ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина», Екатеринбург, Россия:

А. Г. Илларионов, доцент кафедры термообработки и физики металлов Института новых материалов и технологий, канд. техн. наук, эл. почта: a.g.illarionov@urfu.ru
Ф. В. Водолазский, доцент кафедры термообработки и физики металлов Института новых материалов и технологий, канд. техн. наук, эл. почта: f.v.vodolazskiy@urfu.ru

АО «Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (АО «РусНИТИ»), Челябинск, Россия:
Я. И. Космацкий, заместитель начальника отдела по бесшовным трубам в отделе технологии производства труб — заведующий лабораторией волочения и прессования, ответственный за ВЭД, канд. техн. наук, эл почта: kosmatski@rosniti.ru

ООО «Научно-технический центр ТМК» (ООО «ТМК НТЦ»), Москва, Россия¹ ; ФГАОУ ВО «Южно-Уральский государственный университет (НИУ)», Челябинск, Россия²:
Е. А. Горностаева, младший научный сотрудник лаборатории материаловедения и сварки¹, аспирант
кафедры металловедения и физикохимии материалов², эл почта: GornostaevaEA@tmk-group.com

Представлены результаты исследования сплава ПТ-1М, относящегося к системе Ti – Al и α-сплавам титана и используемого для изготовления труб различного назначения, в том числе подвергаемых при получении горячему прессованию. При разработке технологии производства горячепрессованных труб вначале необходимо определить температурно-силовые параметры процесса прессования, обеспечивающие получение качественного трубного полуфаб риката. В работе методами пробных закалок, оптической микроскопии, термодинамического анализа в программном комплексе ThermoCalc, физического моделирования процесса горячей деформации на многофункциональном комплексе Gleeble 3800, математических расчетов осуществлено определение температуры полиморфного α + β → β-превращения и температурных интервалов нагрева и усилий, необходимых для горячего прессования титанового сплава ПТ-1М при изготовлении передельных труб заданного размера на промышленных мощностях Группы ТМК. На основании оценки температурного интервала реализации α + β → β-превращения в сплаве ПТ-1М методом термодинамического расчета в программном комплексе ThermoCalc рекомендованы температуры испытаний сплава ПТ-1М для оценки усилий при реализации последующей горячей деформации. Проведено физическое моделирование процесса горячей деформации сжатием образцов из сплава ПТ-1М в рекомендуемом диапазоне температур, обоснован характер изме нения усилий от температуры и величины истинной деформации, определены максимальные усилия и деформационный разогрев в ходе испытаний. Расчетом показано, что в рекомендуемом температурном диапазоне прессования труб заданного размера из исходной заготовки из сплава ПТ-1М пиковые нагрузки не превышают энергосиловых параметров планируемого для прессова ния оборудования.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-79-10107).

1. Горынин И. В., Ушков С. С., Хатунцев А. Н., Лошакова Н. И. Титановые сплавы для морской техники. — СПб. : Политехника, 2007. — 387 с.
2. ОСТ 1 92077–91. Сплавы титановые. Марки. — Введ. 01.01.1992.
3. Ильин А. А., Колачев Б. А., Полькин И. С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства : справочник. — М. : ВИЛС-МАТИ, 2009. — 520 с.
4. Илларионов А. Г., Космацкий Я. И., Филяева Е. А. и др. Экспериментальное определение температурных параметров для оценки возможности изготовления горячепрессованных труб из сплава Ti-3Al-2,5V // Металлург. 2016. № 9. С. 83–87.
5. Пышминцев И. Ю., Космацкий Я. И., Филяева Е. А. и др. Структура и свойства металла горячепрессованной трубы из сплава TI – 3AL – 2,5V // Металлург. 2018. № 4. С. 70–75.
6. Banerjee D., Williams J. C. Perspectives on titanium science and technology // Acta Materialia. 2013. Vol. 61. P. 844–879.
7. Александров В. К., Аношкин Н. Ф., Белов А. Ф. и др. Полуфабрикаты из титановых сплавов. — М. : ОНТИ ВИЛС, 1996. — 584 с.
8. Пат. WO 2016068748 A1. Способ изготовления труб со спираль ными ребрами / А. П. Анисимов, В. В. Антипов, В. Н. Копылов, Л. П. Ртищева, В. Г. Смирнов, А. А. Харин. — опубл. 06.05.2016 г.
9. Чухина Е. В., Шолохова А. Ю., Желнина А. В., Илларионов А. Г. Использование программного комплекса Thermocalc для расчета температуры полиморфного (α + β) – β-превращения в двухфазном титановом сплаве // Матер. XVII Междунар. науч.-техн. школы-семинара металловедов – молодых ученых. 2016. Т. 2. С. 314–317.
10. Zhao D., Ebel T., Yan M., Qian M. Trace carbon in biomedical beta-titanium alloys: Recent Progress // JOM. 2015. Vol. 67. No. 10. P. 2236–2243.
11. Космацкий Я. И., Баричко Б. В., Панова К. Ю. Технология процессов прессования : учеб. пособие. — Челябинск : Изд-во ЮУрГУ, 2011. — 70 с.
12. Колачев Б. А., Егорова Ю. Б., Белова С. Б. О связи температуры α + β → β-перехода промышленных титановых сплавов с их химическим составом // Металловедение и термическая обработка металлов. 2008. № 8. С. 10–14.
13. Qiang Liao, Chao Deng, Heng-lei Qu, Ya-she Yang, Li Nan et al. Effect of Deformation rate on microstructure and tensile properties of cold rolled Ti – 3Al – 2,5V alloy tube // Ti 2011 – Proceedings of the 12th World Conference on Titanium. 2012. Vol. 1. P. 278–281.
14. Hammond C., Nutting J. The physical metallurgy of superalloys and titanium alloys // Metal Science. 1977. Vol. 11. No. 10. P. 474–490.
15. Никольский Л. А., Фиглин С. З., Бойцов В. В. и др. Горячая штамповка и прессование титановых сплавов. — М. : Машиностроение, 1975. — 285 с.
16. Космацкий Я. И., Филяева Е. А., Фокин Н. В., Яковлева К. Ю. Определение технологической возможности изготовления нового вида бесшовных труб TREX из титанового сплава Ti – 3Al – 2,5V // Качество в обработке материалов. 2016. Вып. № 2. С. 15–22.
17. Глазунов С. Г., Моисеев В. Н. Конструкционные титановые сплавы. — М. : Металлургия, 1974. — 368 с.