СТРУКТУРА І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВТОРИННОГО ТИТАНУ ЕЛЕКТРОШЛАКОВОЇ ВИПЛАВКИ У ВІДКРИТОМУ КРИСТАЛІЗАТОРІ ПІСЛЯ ГАРЯЧОГО КУВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990282024318359Ключові слова:
вторинний титан, електрошлакова технологія, гаряче кування, мікроструктура, макроструктура, механічні властивості, бал зерна.Анотація
В роботі наведені результати дослідження структури та стандартних механічних властивостей вторинного титану в литому стані (електрошлаковий зливок) та після його гарячого кування з коефіцієнтами деформації ɛ = 40 % і ɛ = 90 %. Зливки отримали на електрошлаковій установці А-550 конструкцію якої удосконалили для переплаву витратних електродів виготовлених зі 100% листової обрізі титану ВТ1-0. На верхньому фланці відкритого кристалізатора встановили ковзний струмопідвід і пристрій, який захищав аргоном поверхню шлакової ванни і розігріту частину витратного електроду. Для виконання роботи виплавили електрошлаковий зливок вторинного титану діаметром 85 мм. Поверхня зливка гладка, гофри та пережими відсутні. Хімічний склад зливка, мас. % Fe – 0,05 %; C – 0,030 %; Si – 0,06 %; O – 0,031 %; N – 0,058 %; H – 0,0012 %; Ti – основа. У порівнянні з титаном ВТ1-0 (ГОСТ 19807-91) вміст кисню та азоту в електрошлаковому зливку був вищим в 1,51 та 1,45 разів відповідно. З отриманого зливка виготовили зразки для досліджень макро – мікроструктури і механічних властивостей (σВ, σТ, δ, ψ, KCU) у литому стані та після гарячого кування з коефіцієнтами деформації ɛ = 40 % та ɛ = 90 %. Макроструктура зливків вторинного литого титану – крупнокристалічна, щільна, однорідна. Розмір литого зерна відповідає 9 – 10 балу. Мікроструктура типова для α – титанових сплавів і складається з пластин α-фази, які зібрані в пачки товщиною 15 – 20 мкм і довжиною 300 – 500 мкм. При таких структурних складових, характеристики пластичності литого вторинного титану виявились не дуже високими (δ = 11,5%; ψ = 12,5%; KCU = 0,28 ), а зростання міцності (σВ = 560 МПа та σТ = 505 МПа) можна пояснити впливом кисню і азоту. При гарячому куванні дослідних зразків електрошлакового титану встановлено, що вторинний титан добре піддається обробці тиском, яка також суттєво подрібнює структуру. Так, при деформації з коефіцієнтом ɛ = 40 % отримали 5 – 6 бал зерна, а при ɛ = 90 % 3 – 4 бал. Характеристики пластичності при цьому становлять δ = 20%; Ψ = 31,5%; KCU = 0,45 та δ = 24,5%; ψ = 47,5%; KCU = 0,58 відповідно. На міцність вторинного гарячекованого електрошлакового титану впливають ступінь деформації і підвищений вміст кисню та азоту. При ɛ = 40 % σВ = 625 МПа; σТ = 540 МПа, а при ɛ = 90 % σВ = 700 МПа; σТ = 580 МПа.
Посилання
Колобов Г.А., Пожуев В.И., Телин В.В. Титан вторичный. Часть 1. Монография. – Запорожье, ЗГИА. 2006. – 124 с.
Ахонин С.В., Северин А.Ю., Березос В.О. Дослідження якості деформованих напівфабрикатів титанового сплаву ВТ9, отриманого способом електронно-променевої плавки /Сучасна електрометалургія. – 2021. – №4. С.2 – 25
Бурнашов В.Р., Никитенко Ю.О., Барабаш В.В., Шаповалов В.О. Переплав відходів титану та титанових сплавів в умовах плазмоводугової плавки/Сучасна електрометалургія. – 2021. – №4. С. 32–38
Патон Б.Є., Тригуб Н.П., Ахонин С.В., Жук Г.В. Электроннолучевая плавка титана / Киев: Наукова Думка. 2006. – 248 с.
Шейко И.В., Шаповалов В.А., Шестко И.В. Альтернативные технологии переплава промышленных отходов титана и его сплавов / Сучасна електрометалургія. – 2007. – №3 - С. 44-53
Колобов Г.А., Воденников С.А. Печерица К.А. Технологии использования оборотных литейных отходов в производстве титанового фасонного литья и слитков/ Металлургия/ № 2(38). – 2017. – С. 46–50.
Ильин А.А, Калачев Б.А. Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Справочник. М.: ВИЛС-МАТИ. – 2009. – 520 с.
Калачов Б.А., Буханова А.А. Механические свойства титана и его свойства. М.: Металлургия. – 1976. – 544 с.
Салтыков С.А./ Стереометрическая металлография. М.: Металлургия. – 1976. – 270 с.
Сторожев М.В. Технология ковки и горячей штамповки цветных металлов [Текст]. М.: Высшая школа. – 1976. – 350 с.
Илларионов А.Г., Попов А.А. Технологические и эксплуатационные свойства титановых сплавов. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та. 2014. – 137 с.
Калачев Б.А., Полькин И.С., Талалаев В.Д. Титановые сплавы разных стран. Справочник . М.: ВИЛС. – 2000. – 316 с.
ASTM B348/B348M-19 Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Bars and Billets. – 2019.
