ВЛИЯНИЕ ПРОКАТКИ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СЛОЁВ, СФОРМИРОВАННЫХ НА ТИТАНОВЫХ ЗАГОТОВКАХ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ НАПЛАВКИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе проведены исследования, направленные на оценку влияния прокатки и отжига на структуру и свойства титана ВТ1-0, поверхностно легированного танталом методом вневакуумной электронно-лучевой обработки. Установлено, что электронно-лучевая обработка способствует формированию слоёв, характеризующихся наличием дендритной ликвации, которая не устраняется при проведении последующих технологических процессов. Структурные исследования показали, что отжиг прокатанных композиций приводит к преобразованию закаленной игольчатой структуры наплавленных слоёв в стабильную, представленную равноосными зернами и пластинами. Уровень микротвердости поверхностных слоев титана после электронно-лучевой обработки повышается со 165 до 385 HV. Прокатка и отжиг не оказывают существенного влияния на твердость наплавленных слоев, однако влияют на твердость основного металла (титана). Предел прочности титановых образцов после электронно-лучевой обработки практически не изменяется и находится на уровне ~ 420 МПа. Прокатка композиций приводит к наклепу титановых пластин и повышению суммарной прочности материала до 610 МПа, которая снижается в процессе последующего отжига до ~ 450 МПа. При этом во всех случаях пластичность исследуемого материала оказалась ниже пластичности титана ВТ1-0. Наплавленный слой вызывает снижение уровня ударной вязкости титана ВТ1-0 до 55 Дж/см 2, который еще более существенно снижается после прокатки (до ~ 40 Дж/см 2). Последующий отжиг устраняет негативное влияние технологических операций на ударную вязкость материала и способствует ее повышению до ~ 100 Дж/см 2.

Об авторах

Виталий Вячеславович Самойленко

Новосибирский государственный технический университет

Email: samoylenko.vitaliy@mail.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Дарья Викторовна Лазуренко

Новосибирский государственный технический университет

Email: pavlyukova_87@mail.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Игорь Анатольевич Поляков

Новосибирский государственный технический университет

Email: status9@mail.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Алексей Александрович Руктуев

Новосибирский государственный технический университет

Email: alex47@211.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Ольга Геннадьевна Ленивцева

Новосибирский государственный технический университет

Email: lenivtseva_olga@mail.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Василий Сергеевич Ложкин

Новосибирский государственный технический университет

Email: logkaa@mail.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Список литературы

  1. Talbot D., Talbot J. Corrosion science and technology. - Boca Raton, Florida: CRC Press, 1998. - 390 p. - ISBN 0-8493-8224-6.
  2. Corrosion: vol. 1: Metal/Environment Reactions / ed. by L.L. Shreir, R.A. Jarman, G.T. Burstein. - 3rd ed. - London: Butterworth-Heinemann, 2000. - 1432 p. - ISBN 0-7506-1077-8.
  3. The corrosion handbook / ed. by H.H. Uhlig. - New York: John Wiley & Sons, 1948. - 1188 p.
  4. Raj B., Mudali U.K. Materials development and corrosion problems in nuclear fuel reprocessing plants // Progress in Nuclear Energy. - 2006. - Vol. 48, iss. 4. - P. 283-313. - doi: 10.1016/j.pnucene.2005.07.001.
  5. De Souza K.A., Robin A. Influence of concentration and temperature on the corrosion behavior of titanium, titanium-20 and 40 % tantalum alloys and tantalum in sulfuric acid solutions // Materials Chemistry and Physics. - 2007. - Vol. 103, iss. 2-3. - P. 351-360. - doi: 10.1016/j.matchemphys.2007.02.026.
  6. Structure of the oxide film on Ti-6Ta alloy after immersion test in8 mol/L boiling nitric acid medium / D. Guo, Y. Yang, J. Wu, B. Zhao, H. Zhao, H. Su, Y. Lu // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. - 2013. - Vol. 189. - P. 122-126. - doi: 10.1016/j.elspec.2013.08.013.
  7. Corrosion resistance and biocompatibility of Ti-Ta alloys for biomedical applications / Y.L. Zhou, M. Niinomi, T. Akahori, H. Fukui, H. Toda // Materials Science and Engineering: A. - 2005. - Vol. 398, iss. 1-2. - P. 28-36. - doi: 10.1016/j.msea.2005.03.032.
  8. Effect of heat treatment on the corrosion behavior of Ti-5Ta-1.8Nb alloy in boiling concentrated nitric acid / A.R. Shankar, R.K. Dayal, R. Balasubramaniam, V.R. Raju, R. Mythili, S. Saroja, M. Vijayalakshmi, V.S. Raghunathan // Journal of Nuclear Materials. - 2008. - Vol. 372, iss. 2-3. - P. 277-284. - doi: 10.1016/j.jnucmat.2007.03.216.
  9. Effect of metal ions in a heated nitric acid solution on the corrosion behavior of a titanium-5% tantalum alloy in the hot acid condensate / Y. Sano, M. Takeuchi, Y. Nakajima, H. Hirano, G. Uchiyama, Y. Nojima, S. Fujine, S. Matsumoto // Journal of Nuclear Materials. - 2013. - Vol. 432, iss. 1-3. - P. 475-481. - doi: 10.1016/j.jnucmat.2012.08.009.
  10. Gamma-ray irradiation effect on corrosion rates of stainless steel, Ti and Ti-5Ta in boiling 9N nitric acid / T. Yamamoto, S. Tsukui, S. Okamoto, T. Nagai, M. Takeuchi, S. Takeda, Y. Tanaka // Journal of Nuclear Materials. - 1996. - Vol. 228, iss. 2. - P. 162-167. - doi: 10.1016/S0022-3115(95)00227-8.
  11. De Souza K.A., Robin A. Preparation and characterization of Ti-Ta alloys for application in corrosive media // Materials Letters. - 2003. - Vol. 57, iss. 20. - P. 3010-3016. - doi: 10.1016/S0167-577X(02)01422-2.
  12. Atmospheric electron-beam surface alloying of titanium with tantalum / M.G. Golkovski, I.A. Bataev, A.A. Bataev, A.A. Ruktuev, T.V. Zhuravina, N.K. Kuksanov, R.A. Salimov, V.A. Bataev // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - Vol. 578. - P. 310-317. - doi: 10.1016/j.msea.2013.04.103.
  13. Non-vacuum electron-beam boriding of low-carbon steel / I.A. Bataev, A.A. Bataev, M.G. Golkovsky, A.Yu. Teplykh, V.G. Burov, S.V. Veselov // Surface and Coatings Technology. - 2012. - Vol. 207. - P. 245-253. - doi: 10.1016/j.surfcoat.2012.06.081.
  14. Титан и его сплавы в химическом машиностроении / Б.А. Галицкий, М.М. Абелев, Г.Л. Шварц, Б.Н. Шевелкин. - М.: Машиностроение, 1968. - 340 с.
  15. Структурные исследования покрытий системы «титан-тантал», полученных методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки / И.А. Батаев, Т.В. Журавина, А.А. Руктуев, О.Г. Ленивцева, Ю.Н. Ромашова // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2012. - № 3 (56). - С. 56-59.
  16. Многослойная электронно-лучевая наплавка танталсодержащих порошковых смесей на заготовки из титана ВТ1-0 / М.Г. Голковский, В.В. Самойленко, А.И. Попелюх, А.А. Руктуев, Н.В. Плотникова, Н.С. Белоусова // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2013. - № 4 (61). - С. 43-48.
  17. Голованенко С.А., Меандров Л.В. Производство биметаллов. - М.: Металлургия, 1966. - 153 с.
  18. Microstructure and mechanical properties of Ti-40 Wt Pct Ta (Ti-15 At. Pct Ta) / J.D. Cotton, J.F. Bingert, P.S. Dunn, R.A. Patterson // Metallurgucal and Materials Transactions A. - 1994. - Vol. 25, iss. 3. - P. 461-472. - doi: 10.1007/BF02651588.
  19. Вневакуумная электронно-лучевая наплавка порошков системы титан-тантал-ниобий на титан ВТ1-0 / Т.В. Журавина, И.А. Батаев, А.А. Руктуев, А.П. Алхимов, О.Г. Ленивцева, О.А. Бутыленкова // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2012. - № 1 (54). - С. 90-95.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».