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:
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.