Сучасна електрометалургія, 2021, №02



2021 №02 (01)

DOI of Article 10.37434/sem2021.02.02

2021 №02 (03)

---

Сучасна електрометалургія, 2021, #2, 13-18 pages

Виробництво великогабаритних зливків титану способом електронно-променевої плавки

С.В. Ахонін¹, О.М. Пікулін¹, В.О. Березос¹, А.Ю. Северин¹, О.Г. Єрохін²

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. Е-mail: office@paton.kiev.ua
²ДП «НПЦ «Титан» ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України». 03028, м. Київ, вул. Ракетна, 26. Е-mail: titan.paton@gmail.com

Реферат
Проведено комплексні дослідницькі роботи по отриманню великогабаритних зливків титанового сплаву Grade 2 діаметром 1100 мм та довжиною до 3 м способом електронно-променевої плавки з проміжною ємністю на виробничих потужностях ДП «НВЦ «Титан» ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України» в багатофункціональній електронно-променевій установці УЕ5810. Показано, що при виробництві великогабаритних зливків титану способом електронно-променевої плавки з проміжною ємністю втрати енергії на випромінювання і випаровування необхідно компенсувати за рахунок продуктивності процесу плавки з урахуванням загальних втрат металу на випаровування. В результаті досліджень визначено, що вміст в металі отриманого зливку домішкових елементів відповідає вимогам стандарту, причому концентрація водню не перевищує 0,002 %, що в 7 разів менше максимально допустимого стандартом значення, а підвищеного вмісту кисню та азоту як в донній, так і в головній частинах зливка не виявлено. Показано, що в металі великогабаритного зливка титану, отриманого способом електронно-променевої плавки з проміжною ємністю, відсутні внутрішні дефекти у вигляді неметалевих включень, пор і нещільностей та не спостерігається істотна різниця в макроструктурі центральної та периферійної зон зливка, яка характерна для зливків вакуумно-дугового переплаву. Бібліогр. 15, табл. 1, рис. 6.
Ключові слова: електронно-променева плавка з проміжною ємністю; електронно-променева установка; великогабаритний зливок; титан; домішковий елемент; ультразвуковий контроль; неметалеві включення; макроструктура

Received 20.05.2021

Список літератури

1. Каблов Е.Н. (2012) Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 г. Авиационные материалы и технологи, S, 7–17.
2. Рябцев А.Д., Троянский А.А., Фридрих Б. и др. (2014) Легирование титана углеродом в процессе камерного электрошлакового переплава. Современная электрометаллургия, 2, 3–9.
3. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. (2009) Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Москва, ВИЛС-МАТИ.
4. Леоха Ф.Л., Ратиев С.Н. (2012) Современные способы получения сплавов титана, легированных кислородом. Наукові праці Донецького національного технічного університету. Сер. Металургія, 1–2, 85–94.
5. Патон Б.Е., Тригуб Н.П., Ахонин С.В. (2008) Электронно-лучевая плавка тугоплавких и высокореакционных металлов. Киев, Наукова думка.
6. Патон Б.E., Тригуб Н.П., Ахоин С.В. (2003) Перспективные технологии электронно-лучевой плавки титана. Титан, 2, 20–25.
7. Kelkar K., Mitchell A. (2020) Beta Fleck formation in Titanium Alloys the 14th World Conference on Titanium (Ti 2019) MATEC Web of Conferences, 321, 1001. doi.org/10.1051/ matecconf/202032110001.
8. Mitchell A., Kawakami A. (2007) Segregation and solidification in titanium alloys. Ti-2007 Science and Technology. The Japan Institute of Metals. https://cdn.ymaws.com/titanium. site-ym.com/resource/resmgr/ZZ-WCTP2007-VOL1/2007_ Vol_1_Pres_35.pdf
9. Hongchao Kou, Yingjuan Zhang, Pengfei Li et al. (2014) Numerical simulation of titanium alloy ingot solidification structure during VAR process based on three-dimensional CAFE method. Rare Metal Materials and Engineering, 43(7), 1537– 1542. https://doi.org/10.1016/S1875-5372(14)60120-X.
10. Gao L., Huang H., Jiang Y. et al. (2020) Numerical study on the solid–liquid interface evolution of large-scale titanium alloy ingots during high energy consumption electron beam cold hearth melting. JOM, 72, 1953–1960. https://doi. org/10.1007/s11837-020-04089-5
11. Zhang Yong, Kou Hongchao, Li P. et al. (2012). Simulation on solidification structure and shrinkage porosity (hole) in TC4 ingot during vacuum arc remelting process. Tezhong Zhuzao Ji Youse Hejin/Special Casting and Nonferrous Alloys, 32, 418–421.
12. Патон Б.Е., Тригуб Н.П., Березос В.А. и др. (2010) Производство крупногабаритных слитков жаропрочных сплавов на основе титана методом электронно-лучевой плавки. Современная электрометаллургия, 3, 11–14.
13. Жук г.В., Тригуб Н.П., Фесан А.А. (2008) Энергетические характеристики процесса ЭЛПЕ титановых сплавов. Там же, 4, 20–21.
14. Соболевская Т.Д., гишкина В.И., Коваленко Т.А. (2009) Влияние качества губчатого титана на наличие дефектов в полуфабрикатах и деталях из титановых сплавов. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудівництві, 2, 50–54.
15. Илларионов А.г., Попов А.А. (2014) Технологические и эксплуатационные свойства титановых сплавов: учебное пособие. Екатеринбург, Издательство Уральского университета.

---

Реклама в цьому номері:

---