Встановлено, що використання порошку титану як основи сумішей порошкових компонентів при синтезі титанових сплавів за схемою “пресування-спікання” небажане з наступних причин:
після пресування залишаються крупні порожнини, які при спіканні практично не заліковуються. Для отримання менших розмірів вихідних пор необхідно прикладання значних тисків, що може значно ускладнити синтез та підвищити вартість виробів; окисна плівка на поверхні частинок є перешкодою дифузійному масопереносу, уповільнюючи процеси консолідації; при легуванні елементарним алюмінієм та елементами, здатними утворювати евтектики з титаном (залізо та марганець), формуються рідкі фази, що просочуються між частинками в матрицю, залишаючи систему пор, яка морфологічно відтворює розподіл рідко фазних участків. Встановлено, що використання гідриду титану вносить суттєве покращення в процес синтезу титанових сплавів за схемою “пресування-спікання” з наступних причин:
завдяки крихкості та низькій міцності гідриду його частки подрібнюються в процесі пресування, що суттєво зменшує розмір початкових пор, сприяючи їх кращому заліковуванню при подальшому спіканні; дисоціація гідриду під час спікання супроводжується значним зменшенням лінійних розмірів та розтріскуванням частинок, збільшенням їх питомої поверхні і утворенням дефектів кристалічної структури, що позитивно впливає на прискорення дифузійного масопереносу, сприяє частковому протіканню реакції з алюмінієм у твердому стані, і, тим самим, обмежує утворення пор внаслідок розплавлення алюмінію; в момент виходу атомарного водню на поверхню він здатний відновлювати оксиди, що сприяє очищенню поверхні частинок та інтенсифікує процеси спікання. Безсумнівною перевагою використання гідриду титану є незалежність густини синтезованого сплаву від тиску пресування в дослідженому інтервалі тисків (320-960 МПа), що має надзвичайно важливе практичне значення, оскільки дозволяє отримувати гомогенну мікроструктуру при виготовленні деталей складної форми, в яких важко забезпечити рівномірний тиск пресування по обєму.
При синтезі сплавів титану, які вміщують алюміній, бажано обмежити використання порошку чистого алюмінію; вводити його у вигляді порошку лігатур з високими точками плавлення. При синтезі сплавів титану, що вміщують елементи, які утворюють евтектики з титаном (наприклад, залізо та марганець), необхідною умовою отримання високих значень густини є уникнення утворення евтектичних розплавів, що досягається гомогенізаційними витримками нижче евтектичної температури. Синтезовані з використанням гідриду титану сплави завдяки малій пористості, хімічній гомогенності, дисперсній мікроструктурі, допустимому рівню кисню мають необхідний комплекс механічних властивостей, які не поступаються властивостям відповідних сплавів, отриманих за традиційними металургійними технологіями. Використання відносно недорогого порошку гідриду титану та найпростішого набору технологічних операцій дозволить значно знизити вартість виробів, що буде сприяти значному розширенню сфери використання титану.
Список опублікованих статей за темою дисертації 1. О.М.Ивасишин, Д.Г.Саввакин, Ф.Фроес, В.С.Моксон, К.А.Бондарева. Синтез сплава Ti-6Al-4V с низкой остаточной пористостью методом порошковой металлургии. // Порошковая металлургия. №7-8, 2002, с.54-64. 2. O.M.Ivasishin, D.G.Savvakin, F.H.Froes, V.S.Moxson, K.A.Bondareva. Titanium Powder Metallurgy for Automotive Components. Materials Technology, v.17, №1, March 2002, p.20-25. 3. О.М. Ивасишин, К.А. Бондарева, В.И. Бондарчук, О.Н. Герасимчук, Д.Г. Саввакин, Б.А. Грязнов. Сопротивление усталости сплава Ti-6Al-4V, полученного методом порошковой металлургии. // Проблемы прочности. №3, 2004, с.5-14. 4. Д.Г. Саввакин, К.А. Бондарева, И.С. Белов, А.Н. Грипачевский, В.В. Тихонович. Процессы химической гомогенизации при синтезе сплава Ti-6Al-4V из елементарных смесей. //Металлофизика и новейшие технологии. т.26, №5, 2004, с.675-690. 5. О.М. Ивасишин, К.А. Бондарева, А.И. Дехтяр, Д.Г. Саввакин, А.Н. Грипачевский, В.В. Тихонович. Синтез сплавов Ti-Fe и Ti-Al-Fe из елементарных порошковых смесей. //Металлофизика и новейшие технологии. т.26, №7, 2004, с.963-980. 6. O.M.Ivasishin, D.G.Savvakin, V.S.Moxson, K.A.Bondareva, and F.H. (Sam) Froes. High Integrity, Low Cost Titanium Powder Metallurgy Components. High Perfomance Metallic Materials For Cost Sensitive Applications TMS. Published by TMS. Warrendale, Pa., 2002, p.117-128. 7. O. M. Ivasishin, D. G. Savvakin, X. O. Bondareva, O. I. Dekhtyar. Synthesis of PM Titanium Alloys Using Titanium Hydride Powder: Mechanism of Densification. In “Titanium 2003, Science and Technology”, Proc. Of 10th World Conference on Titanium Held at the CCh-Congress Center Hamburg (Ed. G.Lutjering, J.Albrecht), Wiley-VCH, 2004, p.495-502. 8. Ивасишин О.М., Саввакин Д.Г., Бондарева К.А., Моксон В.С., Дузь В.А. Производство титановых сплавов и деталей экономичным методом порошковой металлургии для широкомасштабного промышленного применения. //Наука та іновації. Т.1, №2, 2005, с.44-58. |
