Исследована зависимость пористости порошкового материала на основе губчатого титана от коэффициента напряженного состояния в процессе пластического деформирования с преобладающим действием всестороннего сжатия. На основе результатов, полученных в предшествующих работах, на плоскости σ-T построено семейство кривых текучести с варьируемой пористостью. Условие текучести порошкового материала основано на модели пластического течения Modified Drucker-Prager Cap model. На графике геометрической интерпретации принятого условия текучести нанесены прямые, соответствующие различным значениям коэффициента напряженного состояния k = σ/T, где σ -среднее гидростатическое напряжение, T -интенсивность касательных напряжений. Для формулировки связи пористости (θ, %), среднего нормального напряжения (σ -), выраженного в безразмерной форме, и коэффициента напряженного состояния (k) использованы точки пересечения семейства кривых, соответствующих образующим поверхностей текучести на плоскости σ-T, и радиальных прямых. В результате получено уравнение вида θ = θ(σ -, k). Для проверки адекватности указанного соотношения выполнена экспериментальная часть исследования. Предварительно спрессованные при давлении 1000 МПа и температуре 325 °C порошковые заготовки подвергались электроэрозионной резке вдоль осевого сечения для получения плоских образцов (темплетов). На поверхности темплетов выбрано несколько характерных участков для определения локальной поверхностной пористости методом количественной металлографии. Дополнительно определялось напряженно-деформированное состояние в представительных участках путем численного моделирования. В зонах осевого сечения, соответствующих исследуемым областям, рассчитаны значения объемной пластической деформации, интенсивности касательных напряжений и среднего нормального напряжения. Показано, что коэффициент напряженного состояния при его варьировании в достаточно широком диапазоне (k = -10…-0,86) несущественно влияет на величину пористости.

The paper provides the results of an experimental study into the properties of compressed and sintered compacts of the following powders: VT-22 high-strength titanium alloy manufactured by plasma spraying of industrial titanium production waste, PTM-1 grade titanium manufactured by the hydrate-calcium method, and PV-N70Yu30 nickel-aluminum alloy. It was shown that charge composition selection for composite blank manufacturing is connected with the need to ensure optimization of several competing target functions. The relative density and strength of compacts under axial compression after sintering, as well as charge cost were chosen as optimization criteria. The problem was set and the method was proposed to select an optimal charge composition providing the necessary values of density, strength, as well as relatively low cost of products. The problem of multi-criteria optimization was solved based on the ≪ideal point≫ method. The results of calculations were compared with the previously obtained solutions of the problem under consideration using the Pareto method, linear programming, and generalized criterion. It was shown that different methods of multi-criteria optimization lead to significantly different results. In this case, the ≪ideal point≫ method gives the minimum discrepancy between the experimental and model values of the optimization criteria selected. The results of this study were used to create an expert system for the multi-criteria optimization of composite manufacturing processes. The charge composition obtained by the «ideal point» method was transferred to an industrial plant where an axially symmetric part was manufactured. The ultimate strength and relative density of the manufactured part material were in conformity with the predicted values.

Металловедение и термическая обработка Известия вузов. Цветная металлургия • № 2 • 2015 ВведениеТитан обладает комплексом уникальных свойств, которые обуславливают его использование для из-готовления изделий в авиа-и ракетостроении, во-енном и гражданском судостроении, энергетике. Области применения этого металла и в других от-раслях промышленности могли бы быть существен-но расширены при снижении стоимости титановых изделий, которая определяется энергозатратной многоступенчатой технологией производства. ИМАШ УрО РАН (620049, г. Екатеринбург, ул. Комсомольская, 34). Тел.: (343) 375-35-96. E-mail: nav@imach.uran Исследовано влияние водородного легирования на свойства брикетов, полученных из титановой губки компактировани-ем в закрытой пресс-форме при температурах 170, 325, 400 °C и давлении 1000 МПа. Полученные результаты показывают целесообразность использования эффекта водородного пластифицирования при изготовлении квазимонолитных загото-вок из некомпактного сырья в виде титановой губки методами обработки давлением.Ключевые слова: титановая губка, компактирование, термоводородное легирование.The influence of hydrogen alloying on the properties of briquettes fabricated from titanium sponge by compaction in a closed mold at temperatures of 170, 325, and 400 °C; and a pressure of 400 MPa. Our results show reasonability of using the hydrogen plasticizing effect when fabricating quasi-monolith billets from noncompact feedstock in a form of sponge by pressure treatment methods.

No abstract