 2023, #1, 25-32 pages

Структура і властивості зливків, отриманих з відходів листової обрізі титану ВТ1-0 електрошлаковим переплавом у відкритому кристалізаторі

Д.І. Білоник¹, О.Є. Капустян¹, І.А. Овчинникова², І.М. Білоник¹, Г.М. Лаптєва¹

¹Національний університет «Запорізька політехніка». 69063, м. Запоріжжя, вул. Жуковського, 64. E-mail: aek@zntu.edu.ua
²Запорізький національний університет. 69600, м. Запоріжжя, вул. Жуковського, 66.

Реферат
Проведено аналіз технологій, які дозволяють залучати відходи титана в плавильний процес при отриманні зливків. Показано, що для цього перспективною та економічно вигідною є схема, яка включає електрошлаковий переплав з попереднім виготовленням витратного електрода повністю з кондиційних відходів листової обрізі титану ВТ1-0. Досліджували структуру й властивості електрошлакових зливків титану перерізом 90×90 мм та діаметром 85 мм, отриманих з застосуванням електрошлакового переплаву у відкритому кристалізаторі з ковзаючим струмопідводом та захистом поверхні шлакової ванни аргоном. Хімічний склад електрошлакових зливків нелегованого титану практично не відрізняється від хімічного складу титану марки ВТ1-2, ВТ1-Л та цілого ряду марок нелегованого титану зарубіжних виробників, за винятком декілька підвищеного вмісту кисню та азоту. Ультразвуковий контроль зливків не виявив внутрішніх дефектів. Макроструктура, яку досліджували на поздовжніх та поперечних темплетах, крупнокристалічна, щільна, однорідна, дефекти технологічного походження відсутні. Кут нахилу стовпчастих кристалів до осі зливка 40…45°, розмір зерен — 1,8…2,5 мм. Мікроструктура — перетворені β-зерна розміром 140…175 мкм. Після відпалу (620 °С) механічні властивості електрошлакових зливків складали: НВ = 224; sв = 590 МПа; s0,2 = 560 МПа; δ = 7,5 %; ψ = 13,5 %. Визначено технічні заходи для підвищення пластичності електрошлакового титану шляхом зменшення вмісту кисню і азоту в зливках та зменшення розміру литого зерна. Технологічні властивості електрошлакового титану (оброблюваність різанням та зварюваність) на рівні титану ВТ1-Л. Встановлена можливість обробки тиском (гаряче кування) з коефіцієнтами деформації 40 та 90 % титану електрошлакових зливків. Отримані напівфабрикати не мали внутрішніх та поверхневих дефектів. Бібліогр. 24, табл. 2, рис. 8.
Ключові слова:: переробка; листова обрізь; титан; електронно-променеве плавлення; електрошлаковий процес; зливок; структура; хімічний склад; механічні властивості; технологічні властивості; гаряче кування

Received 6.12.2022

Список літератури

1. Колобов Г.А. (2013) Рециклинг отходов титана и титановых сплавов. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, 1, 138–140.
2. Гармата В.А., Петрунько А.Н., Галицкий Н.В., Олесов Ю.В. (1983) Титан: свойства, сырьевая база, физико-химические основы и способы получения. Москва, Металлургия.
3. https://www.retechsystemsllc.com
4. https://www.ald-vt.com
5. Патон Б.Е., Ахонин С.В., Березос В.А. (2018) Развитие технологий электронно-лучевой плавки металлов в ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины. Современная электрометаллургия, 4, 19–35. DOI: http://dx.doi.org/10.15407/ sem2018.04.01
6. Ахонин С.В., Кругленько М.П., Костенко В.И. (2010) Удаление тугоплавких включений из титана при электронно-лучевой плавке по механизму осаждения. Там же, 4, 7–10.
7. Патон Б.Е., Тригуб Н.П., Ахонин С.В., Жук Г.В. (2006) Электронно-лучевая плавка титана. Киев, Наукова думка.
8. Патон Б.Е., Тригуб Н.П., Ахонин С.В. (2008) Электронно-лучевая плавка тугоплавких и высокореакционных металлов. Киев, Наукова думка.
9. Калинюк О.М., Дереча О.Я., Телін В.В. та ін. (2018) Особливості виробництва стрічкових литих заготовок марок ВТ1-0 та GRADE 2 з низькосортного губчастого титану. Современная электрометаллургия, 3, 20–26. DOI: https:// doi.org/10.15407/sem2018.03.03
10. Рябцев А.Д., Троянский А.А. (2001) Производство слитков титана, хрома и сплавов на их основе в камерных электрошлаковых печах под «активными» металлосодержащими флюсами. Пробл. спец. электрометаллургии, 4, 6–9.
11. Протоковилов И.В., Назарчук А.Т., Петров Д.А., Порохонько В.Б. (2018) Технологические и металлургические особенности выплавки слитков титановых сплавов в электрошлаковых печах камерного типа. Современная электрометаллургия, 2, 45–50. DOI: https://doi.org/10.15407/ sem2018.02.06
12. Білоник Д.І., Овчинников О.В., Білоник І.М. та ін. (2022) Електрошлакова виплавка у відкритому кристалізаторі зливків з відходів листових обрізків титану ВТ1-0. Сучасна електрометалургія, 1, 34–39.
13. Богомолова Н.А. (1978) Практическая металлография. Москва, Высшая школа.
14. (2019) ДСТУ ISO 6892-1:2019. Металеві матеріали. Випробування на розтяг. Частина 1. Метод випробування за кімнатної температури.
15. (1967) ГОСТ 6996–66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств.
16. Бибиков Е.Л., Глазунов С.Г., Неуструев А.А. и др. (1983) Титановые сплавы. Производство фасонных отливок из титановых сплавов. Москва, Металлургия.
17. Овчинников О.В., Капустян О.Є. (2020) Технології виплавки зливків цирконієвого сплаву способом вакуумно-дугового переплаву з невитратним електродом у гарнісажній печі. Сучасна електрометалургія, 4, 32–38. DOI: https://doi.org/10.37434/sem2020.04.06
18. Древаль А.Е., Скороходов Е.А., Агеев А.В. (2005) Краткий справочник металлиста. Москва, Машиностроение.
19. Глазунов С.Г., Важенин С.Ф., Зюков–Батырев Г.Л., Ратнер Я.Л. (1975) Применение титана в народном хозяйстве. Київ, Техніка.
20. Патон Б.Е. (1974) Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. Москва, Машиностроение.
21. Никольский Л.А., Фиглин С.З., Бойцев В.В. (1975) Горячая штамповка и прессование титановых сплавов. Москва, Машиностроение.
22. Самсонов Г.В., Кащук В.А., Черкашин А.И. (1970) Влияние переходных металлов на размер зерна титана. Металловедение и термическая обработка металлов, 11, 30–32.
23. Григоренко Г.М., Ахонин С.В., Лобода П.И. и др. (2016) Структура и свойства титанового сплава, легированного бором, полученного способом электронно-лучевого переплава. Современная электрометаллургия, 1, 21–25. DOI: https://doi.org/10.15407/sem2016.01.03
24. Голтвянчук В.С., Баньковський О.Б., Цивірко Е.І. (2009) Модифікування бором литих титан-алюмінієвих сплавів. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, 1, 86–88.

---

Реклама в цьому номері:

---