CC BY
2
Shmoilov Andrey Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, Shmoilov@inbox. ru, Russia, Samara, Samara State University of Railway Transport,
Alexander Leonidovich Zolkin, candidate of technical sciences, docent, alzolkin@list. ru, Russia, Samara, Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics
УДК 629.7.023
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-2-467-468
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ПСЕВДО-а-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
И.В. Ворначева, С.А. Войнаш, В.А. Соколова, А.А. Ореховская, Р.Р. Загидуллин
Повышение мощностей электроэнергетической отрасли требует новых конструктивных решений в области электроэнергетического материаловедения. Наиболее перспективными для лопаток паровых турбин в цилиндре низкого давления являются псевдо-а-титановые сплавы. В статье рассмотрен способ упрочнения псевдо-а-ти-танового сплава ВТ41 методом термоциклической обработки. Изучена микроструктура сплава после различного количества циклов обработки, а также механические свойства упрочненного сплава.
Ключевые слова: псевдо-а-титановые сплавы, термоциклирование, лопатки паровых турбин, титан, температура полиморфного превращения.
Развитие энергетики, как в Российской Федерации, так и за рубежом, предполагает все более широкое использование турбинных агрегатов повышенной мощности, давление пара в которых достигает 25 МПа, скорость парового потока 500 м/с, а его температура 540°С. Увеличение мощности паровых турбин связано с увеличением длины рабочих лопаток цилиндра низкого давления, а значит, увеличение их габаритов и веса. В процессе работы лопатки подвергаются горячей деформации и теплосменам, вследствие чего по сечению заготовок лопаток паровых турбин образуется повышенная склонность материала к структурнохимической неоднородности, приводящей к снижению механической прочности лопаток и вязко-пластических свойств. Силовые нагрузки вызывают в материале лопаток сложное напряженное состояние (изгиб и скручивание), кроме того, в них возникают растягивающие напряжения от центробежной силы, обусловленной большой скоростью вращения ротора. Все эти напряжения материал турбинных лопаток должен выдерживать долгое время (проектный ресурс работы турбины 100 тыс. ч). Это обуславливает повышенные требования к материалам таких турбоагрегатов, в частности, к их рабочим лопаткам [1-33].
Наиболее перспективными материалами для турбинных лопаток, особенно для лопаток больших размеров, устанавливаемых в цилиндрах низкого давления паровых турбин, считаются титановые сплавы. Эти сплавы отличаются относительной легкостью и высокой удельной прочностью, что делает возможным использование их для лопаток длиной до 1500 мм.
Перспективными материалами для крупногабаритных лопаток в таких турбинах могут быть псевдо-а-ти-тановые сплавы, являющиеся наиболее жаропрочными в диапазоне температур 550 - 600°С, у которых содержание нестабильной ß-фазы значительно меньше, чем в двухфазных (а+ß)- титановых сплавах, что обеспечивает их более высокую теплостойкость. С другой стороны, эти сплавы не поддаются упрочнению закалкой и старением, 5 что в настоящее время не позволяет использовать их для турбинных лопаток большой длины из-за недостаточной исходной прочности. Наиболее жаропрочными сплавами при температурах 550-600°С считают ВТ18 и ВТ41. Высокие прочностные свойства последнего сплава обусловлены применением многокомпонентного легирования, которое приводит к образованию карбидной фазы на основе вольфрама и дополнительному упрочнению а-твердого раствора железом, введенному в пределах растворимости [2,3].
В настоящей работе предложено использовать для упрочнения псевдо-а-титановых сплавов, предназначенных для турбинных лопаток, термоциклическую обработку (ТЦО), которая, как известно, может повысить прочность и пластичность однофазных материалов (на 20.. .35%) и существенно увеличить теплостойкость. При этом энергозатраты и длительность ТЦО значительно ниже, чем при закалке длительным старением.
На основании разработанной обобщенной кинетической диаграммы структурных и фазовых превращений в деформированных титановых сплавах в широком температурно-временном интервале [1-33], рис. 1, была установлена связь структуры и свойств титановых сплавов в зависимости от температуры абсолютной (Т), и приведенной к одинаковому содержанию высокотемпературной - фазы (Т). Установлено, что чем больше неравновесные ß(ß)- и а(а)-твердые растворы содержали одноименных а- и ß- легирующих элементов, тем они более устойчивы, а их многостадийный распад, происходил при более низких температурах, и за большее время.
Прочность титановых сплавов при одинаковых режимах закалки и старения существенно зависит от содержания в них ß-стабилизаторов. Обычно мартенситное превращение в титановых сплавах (также, как и в железных) не проходит до конца, в результате чего при закалке образуется титановый мартенсит а'(а'') и фиксируется неустойчивая (остаточная) ß'- фаза. Соотношение между а'(а'') и ß' зависит от концентрации легирующих элементов в сплаве - чем больше в составе сплава ß-стабилизирующих элементов, тем больше в структуре ß'-фазы.
Весьма эффективным методом повышения прочности титановых сплавов с одновременным сохранением достаточно высокой пластичности может быть термоциклическая обработка (ТЦО). Такая обработка состоит в многократных циклах нагрева и охлаждения титанового сплава в интервале полного полиморфного превращения (выше и ниже точки А3), в результате чего на 15. 20% повышается прочность и пластичность, на 30.35% повышается предел выносливости, а также существенно увеличивается теплостойкость и сопротивление ползучести [10-13, 20-33].
Рис.1. Кинетическая диаграмма структурных и фазовых превращений в сплавах титана в зависимости от температуры нагрева абсолютной (Т) и приведенной к одинаковому содержанию высокотемпературной -
фазы (Т)
882 °С \\ \ Р
а. \ \
Б 1 \
а. сс 1 \
8- \ \
Е \
Н Са с Скр \ ср \
Содержание (3 стабилизаторов, %
Медленное охлаждение 1 а ! 1 огф р
Быстрое охлаждение а'К) I 1 ' а,(аи)+р' ' ад+р* 1 1 р
Структура
Рис. 2. Диаграмма фазовых областей в титановых сплавах, в зависимости от содержания Р-стабилнзирун>1Щ1х
элементов и температуры
При термоциклической обработке повышение прочности достигается без закалки и длительного старения титановых изделий, как это происходит при упрочнении (а+Р)-титановых сплавов. Поэтому ТЦО можно использовать для эффективного упрочнения псевдо-а-титановых сплавов, которые, как известно, не поддаются закалке, и таким образом реализовать их более высокую жаропрочность, по сравнению с (а+Р)-титановыми сплавами. При ТЦО титановых сплавов наиболее важными параметрами являются: число циклов обработки, диапазон изменения температуры в цикле, скорость нагрева и скорость охлаждения, а также наличие или отсутствие выдержек при крайних температурах [14, 15]. Варьируя число циклов при такой обработке, возможно получение принципиально различных структур титановых сплавов и, соответственно, различных свойств этих материалов.
Цель настоящей работы - изучение влияния упрочняющей термоциклической обработки микроструктуру псевдо-а-титанового сплава ВТ41
Материалы и методы исследования. Для исследования был предложен следующий псевдо-а-титановый сплав: ВТ41. Исследовались образцы сплава из поковок, изготовленных по двум схемам. По первой схеме была проведена окончательная деформация при температурах однофазной области, по второй - окончательная деформация при температурах двухфазной области.
Химический состав и механические свойства титанового сплава ВТ41 приведены в табл. 1.
468
Таблица 1
Химический состав сплава ВТ41
Марка сплава Содержание элементов, % масс.
Fe C: Si Ni Cr Mo W N Nb Ti Al Zr O Sn H Mn Прочие примеси
ВТ41 0,07 0,03 0,2 1,2 0,4 0,8 84,6 6,3 3,6 0,1 3,9
Температура полного полиморфного превращения, определялась с помощью металлографического анализа и составляла 1025°С. Термоциклирование проводили на установке ИМАШ АЛА-ТОО 20-75, которая позволяет проводить нагрев образцов проходящим током промышленной частоты низкого давления в вакууме.
Для измерения температуры образца использовались платино- или платинородиевые термопары диаметром 0,3 мм, спаи которых прикреплялись точечной сваркой к поверхности образца в "горячей" зоне, т.е. в зоне максимального нагрева (посередине образца в месте наименьшего сечения). С целью концентрации зоны нагрева была принята форма образца, показанная на рис.3.
Место крепления термопары
Результаты и обсуждение. Микроструктурные исследования осуществлялись с помощью оптического микроскопа МИМ-8 и автоматического анализатора структуры EPIQUANT при различных увеличениях от 100 до 1000 крат. Кроме того, для получения изображений микроструктуры повышенного качества использовался микроскоп Neoplot-21. Определение количества легирующих элементов, присутствующих в титановых сплавах, принятых для исследования, проводилось с использованием спектрометра Foundry Mate. Фазовый анализ титановых сплавов проводился с использованием установок ДРОН-3М и УРС-60. Съемка дифрактограмм проводилась с применением медного, кобальтового и хромового Ка-излучения при напряжении 35 кВ.
Выбору скоростей нагрева и охлаждения образцов при термоциклировании в наших исследованиях уделялось повышенное внимание, поскольку скорость нагрева, как известно, влияет на размер зерна в титановых сплавах, а скорость охлаждения влияет на механизм распада высокотемпературной фазы (диффузионный или сдвиговый). Задержка при максимальной температуре цикла был, по возможности, минимальной, чтобы не допускать роста новой фазы (ß), образовавшейся при полиморфном превращении титанового сплава.
Температура полиморфного превращения: Ta3 = 1025°С, Ta1 = 990°С. Верхняя граница температуры термо-циклирования: Тв = 1100°С, нижняя граница температуры термоциклирования: Тн = 800°С.
При нагреве образца до 880°С в результате вакуумного травления можно было наблюдать высокотемпературную структуру материала с помощью длиннофокусного высокотемпературного микроскопа, которым укомплектована установка. Метод термоциклической обработки титановых сплавов, как и многих других металлических материалов, основан на постоянном накоплении от цикла к циклу (нагрев - охлаждение) положительных изменений в структуре металла. В ходе термоциклической обработки перед каждым новым циклом структура отличается от предыдущей, в отличие от обычных видов термообработки, состоящих нагрева, изотермической выдержки и охлаждения, при которых структура упрочняемых сплавов характеризуется начальным и конечным состояниями. Основными задачами технологических режимов термоциклической обработки титановых сплавов являются: измельчение структуры и сфе-роидизация избыточных фаз, повышение (или понижение) плотности дислокаций, интенсификация релаксационных процессов и, в результате, - улучшение показателей физико-механических свойств этих материалов.
Наиболее подходящими для термоциклической обработки являются псевдо-а- и (а+ß)-титaновые сплавы, легированные алюминием и ß-стабилизирующими элементами, структурные и фазовые превращения в которых обеспечат наибольший упрочняющий эффект. Литературные данные и наши исследования [10,16-22] показывают, что максимальное упрочнение при термоциклировании происходит в тех случаях, когда в сплаве происходят фазовые переходы, при которых энтальпия (теплосодержание) и микрообъемы новой фазы изменяются скачкообразно. При термоциклировании титановых сплавов возможно несколько вариантов, при которых выполняются названные выше условия (рис.4).
Как показывают исследования, при температуре 880°С полиморфного а-ß- превращения в равновесном состоянии, концентрация вакансий в ГПУ-Ti на 8 порядков больше чем в ОЦК-Ti. Поэтому, можно сделать вывод о том, что во время a-ß-превращения, высокотемпературная ОЦК- фаза, образуясь по сдвиговому механизму и наследуя дефекты низкотемпературной а-модификации, оказывается вакансионно-пересыщенным и упорядоченным ß-твердым раствором. Его пространственная кристаллическая решетка состоит из 8 элементарных ОЦК-ячеек с тетравакансиями. Полное завершение полиморфного превращения и переход ßперес. в равновесное состояние, протекает по диффузионному многостадийному механизму распада: на 1 стадии возникает микрорасслоение (образование двух зон - обогащенной и обедненной вакансиями); на 2 стадии внутри этих зон, соответственно, появляются две, когерентные с металлической матрицей, кристаллические подрешетки предвыделений, вставленные одна в другую: металлическая, образующая решетку алмаза (кристаллогеометрически упрочненное состояние), с параметром aалмаз=2aß (равным удвоенному параметру ОЦК- решетки) и вакансионная, рис. 2.в, с гексагональной ю-решеткой (хрупкое ю -состояние).
Варжш гы
Содержание алюминия, %
Рис.4. Термоциклирование псевдо-а-титанового сплава ВТ41
Полное завершение полиморфного превращения и переход нестабильного Р-раствора в стабильное состояние протекает по диффузионному механизму, связанному с перемещением в кристаллической решетке вакансий и примесных (легирующих) атомов, что требует некоторой выдержки. Однако, при термоциклировании температура все время изменяется и фазовые превращения в таких условиях происходят не до конца.
Фазовый состав титанового сплава, охлаждаемого с температуры полиморфного превращения, что имеет место при термоциклической обработке, решающим образом зависит от скорости охлаждения (рис.5).
900
& 840 |
I
780 720
■ Чи+Йв : С 1М Э
а„"+р
/ а'+Р(ш)н /
У 1 а'+Ов+Рц а'+Р
0,01 0,1 I ю V, ЮС
Скоросгь охлаждения
Рис.5. Диаграмма «Температура нагрева - скорость охлаждения - фазовый состав» сплава ВТ41
При высоких скоростях охлаждения в структуре сплава образуются нестабильные фазы (а', а" и Рн), кристаллическая решетка которых обладает повышенным запасом энергии (за счет значительных искажений решетки). Аккумулирование внешней энергии системой атомов основы и легирующих элементов за счет смещения атомов из своих равновесных положений (узлов кристаллической решетки), происходящее в процессе термоциклической обработки, создает в объеме материала сложное напряженное поле на всех структурных уровнях. Термоциклирование способствует формированию метастабильной микроструктуры и субмикроструктуры, а также дислокационных сеток, что и повышает механические и эксплуатационные свойства титановых сплавов. В процессе фазовых превращений, происходящих при термоциклической обработке титановых сплавов, пересыщенный вакансиями ОЦК-твердый раствор фн-фаза), возникающий на первой фазе превращения, имеет наибольший удельный объем, который постепенно уменьшается по мере диффузии вакансий к границам зерен или дислокациям. В области температур вблизи точки полиморфного превращения происходит значительное увеличение пластичности титановых сплавов.
Согласно [1] температурный показатель, характеризующий закономерности структурно-фазовых превращений и изменения свойств сплавов титана, является температура не абсолютная (Т), а приведенная к одинаковой объемной доле высокотемпературной Р- фазы (Т).
Исследования показали, что при 12-15 циклах термоциклической обработки сплав ВТ41 приобретает глобулярную мелкозернистую структуру (рис.6).
Рис. б.Микроструюпура сплава ВТ41 после 12 циклов ТЦО (хЗОО)
470
В глобулярной структуре велика работа зарождения трещины и относительно низка её работа распространения. Поэтому здесь оказываются низкими вязкость разрушения. Исследования микроструктуры показали, что после 12 циклов ТЦО а- фаза представляет собой как глобулы с размерами около 11 - 21 мкм, так и вытянутые пластины шириной 1 - 3 мкм, разделенные прослойками в- фазы шириной 0,1-1 мкм. Расстояние между глобулами равнялось в среднем 16 - 31 мкм (рис.7).
Установлено, что при циклических нагрузках твердые пластины вторичной ап-фазы, которые окантованы мягкими прослойками в - фазы, а также равнопрочная глобулярная а1 - фаза, тормозят преждевременную пластическую деформацию и останавливают зарождение трещины в отдельных фазах. А также затрудняют распространение трещины в (ап +вп)-пластинчатой структуре мягкими прослойками вп-фазы, вследствии чего распространение трещины изменяет свою траекторию, огибая глобулярные частицы а1-фазы. При этом эксплуатационные свойства титанового сплава ВТ41 повышаются.
Рис. 7. Микростроение поверхности разрушения образца из титанового сплава ВТ41 после термоциклической
обработки после испытания на ударный изгиб
Измельчение структуры титановых сплавов и повышение плотности дислокаций (наклеп) в мелких зернах а-фазы в результате термоциклирования приводит к повышению как статической, так и динамической прочности. Установлено, что значения предела прочности для сплава ВТ41 возрастают в 1,34.1,35 раз, а значения ударной вязкости возрастают в 1,5.2 раза.
Выводы:
1.Дано теоретическое обоснование упрочнения псевдо-а-титановых сплавов методом термоциклирования.
2. Изучено изменение микроструктуры псевдо-а-титановых сплавов после термоциклирования.
3. Установлено, что измельчение структуры титановых сплавов и повышение плотности дислокаций (наклеп) в мелких зернах а-фазы в результате термоциклирования приводит к повышению как статической, так и динамической прочности.
Работа выполнена в рамках грантовой поддержки ученым консорциума ЮЗГУ в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Список литературы
1.Скотникова, М.А. Высокотемпературный распад твёрдых растворов при полиморфном превращении деформированных сплавов титана / М.А. Скотникова, Е.В. Миронова, Н.А. Крылов, А.В. Соколов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Серия Наука и образование. 2013. №1. С. 41-52.
2.Разработка опытно-промышленной технологии изготовления полуфабрикатов из псевдо-а титанового сплава ВТ41 / Е.Н. Каблов, О.С. Кашапов, Т.В. Павлова, Н.А. Ночовная // Титан. 2016. №2. С. 33-38.
3.Кашапов О.С., Павлова Т.В., Ночовная Н.А. Влияние режимов термической обработки на структуру и свойства жаропрочного титанового сплава для лопаток КВД //Авиационные материалы и технологии. 2010. №2. С. 814.
4.Kuranishi T., Habazaki H., Konno H. Oxidation-resistant multilayer coatings using an anodic alumina layer as a diffusion barrier on y-TiAl substrates // Surface and Coatings Technology. 2005. V. 200. №7. P. 2438-2444.
5.Cvijoviz I., Jovanoviz V.T., Perusko D. Cyclic oxidation behavior of TijAl-based alloy with Ni-Cr protective layer // Corrosion Science. 2008. V. 50. №7. P. 1919-1925.
6.Davies P., Pederson R., Coleman M., Birosca S. The hierarchy of microstructure parameters affecting the tensile ductility in centrifugally cast and forged Ti-834 alloy during high temperature exposure in air // Acta Materialia. 2016. Vol. 117. P. 51-67. DOI: 10.1016/j.actamat.2016.07.015.
7. Филонович А.В. К использованию скин-эффекта для вихретокового контроля металлических изделий цилиндрической формы / Филонович А.В., Колмыков В.И., Кутуев А.Н., Ворначева И.В. // Известия Юго-Западного государственного университета. 2014. № 5 (56). С. 89-93.
8.Zhang J., Peng N., Wang Q., Wang X. A new aging treatment way for near а high temperature Titanium Alloys // Journal of Materials Science & Technology. 2009. Vol. 25. No. 4. P. 454-458.
9.Radecka A., Vorontsov V.A., Coakley J. and etc. Ordering in а Titanium Alloys // Proceedings of the 13th World Conference on Titanium. The Minerals, Metals & Materials Society. 2016. P. 971-978.
10. Sai Srinadh K.V., Singh N., Singh V. Role of Ti3Al/silicides on tensile properties of Timetal 834 at various temperatures // Bulletin of Materials Science. 2007. Vol. 30. No. 6. P. 595-600.
11. Идентификация размеров дефектов при вихретоковом контроле / Гадалов В.Н., Губанов О.М., Филоно-вич А.В., Ворначева И.В. // Справочник. Инженерный журнал. 2021. № 11 (296). С. 16-19.
12. Гадалов В.Н. Исследование кинетики процесса формирования упрочненного поверхностного слоя, его структуры и фазового состава на спеченном сплаве ОТ4, полученного методом электроэрозионного диспергирования с локальным электроискровым нанесением покрытия / Гадалов В.Н., Филатов Е.А., Гвоздев А.Е., Стариков Н.Е., Макарова И.А., Ворначева И.В. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 11-2. С. 153-163.
13. Гадалов В.Н. Модернизация процесса технологии электроискрового легирования / Гадалов В.Н., Ворначева И.В., Макарова И.А., Филатов Е.А., Ельников Е.А., Ерохин Р.Ю. // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2019. № 5. С. 41-48.
14. Гадалов В.Н. Влияние термообработки на структуру и механические свойства сплава TI-6AL-6V-2SN / Гадалов В.Н., Филонович А.В., Ковалев С.В., Абакумов А.В., Ворначева И.В., Тураева О.А. // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2016. № 3 (20). С. 37-42.
15. Губанов О.М. Мониторинг кинетических закономерностей износа внутренних поверхностей оборудования в условиях интенсивной коррозии с применением разных рабочих сред / Губанов О.М., Гадалов В.Н., Филонович А.В., Ворначева И.В., Макарова И.А. // Справочник. Инженерный журнал. 2022. № 6 (303). С. 48-53.
16. Скотникова М.А. Выбор оптимального режима термообработки титановых сплавов типа ВТ20 с применением количественной металлографии и анализа химического состава фаз / М.А. Скотникова, В.М. Алексеев, Е.В. Миронова // «Физика прочности и пластичности материалов»: Сб. трудов XVII Международная конференция. - Самара: СГТУ, 2009. С. 85-86.
17. Миронова Е.В. Выбор оптимального режима термообработки титановых сплавов типа ВТ20 с применением количественной металлографии и анализа химического состава фаз / Е.В. Миронова // XLI Неделя науки СПбГПУ: материалы научно-практической конференции с международным участием. 4.IV. - СПб.: Изд-во Политехнического ун-та, 2012. С. 140-142.
18. Лясоцкая В.С. Полиморфное превращение - основа термоциклической обработки титановых сплавов [Текст] / В.С. Лясоцкая, С.И. Князева // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. №4. С.20-23.
19. Лясоцкая В.С. Термоциклическая обработка титановых сплавов, основанная на полиморфном превращении [Текст] / В.С. Лясоцкая, С.И. Князева // Металловедение и термическая обработка металлов. 2009. №1. C. 9-13.
20. Земский С.В. Некоторые вопросы диффузии при термоциклической обработке [Текст] / С.В. Земский, С.Ф. Забелин и А.С. Тихонов // Термоциклическая обработка металлических изделий: матер. конф. - Л., 1982. С. 2223.
21. Брокштейн С.З. Полигонизация при ТЦО титановых сплавов: тонкая структура и механические свойства [Текст] / С.З. Брокштейн, Н.П. Зюлина, О.В. Маркович и др. // Термоциклическая обработка металлических 200 материалов: Мат. к конф. - Л.: Наука, 1982. С. 166-169.
22. Николаев Е.Н. Термическая обработка металлов токами высокой частоты [Текст] / Е.Н. Николаев, И.М. Коротин. - М.: «Высшая школа», 1984. 208 с.
23. Федюкин В.К. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин [Текст] / В.К. Федюкин, М.Е. Смагоринский. - Л.: Машиностроение, 1989. 255 с.
24. Ворначева И.В. Влияние режимов ТЦО на эксплуатационные свойства сплава ВТ20 и ОТ4 [Текст] / И.В. Ворначева, В.Н. Гадалов, С.М. Грабчук [и др.] // Поколение будущего: Взгляд молодых ученых-2019: Сб. тр. 8-й междунар. молодеж. науч. конф. - Курск, 2019. Том 5. С. 96-99.
25. Ворначева И.В. Термическая обработка лопаток из титанового сплава ВТ20 по нестационарным режимам [Текст] / И.В. Ворначева, А.В. Филонович, Р.Ю. Ерохин [и др.] // Передовые инновационные разработки. Перспективы и опыт использования, проблемы внедрения в производство: Сб. науч. тр. 6 междунар. науч. конф. - Казань, 2019. С. 24-25.
26. Крушенко Г.Г. Повышение механических свойств сплавов с помощью термоциклирования [Текст] / Г.Г. Крушенко // Решетневские чтения. 2011. Т.1. С. 338-340.
27. Князева С.И. Повышение комплекса механических свойств полуфабрикатов и сварных соединений из титановых сплавов ВТ23 И ВТ22 путем термоциклической обработки [Текст]: дисс. канд. техн. наук: 05.16.01: защищена 19.09.1996 / С.И. Князева. - Москва, 1996. 145 с.
28. Бокштейн С.З. Термоциклическая обработка - резерв повышения служебных свойств титановых сплавов [Текст] / Бокштейн С.З., Зюлина Н.П., Маркович О.В. // Авиационная промышленность. 1989. № 8. С. 62-65.
29. Лясоцкая В.С. Особенности термоциклической обработки титановых сплавов [Текст] / Лясоцкая В.С., Равдоникас Н.Ю., Лебедев И.А. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1985. № 12. С. 41- 45.
30. Bo H. Microstructure and thermal cycling behavior of thermal barrier coating on near-а titanium alloy [Текст] / H. Bo, L. Fei, Z. Hong, D. Yongbing // Journal of Coatings Technology and Research. 2007. №4. С. 335 - 340.
31. Gadalov V.N. Monitoring the influence of heat treatment modes on the structure and properties of products from titanium powders obtained by different production methods / Gadalov V.N., Vornacheva I.V., Orekhovskaya A.A., Lo-pareva S.G., Malikov V.N. // AIP Conference Proceedings. Proceedings of the iv international scientific conference on advanced technologies in aerospace, mechanical and automation engineering: (MIST: Aerospace-IV 2021). AIP PABLISHING, 2023. С. 020008.
32. Gadalov V. Surface saturation monitoring of forming products from titanium alloy VT20 with additives / Gadalov V., Vornacheva I., Luchinovich A., Loparev D., Scherbakov A., Malikov V., Sokolova V. // Journal of Physics: Conference Series. III International Conference on Metrological Support of Innovative Technologies (ICMSIT-III-2022). Krasnoyarsk, 2022. С. 32013.
33. Gadalov V.N. Regularities of structure formation of aluminum powdered particles produced by reactive mechanical alloying / Gadalov V.N., Vornacheva I.V., El'nikov E.A., Alymov D.S., Nesterov D.I., Gvozdev A.E., Kutepov S.N., Kolmakov A.G. // Inorganic Materials: Applied Research. 2020. Т. 11. № 1. С. 198-201.
Ворначева Ирина Валерьевна, канд. техн. наук, доцент, vomairina2008@yandex. ум, Россия, Курск, Юго-Западный государственный университет,
Войнаш Сергей Александрович, младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Интеллектуальная мобильность», sergey_voi@mail. ru, Россия, Казань, Казанский федеральный университет,
Соколова Виктория Александровна, канд. техн. наук, доцент, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Интеллектуальная мобильность», sokolova [email protected], Россия, Казань, Казанский федеральный университет,
Ореховская Александра Александровна, канд. сельск. наук, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Интеллектуальная мобильность», orehovskaja [email protected], Россия, Казань, Казанский федеральный университет,
ЗагидуллинРамильРавильевич, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Казань, Казанский федеральный университет
STUDY OF THE INFLUENCE OF THERMAL CYCLING ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF PSEUDO-a-
TITANIUM ALLOYS
I. V. Vornacheva, S.A. Voinash, V.A. Sokolova, A.A. Orekhovskaya, R.R. Zagidullin
Increasing the capacity of the electric power industry requires new design solutions in the field of electric power materials science. The most promising for steam turbine blades in a low-pressure cylinder are pseudo-a-titanium alloys. The article discusses a method of strengthening pseudo-a-titanium alloy VT41 by thermal cycling. The microstructure of the alloy after various numbers ofprocessing cycles, as well as the mechanical properties of the hardened alloy, were studied.
Key words: pseudo-a-titanium alloys, thermal cycling, steam turbine blades, titanium, polymorphic transformation temperature.
Vornacheva Irina Valerievna, candidate of technical sciences, docent, vornairina2008@yandex. ru, Russia, Kursk, South-West State University,
Voinash Sergey Aleksandrovich, junior researcher at the research laboratory "Intelligent Mobility", ser-gey_voi@mail. ru, Russia, Kazan, Kazan Federal University,
Sokolova Viktoriia Aleksandrovna, candidate of technical sciences, docent, leading researcher at the research laboratory "IntelligentMobility", sokolova [email protected], Russia, Kazan, Kazan Federal University,
Orekhovskaya Alexandra Alexandrovna, candidate of agricultural sciences, leading researcher at the research laboratory "IntellectualMobility", orehovskaja [email protected], Russia, Kazan, Kazan Federal University,
Zagidullin Ramil Ravilevich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Kazan, Kazan Federal University
УДК: 621.914.54
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-2-473-474
АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ МАЛОГАБАРИТНЫХ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ, ПОИСК ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ПРОИЗВОДСТВЕ
И.М. Кулешов, Д.С. Макашин
В статье рассматриваются особенности малогабаритных фрезерных станков с ЧПУ и их применение на производстве. Показано, что современные малогабаритные станки с ЧПУ являются полноценным металлообрабатывающим оборудованием, не уступающим по качеству и точности своим полноразмерным аналогам. Подробно рассмотрены преимущества и недостатки по сравнению с крупногабаритным оборудованием. Разработана методика выбора настольного станка для изготовления деталей различной сложности. Подробно рассмотрен выбор оборудования по разработанной методике.
Ключевые слова: настольный фрезерный станок, ЧПУ, программное обеспечение, малогабаритный фрезерный станок, точность, обработка.
Малогабаритные станки с ЧПУ уверенно применяются на производствах небольших изделий. Использование таких фрезерных станков с ЧПУ на производствах улучшает автоматизацию и сохраняет гибкость производства [1].
Современные малогабаритные станки с ЧПУ являются полноценным металлообрабатывающих оборудованием, которые по своим характеристикам могут не отставать от полноценных крупногабаритных станков. Такие станки хорошо подходят для производств с небольшой производственной площадью, где изготавливаются малогабаритные изделия [2].
