Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой
Представлены результаты исследований качества литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных методом электронно-лучевой плавки при использовании разных типов форм и схем заливки. Показана принципиальная возможность получения плотных и однородных отливок, определены условия реализации т...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Процессы литья |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49752 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой / Н.И . Левицкий, В.И . Мирошниченко, Т.В . Лапшук, Е.А. Матвиец, В.С . Голтвяница, С.К. Голтвяница // Процессы литья. — 2010. — № 1. — С. 33-37. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860125062885015552 |
|---|---|
| author | Левицкий, Н.И. Мирошниченко, В.И. Лапшук, Т.В. Матвиец, Е.А. Голтвяница, В.С. Голтвяница, С.К. |
| author_facet | Левицкий, Н.И. Мирошниченко, В.И. Лапшук, Т.В. Матвиец, Е.А. Голтвяница, В.С. Голтвяница, С.К. |
| citation_txt | Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой / Н.И . Левицкий, В.И . Мирошниченко, Т.В . Лапшук, Е.А. Матвиец, В.С . Голтвяница, С.К. Голтвяница // Процессы литья. — 2010. — № 1. — С. 33-37. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Процессы литья |
| description | Представлены результаты исследований качества литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных методом электронно-лучевой плавки при использовании разных типов форм и схем заливки. Показана принципиальная возможность получения плотных и однородных отливок, определены условия реализации такой возможности.
Наведено результати досліджень якості литих заготовок з інтерметалідних сплавів TiAl, одержаних методом електронно-променевої плавки при використанні різних типів форм та схем заливки. Показана принципова можливість одержання щільних та однорідних відливок, визначені умови реалізації такої можливості.
The results of investigation of influence of EB melting technology and different types of moulds and methods of casting on quality of cast billets from TiAl intermetallic compound are represented. The possibility of dense and homogeneous cast parts production are shown and conditions of realization of this possibility are formulated.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:41:14Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 1 33
Новые методы и прогрессивНые техНологии литья
УдК 621.745.5:669.187.2
Н. и. левицкий, в. и. мирошниченко, т. в. лапшук,
е. А. матвиец, в. с. голтвяница*, с. К. голтвяница**
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
*Запорожский национальный технический университет, Запорожье
**ООО «РИАЛ», Запорожье
КАЧество литых ЗАготовоК иЗ иНтерметАллидНых
сплАвов TiAl, полУЧеННых ЭлеКтроННо-лУЧевоЙ
плАвКоЙ
Представлены результаты исследований качества литых заготовок из интерметаллидных
сплавов TiAl, полученных методом электронно-лучевой плавки при использовании разных
типов форм и схем заливки. Показана принципиальная возможность получения плотных и
однородных отливок, определены условия реализации такой возможности.
Ключевые слова: электронно-лучевая плавка, электромагнитное перемешивание, интер-
металлидный сплав, форма.
Наведено результати досліджень якості литих заготовок з інтерметалідних сплавів TiAl,
одержаних методом електронно-променевої плавки при використанні різних типів форм та
схем заливки. Показана принципова можливість одержання щільних та однорідних відливок,
визначені умови реалізації такої можливості.
Ключові слова: електронно-променева плавка, електромагнітне перемішування,
інтерметалідний сплав, форма.
The results of investigation of influence of EB melting technology and different types of moulds and
methods of casting on quality of cast billets from TiAl intermetallic compound are represented. The
possibility of dense and homogeneous cast parts production are shown and conditions of realiza-
tion of this possibility are formulated.
Keywords: electron beam melting, electromagnetic stirring, intermetallic compound, mould.
Для нанесения пленок и износоустойчивых покрытий методом конденсации метал-
ла из плазмы при ионной бомбардировке (метод КИБ, зарубежный аналог – метод
PVD) в вакуумных установках типа “Булат-3”, “Булат-20”, “Пуск”, ННВ-6.1, ННВ-6.2,
ННВ-6.6 используются литые катоды из сплавов ��-(36-�0) ��. Неудовлетворитель-��-(36-�0) ��. Неудовлетворитель--(36-�0) ��. Неудовлетворитель-��. Неудовлетворитель-. Неудовлетворитель-
ное качество катодов приводит к нестабильной работе указанных установок, нару-
шению вакуума и каплеобразованию. Поэтому к катодам предъявляют следующие
требования: плотная литая структура (без усадочных раковин и пористости), низкое
содержимое неметаллических и металлических примесей, а также однородность
химического состава по всему объему слитка [1-3].
3� ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 1
Новые методы и прогрессивные технологии литья
В Физико-технологическом институте металлов и сплавов НАН Украины разра-
ботана технология выплавки интерметаллидных сплавов системы ��-��, в которой
для получения необходимого стехиометрического состава ввод алюминия в уже
наведенную ванну титана производится на заключительной стадии плавки путем
капельного оплавления алюминия за счет электронно-лучевого нагрева [�].
В данной работе изучалась возможность использования электронно-лучевой
литейной технологии для получения плотных и однородных литых заготовок из
интерметаллидных сплавов ����.
Материалы и методика исследования. Опытные плавки проводили на электронно-
лучевой установке ЭЛЛУ-� в медном водоохлаждаемом тигле с системой
электромагнитного перемешивания расплава [5]. В качестве шихты использовали
слитки сплава ��-�0 ��, а также титановую губку марки ТГ110 и алюминий А6. Заливку
сплавов ��-(�0-�2) �� осуществляли путем наклона тигля на �0� в �орму, располо-��-(�0-�2) �� осуществляли путем наклона тигля на �0� в �орму, располо--(�0-�2) �� осуществляли путем наклона тигля на �0� в �орму, располо-�� осуществляли путем наклона тигля на �0� в �орму, располо- осуществляли путем наклона тигля на �0� в �орму, располо-
женную на специальном столике. Конструктивные особенности литейных �орм
представлены в табл. 1.
Результаты исследований и их обсуждение. Рентгеновским просвечиванием
слитка плавки № 1 выявили закрытую усадочную раковину ∅ 5 мм глубиной ~ 8 мм,
расположенную в 5 мм от его верха (рис. 1). Следует отметить, что недостатками
изготовления заготовок из слитка ���� являются трудоемкость этой операции, осо-���� являются трудоемкость этой операции, осо- являются трудоемкость этой операции, осо-
бенно при больших диаметрах обрабатываемых изделий, а также опасность обра-
зования в них трещин из-за повышенной хрупкости таких материалов.
Поскольку во всех слитках плавки № 2, полученных заливкой в четырехместный
Номер
плавки
Литейная форма Примечания
1
стальной кокиль ∅ 87 мм
h – 270 мм -
2
четырехместный кокиль с
осесимметричным разме-
щением «гнезд»
верхняя часть двух «гнезд» (№ 2-1 и 2-2) дополни-
тельно утеплена графитовыми пластинами толщи-
ной 2 мм и двумя слоями графитовой ткани
3
четырехместный кокиль с
радиальным размещением
«гнезд»
использовали холодильники: стержень ∅ 5 мм из
сплава Ti-32Al (№ 3-1) и проволоку ∅ 3 мм из спла-
ва ВТ1-0 (№ 3-2), а также надставку в виде графито-
вой трубки ∅ 40 мм, h 50 мм (№ 3-3), медный купол,
закрывающий форму (№ 3-4)
4
четырехместный кокиль с
радиальным размещением
«гнезд»
«гнезда» оснащены медным куполом (№ 4-1), гра-
фитовыми трубками-надставками ∅ 40 мм, h 50 мм
(№ 4-3), ∅ 40 мм, h 90 мм (№ 4-4), плоской медной
крышкой (№ 4-2)
таблица 1. характеристики литейных форм
Рис. 2. Внешний вид части слитка
№ 2-3
а б
Рис. 1. Результаты рентгеновского просвечивания образца
плавки № 1: а – вид сверху; б – вид сбоку
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 1 35
Новые методы и прогрессивные технологии литья
кокиль с осесимметричным расположением гнезд, при визуальном осмотре усадочные
раковины обнаружены не были, можно предположить, что они не открытые, а закрытые
(рис. 2).
Далее слиток № 2-� подвергли электронно-лучевому нагреву с целью обнаруже-
ния и заваривания этого де�екта (рис. 3, в). Результаты исследований показали, что
остальные три заготовки (№ 2-1, 2-2, 2-3) были поражены литейными де�ектами
почти по всей рабочей высоте (рис. 3, а, б).
Что касается заготовки № 2-�, то при ее механической (токарной) обработке
наблюдались скалывания (рис. �).
Среди способов получения слитков плав-
ки № 3, залитых в четырехместный кокиль
с радиальным расположением гнезд с вну-
тренними холодильниками для ускоренного
охлаждения кристаллизующихся массивных
частей отливок (№ 3-1 и 3-2), а также с гра�и-
товой надставкой (№ 3-3) и медным куполом
(№ 3-�), самым э��ективным, с точки зрения
величины и размещения усадочной раковины,
оказалось оснащение �ормы медным ку-
полом. В данном случае размер раковин не
превышал 7 мм, глубина распространения –
10 мм (рис. 5).
По сравнению со слитком № 3-� в остальных
слитках (№ 3-1, 3-2, 3-3) размер раковин был
намного больше (13-20 мм), как и глубина
распространения (25-30 мм). Разница, оче- мм). Разница, оче-мм). Разница, оче-
видно, связана с дополнительным нагревом
верхней части заготовки вследствие высокой
отражательной способности медного купола,
чем создаются условия направленной крис-
таллизации.
С целью оценки степени воспроизводимос-
ти результатов была проведена плавка № �.
Как и в слитках серии плавки № 3, наилучшие
Рис. �. Внешний вид слитка № 2-� после
механической обработки
Рис. 3. Результаты рентгеновского просвечивания образцов № 2-1 (а), 2-2 (б), 2-� (в): 1 – уса-
дочная раковина; а, в – вид сверху; б – вид сбоку
а б
в
36 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 1
Новые методы и прогрессивные технологии литья
б
а
Рис. 5. Результаты рентгеновского просвечивания образца пл. № 3-�: 1 – усадочная ра-
ковина, 2 – рассеянная пористость; а – вид сверху, б – вид сбоку
а б
гв
Рис. 6. Результаты рентгеновского просвечивания образцов № �-1 (а, б) и �-3 (в, г): 1 – усадочная
раковина; 2 – рассеянная пористость; а, в – вид сверху; б, г – вид сбоку
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 1 37
Новые методы и прогрессивные технологии литья
результаты были получены при использовании медного купола (рис. 6, а, б), поскольку
величина усадочной раковины и рассеянной пористости в слитке № �-1 была мини- рассеянной пористости в слитке № �-1 была мини-
мальной и составляла соответственно 5 и 5 мм. Таким образом, при общей высоте
заготовки 60 мм только в случае с медным куполом-отражателем удалось получить
практически безде�ектную заготовку высотой 50 мм.
Спектральным методом определили, что алюминий равномерно распределял-
ся по сечению отливок (табл. 2) – его отклонение не превышало 1 %, что еще раз
показывает безусловное преимущество выплавки сплавов в условиях электронно-
лучевой плавки с электромагнитным перемешиванием расплава.
выводы
Таким образом, электронно-лучевым переплавом можно получить плотные и
однородные отливки из сплавов ��-(�0-�2) �� без газоусадочных де�ектов, используя
медный купол, размещаемый непосредственно над стальным кокилем, в который
производится заливка сплава.
1. Барвинок В. А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий.
– М.: Машиностроение, 1��0. – 38� с.
2. Голтвяниця С. К., Голтвяниця В. С., Цивірко Е. І. Отримання щільних та однорідних вилив-
ків зі сплаву титан-алюміній // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні.
– 2006. – № 1. – С. 57-5�.
3. Голтвяниця В. С., Цивірко Е. І., Голтвяниця С. К. Ливарні де�екти виливків з титанового
сплаву ��-36 �� // Вестник двигателестроения. – 2006. – № 2. – С. 185-187.
�. Ладохин С. В., Левицкий Н. И. Опыт получения интерметаллидов титана методом элек-
тронно-лучевой гарнисажной плавки // Проблемы современного материаловедения. –
Гомель: ИММС НАНБ, 2008. – С. 1�-20.
5. Ладохин С. В., Левицкий Н. И., Дамкрогер Б., Вильямсон Р. Влияние электромагнитного
перемешивания на электронно-лучевую гарнисажную плавку титана и его сплавов
// Металл и литье Украины. – 1��6. – № 11-12. – С. 3�-�3.
Поступила 16.03.200�
Номер
плавки
Общий слив, кг Содержание Аl, %мас. Примечания
1 11,6 33,3 33,5 вторичный переплав сплава
Ti-40 Al
2 9,6 39,2 38,9 Ti-губка – 60 %; Аl – 40 %
3 7,8 35,0 35,4 вторичный переплав сплава
Ti-42 Al
4 9,6 38,2 38,4 Ti-губка – 60 %; Al – 40 %
таблица 2. химический состав сплавов TiAl, полученных электронно-
лучевой плавкой
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-49752 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0235-5884 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:41:14Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Левицкий, Н.И. Мирошниченко, В.И. Лапшук, Т.В. Матвиец, Е.А. Голтвяница, В.С. Голтвяница, С.К. 2013-09-27T08:02:54Z 2013-09-27T08:02:54Z 2010 Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой / Н.И . Левицкий, В.И . Мирошниченко, Т.В . Лапшук, Е.А. Матвиец, В.С . Голтвяница, С.К. Голтвяница // Процессы литья. — 2010. — № 1. — С. 33-37. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0235-5884 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49752 621.745.5:669.187.2 Представлены результаты исследований качества литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных методом электронно-лучевой плавки при использовании разных типов форм и схем заливки. Показана принципиальная возможность получения плотных и однородных отливок, определены условия реализации такой возможности. Наведено результати досліджень якості литих заготовок з інтерметалідних сплавів TiAl, одержаних методом електронно-променевої плавки при використанні різних типів форм та схем заливки. Показана принципова можливість одержання щільних та однорідних відливок, визначені умови реалізації такої можливості. The results of investigation of influence of EB melting technology and different types of moulds and methods of casting on quality of cast billets from TiAl intermetallic compound are represented. The possibility of dense and homogeneous cast parts production are shown and conditions of realization of this possibility are formulated. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Процессы литья Новые методы и прогрессивные технологии литья Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой Article published earlier |
| spellingShingle | Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой Левицкий, Н.И. Мирошниченко, В.И. Лапшук, Т.В. Матвиец, Е.А. Голтвяница, В.С. Голтвяница, С.К. Новые методы и прогрессивные технологии литья |
| title | Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой |
| title_full | Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой |
| title_fullStr | Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой |
| title_full_unstemmed | Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой |
| title_short | Качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов TiAl, полученных электронно-лучевой плавкой |
| title_sort | качество литых заготовок из интерметаллидных сплавов tial, полученных электронно-лучевой плавкой |
| topic | Новые методы и прогрессивные технологии литья |
| topic_facet | Новые методы и прогрессивные технологии литья |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49752 |
| work_keys_str_mv | AT levickiini kačestvolityhzagotovokizintermetallidnyhsplavovtialpolučennyhélektronnolučevoiplavkoi AT mirošničenkovi kačestvolityhzagotovokizintermetallidnyhsplavovtialpolučennyhélektronnolučevoiplavkoi AT lapšuktv kačestvolityhzagotovokizintermetallidnyhsplavovtialpolučennyhélektronnolučevoiplavkoi AT matviecea kačestvolityhzagotovokizintermetallidnyhsplavovtialpolučennyhélektronnolučevoiplavkoi AT goltvânicavs kačestvolityhzagotovokizintermetallidnyhsplavovtialpolučennyhélektronnolučevoiplavkoi AT goltvânicask kačestvolityhzagotovokizintermetallidnyhsplavovtialpolučennyhélektronnolučevoiplavkoi |