Nauka innov. 2005, 1(2):44-57
https://doi.org/10.15407/scin1.02.044

О.М. Ивасишин1, Д.Г. Саввакин1, К.А. Бондарева1, В.С. Моксон2, В.А. Дузь2
1 Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, Киев
2 Компания ADMA Products, Inc., Хадсон, Огайо, США

 

Производство титановых сплавов и деталей экономичным методом порошковой металлургии для широкомасштабного промышленного применения

Раздел: Научно-технические инновационные проекты Национальной академии наук Украины
Язык статьи: русский
Аннотация: Получение титановых сплавов и изделий из них методами порошковой металлургии позволяет существенно снизить их стоимость, способствуя расширенному использованию этих материалов. В данной работе сплавы Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Fe и Ti-8Mn были синтезированы по простейшей технологии прессования и спекания смесей порошковых компонентов. В этом подходе критическим параметром является конечная пористость, влияющая на механические свойства. Показано, что использование порошка наводороженного титана вместо традиционного порошка титана с добавками легирующих элементов в виде лигатур улучшает синтез, обеспечивая повышенную относительную плотность (до 99 %), улучшенную химическую гомогенность, однородную микроструктуру и высокие механические свойства конечных сплавов при снижении их стоимости. Синтезированные материалы имели усталостные свойства и свойства на растяжение на уровне соответствующих сплавов, полученных по стандартной технологии. Данный подход предполагается задействовать для экономичного получения автомобильных деталей.
Ключевые слова: титановые сплавы, порошковые смеси, синтез, механические свойства.

Полный текст (PDF)

Литература:
1. Froes F.H., Eylon D. Powder metallurgy of titanium alloys – a review. In: Titanium Technology: Present Status and Future Trends, F. H. Froes, D. Eylon, H. B. Bomberger, eds., Titanium Development Assosiation, 1985, pp. 49–59.
2. Abkowitz S., Abkowitz S.M., Weihrauch P.F., Wells M.G.H. Low cost PM manufacture of titanium alloy components for fatique critical application. In: PM in Aerospace, Defense and Demanding Applications, F.H.Froes, ed., Metal Powder Industries Federation, Princeton, NJ, 1993, p. 241.
3. Moxson V.S., Senkov O.N., Froes F.H. Production and applications of low cost titanium powder products. The International Journal of Powder Metallurgy, 1998, vol. 34 (5), pp. 45–53.
4. Andersen P.J. US Patent No 4432795.
5. Ивасишин О.М., Демидик А.Н., Саввакин Д.Г. Использование гидрида титана для синтеза алюминидов титана из порошковых материалов // Порошковая металлургия.–1999.–№ 9/10.–С. 3–70.
6. Ivasishin O.M., Demidik A.N., Savvakin D.G. Phase Transformations on Synthesis of Titanium Aluminides from TiH2 and Al Powders, Titanium`95: Science and Technology, P.A. Blenkinsop, W.J. Evans, H.M. Flower, eds., The University Press, UK, 1996, pp. 440–447.
7. Ivasishin O.M., Anokhin V.M., Demidik A.N., Savvakin D.G. Cost Effective Blended Elemental Powder Metallurgy of Titanium Alloys for Transportation Application // Key Engineering Materials.–2000.–v. 188.–Р. 55–62.
8. Zwicker U., Buehler K., Mueller R. et al. Mechanical properties and tissue reactions of a titanium alloy for medical implants. In: Titanium 80: Science and Technology, H. Kimura, O. Izumi, eds., Met. Soc. AIME, 1980, pp. 505–514.
9. TIMETAL-62S Data Sheet, Titanium Metal Corporation, USA, 2000.
10. Ильин А.А., Колачев Б.А., Носов В.К., Мамонов А.М. Водородная технология титановых сплавов.–Москва: МИСИС, 2002, 390 с.
11. Senkov O.N., Froes F.H. Beneficial effect of hydrogen as a temporary alloying element on processing and properties of titanium alloys // Proc. of 10th World Conf. on Titanium (Germany, 2003),WILEY-VCH Verlag, Weinheim.–2004.–v. 2. – pp. 1353–1360.
12. Колачев Б.А., Ильин А.А., Лавренко Б.А., Левинский Ю.В. Гидридные системы. Справочник.–Москва: Металлургия, 1992, 349 с.
13. Torresi R.M., Camara O.R., De Pauli C.D. Influence of the hydrogen evolution reaction on the anodic titanium oxide film properties. Electrochimica Acta.–1987.–vol. 32 (9).–pр. 1357–1363.
14. Dahms M., Leitner G., Poessnecker W. et al. Pore formation during reactive sintering of extruded titanium-aluminum powder mixtures, Z. Metallkd., 1993, vol. 84 (5), pp. 351–357.
15. Bohm A., Kieback B. Investigation of swelling behavior of Ti-Al elemental powder mixtures during reaction sintering. Z. Metallkd., 1998, vol. 89 (2), pp. 90–95.
16. Murray J.L. The Fe-Ti system // Bulletin of Alloy Phase Diagrams.–1981.–vol. 2 (3).–pp. 320–334.
17. Ивасишин О.М., Бондарева К.А., Дехтяр А.И., Саввакин Д.Г. и др. Синтез сплавов Ti-Fe и Ti-Al-Fe из элементарных порошковых смесей // Металлофизика и новейшие технологии.–2004.– 26.–№ 7.–С. 963–980.
18. Murray J.L. The Mn-Ti system // Bulletin of Alloy Phase Diagrams.–1981.–vol. 2 (3).–pp. 334–343.
19. Ивасишин О.М., Бондарева К.А., Бондарчук В.И., Саввакин Д.Г. и др. Усталостные свойства сплава Ti-6Al-4V, полученного методом порошковой металлургии // Проблемы прочности.–2004.–№3.–С. 5–13.