Назад на главную страницу ...     Полезные ссылки     Электронная библиотека    


Магистерская работа

 тема:
"
Разработка способа производства интерметаллических соединение с использованием электрошлаковой технологии"

автор: Галян Николай Николаевич
(специальность “Металлургия чёрных металлов”)
E-mail: http://gnnkolya@ukrtop.com

руководитель: кандидат технических наук, доцент кафедры
Электрометаллургии и конвертерного производства стали
Рябцев А.Д.


Целью магистерской работы является: Разработка способа производства интерметаллических соединений с использованием электрошлаковой технологии .
Для достижения указанной цели в магистерской работе решены следующие задачи:

  1. Обзор истории исследования интерметаллидов.
  2. Анализ концепций систематизации интерметаллических соединений на основе различных свойств.
  3. Анализ структуры и свойств сплавов на основе систем Fe-Al, Ti-Al.
  4.  Анализ способов получения  интерметаллических соединений на основе систем Fe-Al, Ti-Al.
  5. Разработка и реализация способа производства интерметаллических соединений с использованием электрошлаковой технологии.

Общая характеристика работы

    Актуальность темы. Одним из наиболее перспективных направлений, которые достаточно успешно развиваются в мире, в области новых металлических материалов с высоким уровнем жаростойкости и термической стабильности, является создание интерметаллических сплавов системы Ti-Al и усовершенствование технологии их получения .

Эти сплавы в ближайшем будущем могут составить серьезную конкуренцию суперсплавам на основе никеля. Так как алюминиды титана более легкие, не требуют для легирования дорогостоящих и дефицитных легирующих элементов, а значит более дешевые, обладают высокой коррозионной стойкостью, стойкостью к высокотемпературному окислению, модулем упругости, прочностью (предел прочности при 1200 °С более 100 МПа и при 1500 °С более 50 МПа).

Таким образом алюминиды титана могут быть с успехом использованы в виде литых изделий, например, клапанов сверхмощных двигателей внутреннего сгорания; в качестве жаростойких покрытий на лопатках газотурбинных двигателей и других двигателей, подвергающихся воздействию высокотемпературных газовых потоков; в качестве присадочного материала при дуговой сварке, поскольку алюминид титана сравнительно не сложно измельчить до порошкообразного состояния; в качестве конструкционного материала, работающего при статических нагрузках и больших температурах.

Широкому применению материалов на основе алюминидов титана препятствует отсутствие промышленно надежной технологии получения гомогенных сплавов заданного состава. Трудности вызваны различием в температурах плавления и испарения, а также разницей плотностей компонентов сплава. Имеются сведения о применении самых разнообразных методов для получения сплавов на основе алюминидов титана: традиционные литейные технологии, в том числе плавки в дуговой печи в атмосфере аргона, методы порошковой металлургии, в том числе в сочетании с механическим легированием, вакуумно-дуговая плавка, в том числе в сочетании с плавкой в высокочастотной печи в различных тиглях.

Процесс изготовления сплавов системы Ti-Al достаточно сложный и многостадийный. Он может включать в себя непосредственно выплавку сплава как такового, разливку его в изложницы (формы) и достаточно длинный изотермический отжиг полученных изделий (слитков), регламентированную быструю кристаллизацию металлического расплава и др.

Методы порошковой металлургии, в том числе в сочетании с механическим легированием, требуют многочасового помола компонентов и длительной выдержки при больших температурах и давлении.

В настоящее время в отечественной и зарубежной литературе имеется  небольшое количество публикаций о применении технологий спецэлектрометаллургии, и в частности электрошлакового переплава, для получения сплавов Ti-Al .

Таким образом, разработка относительно простых и дешевых способов производства интерметаллидов системы  Ti-Al  является актуальной и пока не решенной в настоящее время задачей.

     Научная новизна. Анализ технологических возможностей процесса ЭШП позволяет сделать предположения о возможности его применении для получения сплавов системы Ti-Al . Проведенные предварительные эксперименты подтверждают это, они показали принципиальную возможность получения титан-алюминиевого сплава методом ЭШП в атмосфере инертного газа с использованием «активных» кальцийсодержащих шлаков. Даже один переплав составного титан-алюминиевого расходуемого электрода позволяет получить достаточно однородный сплав с соотношением компонентов, близким к расчетному в расходуемом электроде

    Практическая применимость.  Способ производства интерметаллических соединение с использованием электрошлаковой технологии является относительно простым и дешевым, он позволяет  выплавлять слитки сплавов на основе алюминида титана самого широкого химического состава и это открывает большие возможности для разработки принципиально новой технологии получения этого класса перспективных конструкционных материалов.     


Перечень публикаций

1.Получение алюминидов железа методом электрошлакового переплава - А.Д.Рябцев, Н.Н.Галян, кафедра ЭМиКПС, ДонНТУ


Библиографические ссылки

1.Интерметаллические соединение: Пер. с англ. / Дж. Вестбрук – М.: Металлургия, 1970.-440с.

2.Б.И.Медовар, В.Я..Саенко и др. Химический состав и структура алюминида титана электрошлаковой выплавки // Пробл. спец. электрометаллургии.. – 1996. - №3 –с.3 -5.

3. Г.М.Григоренко, И.В.Шейко, Ю. М. Помарин и др. Разработка технологических принципов выплавки гомогенных слитков алюминида титана с применением плазменно-дугового и индукционных источников нагрева // Пробл. спец.электрометаллургии. – 2001. - № 1 – с.32-37.

4. А.Д.Рябцев, А.А.Троянский и др. Исследование возможности получения титан – алюминиевого сплава методом электрошлакового переплава в инертной атмосфере под «активными» кальцийсодержащими флюсами// Пробл.спец.электрометаллургии. – 2000. - № 1 – с.3-5.  


 © 2003 Галян Николай