СТВОРЕННЯ СПЕЦІАЛЬНОГО КОНСТРУКЦІЙНОГО МАТЕРІАЛУ МЕТОДОМ ПРОКАТУВАННЯ АСИМЕТРИЧНИХ ПАКЕТІВ ДЛЯ ВИ-РОБІВ ПОДВІЙНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

Анотація

Мета роботи. Об’єктом дослідження було створення біметалевого матеріалу з підвищеними механічними та експлуатаційними властивостями методом прокатування асиметричних пакетів. За попередніми результатами досліджень структури та властивостей були вибрані оптимальні склади основи та плакувального шару біметалевої заготовки з найменшою різницею коефіцієнтів термічного розширення. За допомогою асиметричного прокатування пакетів основи – сталь 14Х17Н13КМБч + плакувального шару – сталь 03Х17Н3Г9МБДЮч виготовлено біметалеву заготовку, яка мала низькі напруження в зварному шві та зоні термічного впливу, на відміну від пакету 14Х17Н13КМБч+10ХФТБч. Тому в процесі магнієтермічного виробництва губчастого титану на зразках біметалу не спостерігали жолоблення та термічних тріщин. Натікання нікелю в губчастий титан з поверхні плакувального шару в процесі відновлення не перевищувало 0,004 % мас. в перших п’яти блоках титану з початку експлуатації.

Методи дослідження. Металографічний, дюрометричний, дилатометричний.

Отримані результати. За допомогою дилатометричного дослідження були отримані коефіцієнти теплового розширення зразків сталей основи – 14Х17Н13КМБч, та сталей плакувального шару – 10ХФТБч та 03Х17Н3Г9МБДЮч. В результаті досліджень близьких до виробничих умов отримано біметалеву заготівлю, яка не піддається жолобленню, є тріщиностійкою та не спричиняє натікання нікелю у титанову губку.

Наукова новизна. На основі експериментальних даних встановлений розвиток руйнування внутрішньої поверхні реакторів магнієтермічного процесу отримання губчастого титану, яка зазнає дії температури, механічного навантаження і періодичного контакту з тетрахлоридом титану, рідким магнієм та хлоридом магнію, що призводить до жолоблення, появи тріщин реактору та натікання нікелю в титанову губку. Показано, що для усунення цих небажаних явищ необхідно застосовувати біметалевий матеріал різного хімічного складу з близькими структурою та фізико-механічними властивостями: коефіцієнту термічного розширення, твердості та границі міцності.

Практична цінність. На підставі результатів досліджень розроблено хімічний склад основи – сталь 14Х17Н13КМБч, плакувального шару – сталь 03Х17Н3Г9МБДЮч та режим гарячої деформації, що дозволило отримати необхідні структуру, фізико-механічні та службові властивості.