Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Научные труды (Вестник МАТИ), 2013, №20 (92)

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 603275.0017.99
Научные труды, 2013, №20 (92)-М.:МАТИ,2013.-328 с.[Электронный ресурс]. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/524954 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
 
Министерство образования и науки РФ 

 
Федеральное государственное бюджетное образовательное  
учреждение высшего профессионального образования 
«МАТИ – Российский государственный технологический 
университет имени К.Э. Циолковского» 
(МАТИ) 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НАУЧНЫЕ ТРУДЫ 
/ Вестник МАТИ / 

 
Издание основано в 1940 году 
 
Выпуск 20 (92) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 2013 

УДК 621; 669; 681.5; 66; 621.37/39; 681.2; 005; 504; 51; 53; 531/534; 54; 378  
 
 
Научные труды (Вестник МАТИ). Вып. 20 (92). − М.: МАТИ, 2013. − 328 с.: ил.  
 
Учредитель – ФГБОУ ВПО ««МАТИ – Российский государственный технологический 
университет имени К.Э. Циолковского»» 
 
Свидетельство о регистрации ПИ № ФС 77 - 52752 от 1 февраля 2013 г. выдано Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия (Роскомнадзор) Минкомсвязи РФ. 
 
Подписной индекс в каталоге агентства «Роспечать» – 25221. 
 
В данном выпуске рецензируемого научно-технического сборника «Научные труды (Вестник МАТИ)» представлены результаты фундаментальных и прикладных исследований, выполненных учеными и специалистами МАТИ и других организаций (в 
том числе в соавторстве) в широком спектре научных направлений, включая научноисследовательские работы по грантам и научно−техническим программам.  
Материалы, опубликованные в сборнике, включаются в базу данных Российского 
индекса научного цитирования (РИНЦ).  
 
Сборник рассчитан на работников научных и производственных предприятий, 
преподавателей вузов и аспирантов. Может использоваться при переподготовке кадров промышленных предприятий. 
 

Главный редактор: ректор, проф. А.В. Рождественский 
 
Заместитель главного редактора: проф. И.В. Суминов 
 
 
Редакционная коллегия: 
проф. Агамиров Л.В., засл. проф. МАТИ Бибиков Е.Л.,  
чл.-корр. РАН, проф. Васильев В.В., проф. Галкин В.И.,  
проф. Гегель Л.А., проф. Голов Р.С., проф. Дмитренко В.П.,  
акад. РАН, проф. Ильин А.А., проф. Попов В.Г.,  
проф. Слепцов В.В., проф. Сухов С.В., проф. Уваров В.Н.,  
нач. ОНТИ Чивикина Г.И., проф. Юрин В.Н. 
Ответственный 
секретарь редколлегии: 
Свиридов Б.Ф. 

 
 
Научные редакторы: 
проф. Александровская Л.Н., проф. Беклемишев Н.Н.,  
проф. Бойцов А.Г., проф. Болотин И.С., проф. Васильев В.А., 
проф. Путятина Л.М., проф. Решетников В.А., проф. Черняев А.В., 
проф. Чумадин А.С., проф. Шадский В.А., проф. Шилов В.В. 
 
 
 
 
Тел. (495) 915-37-76, факс (495) 915-09-35, э/почта onti@tech-atlas.net  
Адрес: 121552 Москва, Оршанская ул., 3, МАТИ 
 
 
 
ISSN 2305-7866 
© ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный  
технологический университет имени К.Э. Циолковского», 2012 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
Настоящий выпуск сборника «Научные труды (Вестник МАТИ)» – юбилейный: 15 лет назад по инициативе ректора МАТИ проф. Б.С. Митина возобновлен 
выпуск нашего издания, основанного в 1940 году, когда наш вуз получил имя 
«МАТИ». В период 1998 – 2012 гг. вышли из печати 19 выпусков: по 1 – 2 в год в 
зависимости от активности авторов статей. 
Отличительной особенностью сборника является широта тематики разделов, что позволяет публиковаться специалистам (преподавателям, аспирантам, 
научным работникам и т.п.) практически любой кафедры университета. Т.е. это 
ОБЩЕМАТЕВСКОЕ рецензируемое издание, полно отражающее политематический характер научных школ нашего университета и 
их, большей частью, аэрокосмическую направленность. Таким образом, данное издание – пример успешно работающей традиции МАТИ. У нас публикуются и авторы из других вузов, специалисты промышленности и учреждений РАН, в том числе участники Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии».  
01 февраля 2013 года сборник «Научные 
труды (Вестник МАТИ)» зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и 
охране культурного наследия (Роскомнадзор) Минкомсвязи РФ в качестве средства массовой информации (Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77 - 
52752 г. показано на рис. 1). 
В данном, 20-м выпуске сборника «Научные 
труды (Вестник МАТИ)» традиционно представлены 
результаты фундаментальных и прикладных исследований, выполненных учеными МАТИ, также других научно-исследовательских и производственных 
организаций (в том числе в соавторстве) в широком спектре научных направлений, включая научно-исследовательские работы по грантам и ряду научно− технических программ.  

 
Рис. 1. Свидетельство  
Роскомнадзора 

Сборник «Научные труды (Вестник МАТИ)» № 20 (92) содержит 12 тематических разделов, соответствующих многопрофильному характеру нашего университета. 

Научные труды МАТИ им. К.Э. Циолковского, 2013 г. Вып. 20 (92) 
3

Научные труды (Вестник МАТИ), 2013 г. Вып. 20 (92)

4

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 

УДК 669.295

CРАВНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

СЛИТКОВ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ, 

ВЫПЛАВЛЕННЫХ В ПЕРИОД С 1970 ПО 2011 ГОДЫ

д.т.н., проф., Ю.Б. Егорова, к.т.н., доц. И.М. Мамонов, Р.А. Давыденко

Проведен статистический анализ данных контроля химического состава и механических 

свойств слитков титановых сплавов, выплавленных в 1970-75, 1999-2003 и 2009-2011 гг. Установлены значимые различия по содержанию алюминия, кислорода, азота, пределу прочности, ударной 
вязкости и относительному удлинению.

Statistical analysis of chemical composition control and mechanical properties control data for tita
nium alloys ingots, melted during 1970-75, 1999-2003 и 2009-11 years was prepared. Significant differences of aluminum, oxygen and nitrogen content, tensile strength, toughness, elongation were identified.

Ключевые слова: слитки титановых сплавов, химический состав, механические свойства.

Keywords: titanium alloys ingots, chemical composition, mechanical properties.

Введение

Для разработки достоверных методов прогнозирования различных свойств

титановых сплавов необходимо знать реальное содержание легирующих элементов и примесей, их эквивалентов по алюминию и молибдену, а также статистически 
значимые значения механических свойств конкретных полуфабрикатов. Кроме этого необходимо оценить диапазон изменения и однородность этих характеристик 
для слитков и деформированных полуфабрикатов из титановых сплавов. Есть сведения о том, за последние 30-40 лет произошло изменение среднего химического 
состава титановых сплавов, особенно содержания примесей, что необходимо, естественно, учитывать при разработке методов прогнозирования их свойств.

Цель настоящей работы заключалась в том, чтобы на основе статистической 

обработки проанализировать изменения химического состава и механических 
свойств слитков титановых сплавов за различные периоды времени (1970-75 гг., 
1999-2003 гг., 2009-2011 гг.).

Подробности исследований

Объектами исследования послужили слитки второго и третьего переплавов 

из сплавов ВТ1-00, ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ОТ4-1В, ВТ5, ВТ5-1, СТ6, ВТ6, ВТ8, 
ВТ3-1, ВТ20, ВТ18У, ВТ25У, ВТ9, ВТ14, ВТ16, ВТ22, Grade 2, Grade 4, Grade 5. 
Слитки были получены по промышленной технологии в вакуумно-дуговых печах с 
расходуемым электродом. Механические свойства оценивали по технологической 
пробе (сечением 14х14 мм), полученной ковкой из головного темплета слитка. Отжиг кованых прутков (технологических проб) проводили по промышленным режимам. 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Научные труды (Вестник МАТИ), 2013 г. Вып. 20 (92)
5

Статистическую обработку проводили с помощью ППП «Stadia» [1]. Иссле
дуемыми факторами при статистической обработке были данные химического анализа по содержанию легирующих элементов и регламентируемых примесей, структурные и прочностные эквиваленты по алюминию и молибдену, а также результаты 
механических испытаний технологических проб (временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, поперечное сужение, ударная вязкость, твердость по 
Бринеллю). Структурные и прочностные эквиваленты определяли по соотношениям, приведенным в [7-9].

Результаты и обсуждение

Сравнение химического состава 3790 слитков, выплавленных в разные годы, 

показало значимые различия по содержанию алюминия и примесей внедрения. В 
1999-2011 гг. среднее содержание алюминия во всех слитках было выше среднего 
значения, регламентируемого нормативными документами (НД) [2-6], приблизительно на 0,3 %, в то время как в 1970-х гг. оно соответствовало средним значениям по НД. Стандартное отклонение уменьшилось от 0,21 % в 1970-х гг. до 0,15 % в 
2000-2011 гг.; коэффициент вариации – с 5,5 % (1970-е гг.) до 2,5-3,4 % (2000-2011 
гг.). Полученные результаты свидетельствуют о том, что в 2000-2011 гг. сузился 
диапазон значений содержания алюминия и повысилась однородность слитков по 
алюминию в пределах ТУ по сравнению с 1970-ми гг. 

Среднее содержание кислорода в слитках уменьшилось почти в 2 раза: с 

0,11 % м. в 1970-х годах до 0,065 % в 2009 г. и до 0,061 % в 2011 г. (табл. 1); среднее содержание азота уменьшилось в 2 раза: с 0,02 % м. в 1970-х годах до 0,01 % в 
2009-2011 гг.; среднее содержание железа снизилось с 0,12 % в 1970-х гг. до 0,09 % 
в 2009-11 гг. Содержание углерода и водорода в слитках снизилось незначительно 
и составляет в среднем 0,022 и 0,004 % соответственно. 

Таблица 1

Среднее содержание примесей (% м.) в слитках 2 переплава 

титановых сплавов, выплавленных с 1970 по 2011 гг.

год
С
Fe
Si
O
N
H
Zr



стр
экв
Al '


стр
экв
Мо '



пр
экв
Al '


пр
экв
Мо '

для примесей

1970
0,025
0,115
0,044
0,11
0,021
0,005
1,77
0,29
2,90
0,17

2000
0,023
0,127
0,042
0,084
0,014
0,005
0,02
1,35
0,32
2,42
0,18

2009
0,022
0,090
0,028
0,065
0,010
0,004
0,01
1,07
0,22
1,89
0,13

2011
0,022
0,094
0,042
0,061
0,010
0,004
0,01
1,10
0,23
1,90
0,13

Такие изменения содержания примесей привели к снижению кислородного 

эквивалента, структурных и прочностных эквивалентов по алюминию и молибдену 

в 2009-2011 гг. по сравнению с 1970-ми гг.: Оэкв с 0,18 до 0,11 %, 

стр
экв
Al '
– с 1,8 до 

1,1 %; 

стр
экв
Мо '
– с 0,29 до 0,23 %; 


пр
экв
Al '
– с 2,9 до 1,9%; 

пр
экв
Мо '
– с 0,17 до 0,13 % 

(табл.1).

В табл. 2 и 3 приведены средние статистические значения структурных и 

прочностных эквивалентов для исследованных слитков, а также значения эквивалентов, рассчитанных по среднему содержанию легирующих элементов, указанному в НД.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Научные труды (Вестник МАТИ), 2013 г. Вып. 20 (92)
6

Таблица 2

Средние значения структурных эквивалентов по алюминию и молибдену 

для слитков титановых сплавов 1970-75 и 1999-2011 гг.

№
пп
Сплав



стр
экв
Al '
, %


стр
экв
Мо '
, %

Среднее 

по НД
1970-75 гг.
1999-2011 гг.
Среднее 

по НД
1970-75 гг.
1999-2011 гг.

1
ВТ1-00
1,0
1,2
–
0
0,1
–

2
ВТ1-0
1,2
1,8
1,0
0
0,15
0,4

3
ВТ5
6,0
6,9
–
0
0,3
–

4
ВТ5-1
6,8
7,5
7,9
0
0,3
0,3

5
СТ6
–
–
9,6
–
–
2,8

6
ВТ20
7,8
–
8,2
1,7
–
3,4

7
ВТ18У
9,0
–
9,7
1,0
–
1,2

8
ВТ6
7,0
8,4
7,28
3,2
3,9
3,4

9
ВТ3-1
7,3
7,6
7,6
6.3
6,4
6,4

10
ВТ8
7,5
8,0
7,9
3.3
3,4
4.1

11
ОТ4-0
1,8
2,4
–
1,3
1,5
–

12
ОТ4-1
2,5
2,9
3,46
1,7
2,9
2,0

13
ОТ4
5,0
5,7
–
2,5
2,5
–

14
ВТ25У
8,7
–
9,4
4,5
–
4,9

15
Grade 2
2,5
–
2,2
0
–
0,2

16
Grade 4
–
–
2,15
0
–
2,3

17
Grade 5
7,0
–
8,3
2,9
–
3,3

18
ВТ9
7,8
–
8,0
3,0
–
3,8

Структурный эквивалент по алюминию и в 1970-75 гг. и в 1999-2011 гг. выше 

среднего по НД; возможно, это связано с тем, что в соответствии с работами [7-9]
при определении эквивалента по алюминию по НД действие примесей внедрения 
принято эквивалентным 1 % Al, тогда как в действительности было обнаружено, что 
для слитков 1970-75 гг. оно в среднем равно 1,8 %, а для слитков 1999-2011 гг. –
1,4 % (табл. 1). Кроме этого, как было показано выше, в 1999-2011 гг. увеличилось 
среднее содержание алюминия в слитках.

Сравнение прочностных эквивалентов слитков со средним по НД и за разные 

годы показало, что эквивалент по алюминию и в 1970-75 гг., и в 1999-2011 гг. ниже 
среднего по НД (табл. 3). Возможно, это связано с тем, что в соответствии с работами [7-9] при определении эквивалента по алюминию по НД упрочняющее действие примесей внедрения принято эквивалентным 3,8 % Al, тогда как в действительности было обнаружено, что для слитков 1970-75 гг. оно в среднем равно 2,9 %, а 
для слитков 1999-2003 гг. – 2,4 % (табл. 1).

Структурный и прочностной эквиваленты по молибдену и в 1970-75 гг. и в 

1999-2011 гг. выше среднего по НД (табл. 2 и 3).  Это может быть обусловлено тем, 
что содержание β-стабилизаторов Mo, V, Mn, Cr в исследованных слитках было 
выше среднего по НД. 

В табл. 4 и 5 приведены статистические средние значения механических 

свойств технологических проб слитков, выплавленных в 1970-75 и 1999-2003 гг., а 
также значения свойств по НД. Для временного сопротивления разрыву отечественных сплавов указано среднее значение по НД, а для остальных свойств минимальное значение, регламентируемое в ГОСТ и ОСТ. Для зарубежных сплавов в 
соответствии с ASTM регламентируется только минимальный уровень свойств (так 
называемый S-уровень).

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Научные труды (Вестник МАТИ), 2013 г. Вып. 20 (92)
7

Таблица 3

Средние значения прочностных эквивалентов по алюминию и молибдену 

для слитков титановых сплавов 1970-75 и 1999-2011 гг.

№
пп
Сплав



пр
экв
Al '
, %


пр
экв
Мо '
, %

Среднее 

по НД

1970-75 

гг.

1999-2011 

гг

Среднее 

по НД

1970-75 

гг.

1999-2011 

Гг.

1
ВТ1-00
2,3
2,5
–
0
0,1
–

2
ВТ1-0
3,8
3,3
1,8
0
0,1
0,2

3
ВТ5
8,8
8,4
0
0,17
–

4
ВТ5-1
10,1
9,2
9,7
0
0,18
0,14

5
СТ6
–
–
11,6
–
–
5,1

6
ВТ20
11,5
–
9,9
1,6
–
1,7

7
ВТ18У
13,5
–
12,6
1,0
–
1,2

8
ВТ6
9,8
10,1
8,3
2,4
3,1
2,7

9
ВТ3-1
10,8
9,6
9,3
5,1
5,2
5,2

10
ВТ8
11,3
10,1
9,4
3,3
3,6
3,8

11
ОТ4-0
4,6
3,8
–
1,0
0,9
–

12
ОТ4-1
5,8
5,3
4,5
1,5
1,8
1,7

13
ОТ4
7,8
6,9
–
1,5
1,5
–

14
ВТ25У
13,2
–
12,1
5,0
–
5,16

15
Grade 2
4,0
–
4,0
0
–
0,12

16
Grade 4
4,4
–
8,3
0
–
1,3

17
Grade 5
10,0
–
10,2
2,4
–
2,6

18
ВТ9
11,6
–
10,1
3,0
–
3,7

Таблица 4

Предел прочности и ударная вязкость технологических проб слитков 

титановых сплавов 1970-75 и 1999-2003 гг.

№
пп
Сплав

σв, МПа
KCU, МДж/м2

Среднее 

по НД

1970-75 

гг.

1999-2003 

гг

НД,

не менее

1970-75 

гг.

1999-2003 

гг.

1
ВТ1-00
375
388
1,2
1,79

2
ВТ1-0
475
472
431
1,0
1,69
1,9

3
ВТ5
850
879
0,5
0,73

4
ВТ5-1
900
916
864
0,4
0,75
0,8

5
СТ6
0,5
0,59

6
ВТ20
1025
0,5
0,7

7
ВТ18У
1050
0,2
0,35

8
ВТ6
1000
1048
964
0,4
0,54
0,9

9
ВТ3-1
1100
1113
1085
0,3
0,48
0,53

10
ВТ8
1100
1154
1128
0,3
0,59

11
ОТ4-0
575
589
0,7
1,3

12
ОТ4-1
675
713
644
0,45
0,87
0,98

13
ОТ4
800
840
0,4
0,7

14
ВТ25У
1050
1198
0,3
0,29

15
Grade 2
≥345
571

16
Grade 4
≥550
811

17
Grade 5
≥895
1030

18
ВТ9
1150
1163
0,3
0,47

Сравнение временного сопротивления разрыву технологических проб слит
ков со средним по НД и за разные годы показало (табл. 4), что предел прочности в 
1970-75 гг. выше среднего по НД на 15-50 МПа, в то время, как для большинства 
исследованных сплавов предел прочности в 1999-2003 гг. ниже среднего по НД на 
15-40 МПа; исключение составляют ВТ8 и ВТ25У, для которых σв выше на 30 и 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Научные труды (Вестник МАТИ), 2013 г. Вып. 20 (92)
8

140 МПа соответственно. В 1999-2003 гг. временное сопротивление разрыву 
уменьшилось в среднем на 30-70 МПа (в зависимости от марки сплава) по сравнению с 1970-ми гг.

Таблица 5

Относительное удлинение и поперечное сужение технологических проб 

слитков титановых сплавов 1970-75 и 1999-2003 гг.

№
пп
Сплав

δ, %
ψ, %

НД

не менее
1970-75 гг.
1999-2003 

гг.

НД

не менее
1970-75 гг.
1999-2003 

гг.

1
ВТ1-00
25
35,8
55
73,4

2
ВТ1-0
20
25,9
35,6
50
61,6
67,6

3
ВТ5
10
13,7
25
40,6

4
ВТ5-1
10
12,5
15,1
25
39,8
32,3

5
СТ6
11,8
41,0

6
ВТ20
10
13,5
25
42,1

7
ВТ18У
10
15,8
25
32,3

8
ВТ6
10
12,8
13,7
30
42,9
42,9

9
ВТ3-1
10
15,0
15,7
30
43,0
43,7

10
ВТ8
8
14,1
14,7
20
40,4
34,8

11
ОТ4-0
20
23,2
45
57,7

12
ОТ4-1
15
20,0
23,4
35
54,4
51,5

13
ОТ4
11
15,5
30
48,7

14
ВТ25У
10
9,6
20
21,5

15
Grade 2
20
22,6
30
57,4

16
Grade 4
15
20,2
25
45,5

17
Grade 5
10
13,2
25
44,5

18
ВТ9
9
11,5
25
32,7

Сравнение пластических свойств с минимальными по НД и за разные годы 

показало (табл. 5), что относительное удлинение выше минимального по НД в 
1970-75 гг. на 3-11 % (в среднем на 5 %), в 1999-2003 гг. – на 3-16 % (в среднем на 
6 %); исключение составляет сплав ВТ25У. В 1999-2003 гг. относительное удлинение повысилось на 1-10 % (в среднем на 3 %) по сравнению с 1970-75 гг. Поперечное сужение выше минимального по НД в 1970-75 гг. на 12-20 % (в среднем на 19 
%), в 1999-2003 гг. – на 3-20 % (в среднем на 15 %); исключение составляет сплав 
ВТ25У. В 1999-2003 гг. поперечное сужение мало изменилось по сравнению с 197075 гг.

Таким образом, сравнение механических свойств слитков показало, что в 

1999-2003 гг. временное сопротивление разрыву уменьшилось в среднем на 30-70 
МПа (в зависимости от марки сплава) по сравнению с 1970-ми гг., при этом значения относительного удлинения и ударной вязкости повысились, а поперечного сужения – практически не изменились. Это, скорее всего, обусловлено снижением 
содержания примесей внедрения в слитках титановых сплавов и, соответственно, 
кислородного эквивалента и эквивалента по алюминию.

Проведем приблизительную оценку влияния увеличения содержания алюми
ния и снижения количества примесей внедрения на уровень предела прочности 
технологических проб. По литературным данным 1 % алюминия приводит к повышению прочности на 60 МПа [7-9], тогда увеличение содержания алюминия в слитках на 0,2-0,3 % должно повышать прочность на 12-18 МПа. В то же время уменьшение содержания кислорода и азота должно сопровождаться более существенным снижением прочности. По литературным данным 1 %м. кислорода приводит к 
повышению прочности на 1250 МПа [7-9], тогда снижение содержания кислорода в 
слитках на 0,03 % должно снижать прочность на 30 МПа. Эффект упрочнения от 
введения 1 %м. азота еще выше, чем от кислорода, и составляет 2500 МПа [7-9]. 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Научные труды (Вестник МАТИ), 2013 г. Вып. 20 (92)
9

Тогда снижение содержания азота в слитках на 0,01% должно снижать прочность 
на 20 МПа. Так что совместное влияние алюминия и примесей внедрения действительно может приводить к снижению прочности на 30-40 МПа.

Выводы

1. На основе статистического анализа установлены средние значения и раз
брос содержания легирующих элементов и примесей, структурных и прочностных 
эквивалентов по алюминию и молибдену в слитках из титановых сплавов разных 
классов, выплавленных в 1970-75, 1999-2003  и 2009-2011 гг.

2. Определены статистические средние значения и разброс механических 

свойств технологической пробы слитков (кованых прутков 14х14 мм) титановых 
сплавов разных классов.

3. Сравнение химического состава и механических свойств технологических 

проб слитков, выплавленных в разные годы, показало, что в 1999-2011 гг. среднее 
содержание алюминия увеличилось на 0,3 % по сравнению с 1970-ми гг., при этом 
среднее содержание кислорода и азота снизилось в 2 раза.

4. Сравнение механических свойств кованых прутков показало, что в 1999
2003 гг. временное сопротивление разрыву уменьшилось в среднем на 30-70 МПа 
(в зависимости от марки сплава)  по сравнению с 1970-ми гг., при этом значения 
относительного удлинения и ударной вязкости повысились, а поперечного сужения 
– практически не изменились.

Литература

1. Кулаичев А.П. Методы и средства комплексного анализа данных. М: ФОРУМ: 

ИНФРА-М, 2006. - 512 с.

2. ГОСТ 19807-91. Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки.

3. ОСТ 1 90013-81. Сплавы титановые. Марки. 

4. ОСТ 192077-91. Сплавы титановые. Марки. 

5. ASTM B 348-03. Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Bars and Bil
lets.

6. ОСТ 1 90107-73. Прутки кованые из титановых сплавов. 

7. Титановые сплавы в конструкциях и производстве авиадвигателей и авиацион
но-космической технике. / Б.А. Колачев, Ю.С. Елисеев, А.Г. Братухин, В.Д. Талалаев – М.: Издательство МАИ, 2001. – 416 с.

8. Колачев Б.А., Полькин И.С., Талалаев В.Д. Титановые сплавы разных стран. –

М.: ВИЛС, 2000. – 316 с.

9. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, 

свойства. – М.: ВИЛС - МАТИ, 2009. – 520 с.

Сведения об авторах

Егорова Юлия Борисовна – д.т.н., профессор Ступинского филиала МАТИ
Egorova Yulija Borisovna – doctor of sciences, professor of Stupino branch, MATI,

e-mail: egorova_mati@mail.ru

Мамонов Игорь Михайлович – к.т.н., доцент, заведующий кафедрой Ступин
ского филиала МАТИ

Mamonov Igor Mikhailovich – candidate of sciences, associate professor, head of 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Научные труды (Вестник МАТИ), 2013 г. Вып. 20 (92)
10

the department, Stupino branch, MATI, e-mail: mamonovim@mati.ru

Давыденко Роман Алексеевич – аспирант Ступинского филиала МАТИ
Davidenko Roman Alexeevich – postgraduate student, Stupino branch, MATI,

e-mail: egorova_mati@mail.ru

УДК 669. 017.3

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ГРАНУЛ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ6 

ПРИ ОБРАТИМОМ ЛЕГИРОВАНИИ ВОДОРОДОМ1

Г.Т. Зайнетдинова, Ю.Э. Рунова, М.А. Герман

В работе исследовано влияние обратимого легирования водородом на формирование 

структуры гранул из сплава ВТ6. Показано, что создание с помощью термоводородной обработки в 
гранулах дисперсной (+)- или гетерофазной (+2+)- структуры позволяет уменьшить температуру спекания или прикладываемое давление.

In article the influence of reversible hydrogen alloying on forming of granules structure made of al
loy VT6 was investigated. It was shown the creating of fine (+)- or heterophase (+2+)- structure by 
thermohydrogen treatment allows to decrease sintering temperature or pressure. 

Ключевые слова: титановый сплав, гранула, структура, термоводородная обработка.

Keywords: titanium alloy, granule, structure, thermohydrogen treatment.

Введение

Области использования титановых сплавов постоянно расширяются благо
даря их уникальным свойствам. Помимо традиционных отраслей промышленности, 
таких как авиационная, космическая, химическая, где с момента промышленного 
освоения используется титан, в последнее время идет ускоренными темпами его 
внедрение и в другие области народного хозяйства. Однако несмотря  на явные 
преимущества титана перед другими конструкционными материалами, его использование сдерживается из-за высокой стоимости. 

Процесс изготовления деталей и элементов конструкций из титановых спла
вов более трудоёмкий в силу присущих титану свойств. Например, невысокая технологичность при обработке давлением приводит к повышению трудоемкости производства и снижению коэффициента использования металла[1].

Кроме того, титановые сплавы плохо обрабатываются резанием по сравне
нию с другими конструкционными материалами. По данным работы [2] на механическую обработку приходится около 35 % от стоимости конечного изделия, что превышает стоимость получения титановой губки, слитков или полуфабрикатов. Таким 
образом экологически целесообразно максимальное приближение формы и размеров титановых заготовок к форме и размерам готового изделия. Например, это 
возможно осуществить при фасонном литье. Однако структура, формирующаяся в 
процессе литья, обуславливает низкий комплекс механических свойств, особенно 
усталостных, и преобразовать такую структуру традиционными методами термиче
1 Основные экспериментальные результаты получены на оборудовании ресурсного 

центра коллективного пользования «Авиационно-космические материалы и технологии».