Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», Москва, Россия:

С. П. Галкин, профессор кафедры обработки металлов давлением (ОМД), докт. техн. наук, эл. почта: glk-omd@yandex.ru
Ю. В. Гамин, доцент кафедры ОМД, канд. техн. наук, эл. почта: y.gamin@mail.ru
Т. Ю. Кин, аспирант кафедры ОМД, эл. почта: tatianakin@mail.ru

АО «Завод качественных сплавов», Москва, Россия:

С. А. Костин, директор по развитию, эл. почта: kostin@ezks.ru

Представлено экспериментальное опробование технологии получения деформированного сплава системы Co – 28 Cr – 6 Mo с применением радиально-сдвиговой прокатки. Обточенные и гомогенизированные слитки вакуумно-индукционной плавки диаметром 57 мм подвергали радиально-сдвиговой прокатке за 4–5 проходов до прутков диаметром 18 и 29 мм при температуре 1200 °C с закалкой конечного профиля в воде или охлаждением на воздухе. Исследованы микроструктура и механические свойства в литом и деформированном состоянии. Полученные результаты по нормируемым показателям — пределу прочности, условному пределу текучести и относительному удлинению — соответствуют ГОСТ ИСО 5832-12–2009. При этом отмечены повышение относительного удлинения в 1,4–1,6 раза по сравнению с исходным литым состоянием и превышение нормативных требований в 3,0–3,3 раза. Опытная технология реализована на станах радиально-сдвиговой покатки НИТУ «МИСИС» и имеет перспективу промышленного масштабирования. Значительным преимуществом предложенной технологии является небольшой суммарный коэффициент вытяжки (μ = 3,86), обеспечивающий выполнение требований ГОСТ по механическим свойствам для деформированного сплава Co – Cr – Mo. 

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-19-00477, https://rscf.ru/project/23-19-00477/.

1. ГОСТ Р ИСО 5832-12–2009. Имплантаты для хирургии. Металлические материалы. Часть 12. Сплав кобальт-хром-молибденовый деформируемый. — Введ. 01.09.2010.
2. Eliaz N. Corrosion of metallic biomaterials: A review // Materials. 2019. Vol. 12, Iss. 3. 407. DOI: 10.3390/ma12030407
3. Галкин С. П., Гамин Ю. В., Алещенко А. С., Романцев Б. А. Современное развитие элементов теории, технологии и мини-станов радиально-сдвиговой прокатки // Черные металлы. 2021. № 12. C. 51–58.
4. Потапов И. Н., Полухин П. И. Технология винтовой прокатки. — М. : Металлургия, 1990. — 344 с.
5. Stefanik A., Szota P., Mróz S., Wachowski M. Changes in the properties in bimodal Mg alloy bars obtained for various deformation patterns in the RSR rolling process // Materials. 2022. Vol. 15, Iss. 3. 954. DOI: 10.3390/ma15030954
6. Galkin S. P., Aleshchenko A. S., Gamin Y. V. Development and experimental testing of the technology for producing deformed bars of alloy D16T from continuously casting billets of small diameter with low elongation ratios // Russ. J. Non-ferrous Metals. 2022. Vol. 63. P. 328–335. DOI: 10.3103/S1067821222030063
7. Lezhnev S. N., Naizabekov A. B., Panin E. A., Volokitina I. E., Arbuz A. S. Graded microstructure preparation in austenitic stainless steel during radial-shear rolling // Metallurgist. 2021. Vol. 64. P. 1150–1159. DOI: 10.1007/s11015-021-01100-5
8. Galkin S. P., Aleschenko A. S., Romantsev B. A. et al. Effect of preliminary deformation of continuously cast billets by radial-shear rolling on the structure and properties of hot-rolled chromium-containing steel pipes // Metallurgist. 2021. Vol. 65. P. 185–195. DOI: 10.1007/s11015-021-01147-4
9. Вольратх К. Производство круглого проката с использованием трехвалковых станов // Черные металлы. 2004. №. 12. С. 23, 24.
10. Нуссбаум Г., Крэмер В., Биттнер Г., Шнель Г. Опыт и результаты эксплуатации трехвалкового редукционно-калибровочного блока // Черные металлы. 2007. № 1. С. 37–43.
11. Радюченко Ю. С. Ротационная ковка. — М. : ГНТИ, Машлит, 1962. — 188 с.
12. Andreev V. A., Yusupov V. S., Perkas M. M., Prosvirnin V. V. et al. Mechanical and functional properties of commercial alloy TN-1 semiproducts fabricated by warm rotary forging and ECAP // Russ. Metall. 2017. Vol. 2017. No. 10. P. 890–894. DOI: 10.1134/S0036029517100020
13. Kharitonov E. A., Alekseev P. L., Romanenko V. P. Temperature field in blank during radial-shear rolling // Steel Transl. 2010. No. 40. P. 12–16. DOI: 10.3103/S0967091210010043
14. Gamin Y. V., Koshmin A. N., Dolbachev A. P. et al. Studying the influence of radial-shear rolling on thermal deformation conditions of A1050 processing // Russ. J. Non-ferrous Metals. 2020. No. 61. P. 646–657. DOI: 10.3103/S1067821220060085
15. Arbuz A., Kawalek A., Ozhmegov K., Dyja H. et al. Using of radial-shear rolling to improve the structure and radiation resistance of zirconiumbased alloys // Materials. 2020. Vol. 13, Iss. 19. 4306. DOI: 10.3390/ma13194306
16. Валеев И. Ш., Валеева А. Х. Изменение микротвердости и микроструктуры меди М1 при радиально-сдвиговой прокатке // Письма о материалах. 2013. Т. 3. № 1 (9). С. 38–40.
17. Stefanik A., Szota P., Mróz S. et al. Properties of the AZ31 magnesium alloy round bars obtained in different rolling processes // Arch. Metall. Mater. 2015. Vol. 60, Iss. 4. P. 3002–3005. DOI: 10.1515/amm-2015-0479
18. Stefanik A., Morel A., Mroz S., Szota P. Theoretical and experimental analysis of aluminum bars rolling process in three-high skew rolling mill // Arch. Metall. Mater. 2015. Vol. 60, Iss. 2. P. 809–813.
19. Valeev I. S., Valeeva A. K., Fazlyakhmetov R. F. et al. Effect of radial-shear rolling on structure of aluminum alloy D16 (Al-4.4Cu-1.6Mg) // Inorg. Mater. Appl. Res. 2015. Vol. 6. P. 45–48. DOI: 10.1134/S2075113315010153
20. Naydenkin E. V., Ratochka I. V., Mishin I. P., Lykova O. N. Evolution of the structural-phase state of a VT22 titanium alloy during helical rolling and subsequent aging // Russ. Phys. J. 2015. Vol. 58, Iss. 8. P. 1068–1073. DOI: 10.1007/s11182-015-0613-7
21. Valeeva A. Kh., Valeev I. Sh., Fazlyakhmetov R. F. Microstructure of the β-Phase in the Sn11Sb5.5Cu babbit // Phys. Metals Metallogr. 2017. Vol. 118, Iss. 1. P. 48–51. DOI: 10.1134/S0031918X17010082
22. Naizabekov A. B., Lezhnev S. N., Dyja H., Bajor T. et al. The effect of cross rolling on the microstructure of ferrous and non-ferrous metals and alloys // Metalurgija. 2017. Vol. 56, Iss. 1–2. P. 199–202.
23. Karpov B. V., Patrin P. V., Galkin S. P. et al. Radial-shear rolling of titanium alloy VT-8 bars with controlled structure for small diameter ingots (≤200 mm) // Metallurgist. 2018. Vol. 61, Iss. 9–10. P. 884–890. DOI: 10.1007/s11015-018-0581-6
24. Патрин П. В., Карпов Б. В., Алещенко А. С., Галкин С. П. Оценка технологических возможностей радиально-сдвиговой прокатки сортового проката из жаропрочного сплава ХН73МБТЮ // Сталь. 2020. № 1. С. 18–21.
25. Гамин Ю. В., Кин Т. Ю., Тихомиров E. O. Анализ микроструктуры, фазового состава и свойств сплава Co-29Cr-6Mo в литом и отожженном состоянии // Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов : сборник тезисов. Научно-технический семинар. — Москва, 2022. С. 120.

26. Chiba A., Kumagai K., Takeda H., Nomura N. Mechanical properties of forged low Ni and C-containing Co – Cr – Mo biomedical implant alloy // Materials Science Forum. 2005. Vols. 475–479. P. 2317–2322. DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.475-479.2317
27. Huang P., Lopez H. F. Athermal ε-martensite in a Co – Cr – Mo alloy: grain size effects // Materials Letters. 1999. Vol. 39, Iss. 4. P. 249–253. DOI: 10.1016/s0167-577x(99)00022-1