Владимир Юрьевич Дорофеев – д.т.н., профессор кафедры «Материаловедение и технология машиностроения»
Россия, 346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
Vladimir Yu. Dorofeyev – Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of material science and engineering technology
132 Prosveshcheniya Str., Rostov region, Novocherkassk 346428, Russia
Анна Николаевна Свиридова – к.т.н., доцент кафедры «Автомобили и транспортно-технологические комплексы»
Россия, 346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
Anna N. Sviridova – Cand. Sci. (Eng.), Associate Prof. of the Department of Automobiles and Transport-Technological Complexes
132 Prosveshcheniya Str., Rostov region, Novocherkassk 346428, Russia
Светлана Владимировна Свиридова – ординатор института медицины и здоровьесбережения
Россия, 392000, г. Тамбов, ул. Интернациональная, 33
Svetlana V. Sviridova – Resident of the Institute of Medicine and Health Preservation
33 Internatsionalnaya Str., Tambov 392000, Russia
Лев Иванович Свистун – д.т.н., профессор кафедры инженерии систем управления, материалов и технологий в машиностроении
Россия, 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2
Lev I. Svistun – Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of Engineering of Control Systems, Materials and Technologies in Mechanical Engineering
2 Moskovskaya Str., Krasnodar 350072, Russia
Работы в области порошковой металлургии титана проводятся уже более 60 лет. Несмотря на это, примеров практического использования порошкового титана не так много, что связано с неудовлетворительным характером показателей надежности и долговечности получаемых изделий. Способность титановых изделий сопротивляться воздействию статических и динамических нагрузок определяется наличием остаточной пористости, неметаллических включений, а также характеристиками микроструктуры. В настоящее время при изготовлении изделий из порошкового титана наибольшее распространение получила технология прессования–спекания. Однако пористость спеченного титана составляет 3–15 %, что снижает его сопротивляемость действию нагрузок и обусловливает актуальность разработки эффективных методов снижения пористости. Большой потенциал в решении указанной задачи имеют методы горячей обработки давлением, в частности горячая штамповка пористых заготовок. В работе представлены результаты исследования особенностей уплотнения, формирования структуры и свойств порошкового титана при горячей штамповке. Предложена технология получения горячештампованного порошкового титана, включающая выполнение операций гидрирования–дегидрирования пористой заготовки, обеспечивающих восстановление оксидов, локализованных на поверхностях открытых пор, водородом и их активизацию, что способствует улучшению условий формирования межчастичного сращивания при последующей горячей допрессовке и повышению трещиностойкости и пластичности получаемых образцов в сравнении с образцами-свидетелями. Установлены значения величины максимальной приведенной работы горячего уплотнения пористого порошкового титана, необходимой для достижения плотности монолита, при разных температурах преддеформационного нагрева заготовок. Показано, что немонотонность температурной зависимости максимальной приведенной работы уплотнения связана с формированием крупнозернистой структуры и с уменьшением пластичности деформируемого материала в интервале температур фазового α → β-превращения.
Research in the field of titanium powder metallurgy has been ongoing for more than 60 years. Nevertheless, there are relatively few examples of the practical application of powder titanium, which is associated with insufficient reliability and durability of the manufactured products. The ability of titanium parts to withstand static and dynamic loads is determined by residual porosity, non-metallic inclusions, and microstructural characteristics. At present, the most widely used method for producing powder titanium components is the press–sinter route. However, the porosity of sintered titanium typically ranges from 3 to 15 %, which reduces its load-bearing capacity and highlights the need for effective methods to minimize porosity. Hot working methods, particularly hot die forging of porous preforms, hold considerable potential in addressing this issue. This study presents the results of investigating the features of densification, structure formation, and properties of powder titanium under hot die forging. A technology for producing hot-forged powder titanium is proposed, which includes hydriding–dehydriding of porous preforms. This operation promotes the reduction of oxides localized on the surfaces of open pores by hydrogen and their activation, thereby improving conditions for interparticle bonding during subsequent hot repressing. As a result, the obtained samples demonstrate higher fracture toughness and ductility compared with reference samples. The values of the maximum specific work of hot densification of porous powder titanium, required to achieve monolithic density at different preheating temperatures of the preforms, were determined. It was shown that the non-monotonic temperature dependence of the maximum specific densification work is associated with the formation of a coarse-grained structure and with reduced ductility of the deformable material in the temperature range of the α → β phase transformation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.