Услуги

Электронно-лучевая плавка титана

В ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» разработана и внедрена в промышленное производство технология электронно-лучевой плавки слитков нелегированного титана марок ВТ1-00, ВТ1-0, Grade1, Grade2, которая характеризуется:

• возможностью использования в качестве исходного шихтового материала как губчатого титана, так и кусковых отходов титанового производства, а также подготовленной стружки, причем количество используемых отходов в шихте может достигать 100 %;
• исключением из технологического цикла дорогостоящей операции прессования расходуемого электрода;
• гарантированным удалением тугоплавких неметаллических включений как высокой, так и низкой плотности;
• получением структурно- и химически однородных слитков титана из первичной шихты за один переплав как круглого, так и прямоугольного сечений.

В качестве исходной шихты могут использоваться: титановая губка различных фракций, брикетированная титановая губка, а также титановый лом и подготовленная стружка.

Электронно-лучевая плавка промышленных сплавов титана

Проведенные в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины фундаментальные исследования процессов испарения компонентов сплавов из расплава в вакууме и кристаллизации слитка при ЭЛП позволяют прогнозировать химический состав и структуру выплавляемых слитков титановых сплавов и обеспечивают получение слитков с гарантированным химическим составом. Применение промежуточной емкости позволяет избежать попадания в выплавляемый слиток тугоплавких включений высокой и низкой плотности. В ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» освоена технология выплавки слитков титановых сплавов конструкционного назначения (ЗМ, ВТ5, ПТ-7М, ПТ-3В, ВТ6, ВТ14, ВТ20, ВТ22, ВТ23, Т110 и др.) и жаропрочных сплавов на основе титана (ВТ5-1, ВТЗ-1, ВТ8, ВТ9, ВТ25У и др.).
Технология электронно-лучевой плавки позволяет получать сплавы на основе титана с содержанием водорода не более 0,002 % и равноосным мелким зерном как в поперечном, так и в продольном сечении слитка, что повышает технологическую пластичность металла в процессе последующей термомеханической обработки и улучшает однородность механических свойств получаемых полуфабрикатов.

Выплавка новых сплавов на основе титана

В ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» освоена технология выплавки разработанного в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины нового высокопрочного титанового сплава Т110 (Тi—5Аl—1Мо-1V—4NЬ-2Fe-0,5Zr). Особенности титанового сплава Т110 — высокая удельная прочность, по которой он не уступает высокопрочному сплаву ВТ22, а также повышенная устойчивость к образованию усталостных трещин и технологическая пластичность, что позволяет применять его в качестве материала защитного назначения в авиастроении. По ряду служебных характеристик, например, по усталостной долговечности, сплав Т110 превышает показатели сплава ВТ22 на 15-20 %.

Механические свойства высокопрочных титановых сплавов

Сплав	σ0,2, МПа	σa, МПа	δ, %
Тi-6Аl-4V	795	860	10
Ті-10V-2Fe-3Al	1100	1170	6
ВТ22	990	1080	8
Т110	1060	1100	15

В ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» накоплен большой опыт по получению сплавов на основе алюминидов титана (интерметаллидные соединения Тi₃Аl, ТiАl), которые обладают высокой жаропрочностью, термической стабильностью и низким удельным весом, что делает их перспективными материалами для использования в авиационных двигателях и других изделиях аэрокосмической техники. Созданная технология ЭЛП позволяет получать слитки алюминидов титана с дополнительным легированием тугоплавкими и редкоземельными элементами.

Механические свойства сплава на основе алюминида титана, полученного методом ЭЛП

Тi—44Аl—5NЬ-2Cr-1,5Zr-1B	Предел текучести на сжатие σ0,2сж, МПа		Предел прочности на сжатие σ0,2сж, МПа		Предел прочности на изгиб σв, МПа	Модуль упругости Е, ГПа
Температура испытания, °С	20	900	20	900	20	20
Литой сплав	1078	640	1660	1050	583	155

Электронно-лучевое оплавление поверхности слитков

Традиционно для слитков на различных стадиях передела металла производят механическую обработку. Количество отходов обычно составляет 5-15 % массы обрабатываемого слитка. Для сокращения потерь металла, вместо механической обработки, в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины разработана и внедрена в производство технология оплавления боковой поверхности слитков как круглого, так и прямоугольного сечений электронными лучами и создано соответствующее оборудование для ее реализации.
Технология электронно-лучевого оплавления боковой поверхности слитков позволяет удалять поверхностные дефекты без механической обработки поверхности слитков, что увеличивает выход годного металла до 15 % в зависимости от массы слитка.

---