В настоящее время одной из актуальных задач в сфере производства титановых сплавов в России является создание конкурентоспособной в мире трубной продукции за счет освоения современной технологии TREX (Tube Reduced EXtrusion), перспективной для получения высококачественных холоднокатаных трубных заготовок для особо ответственных бесшовных труб гидросистем авиакосмической техники и атомной энергетики. Освоение и адаптация этой технологии к конкретным условиям промышленного производства требует глубокого понимания процессов, связанных с эволюцией структурно-фазового состояния и комплекса свойств в результате деформационного и термического воздействий, реализуемых на различных стадиях получения трубы, начиная с исходного горячедеформированного полуфабриката (биллета), затем горячепрессованной заготовки до и после отжига и заканчивая многостадийными процессами холодной прокатки и рекристаллизационного отжига. Для каждого конкретного класса сплавов (альфа-, альфа+бета-) необходимо выявлять определенные температурные и деформационные параметры обработки сплава, связанные с характерными особенностями изменения структуры, текстуры, фазового состава. Для научно-обоснованного подхода задания технологических параметров при изготовлении труб из сплавов различных классов нужно установить характерные зависимости изменения свойств и структуры в широком диапазоне температурно-деформационных характеристик воздействия. Получить такого рода данные можно, исходя из моделирования (физического, математического) деформационных процессов, анализа структурных и фазовых превращений, получающих развитие на различных этапах получения бесшовной трубы (горячая деформация ковкой, прессованием, холодная деформация, промежуточные и окончательные отжиги) и их взаимосвязи с комплексом свойств, что и является основной темой настоящего исследования.
Научная новизна представляемой работы связана с комплексным «сквозным» подходом решения задачи по определению оптимальных параметров температурно-деформационного воздействия при изготовлении бесшовных труб из сплавов титана. Вначале проводится первичное физическое моделирование условий реализации процесса с определением необходимых параметров для расчета, которые затем используются в математической модели для выявления наиболее критичных производственных параметров, связанных с особенностями технологического оборудования, а затем проверка адекватности расчетных параметров реализуется в опытно-промышленных условиях на производственном оборудовании. Такой подход позволяет достаточно точно показать научную обоснованность предлагаемых решений и их практическую эффективность.
В работе будут использованы современные методики структурного, фазового анализа титановых сплавов (оптическая, растровая, ориентационная микроскопия, рентгеноструктурный фазовый анализ), методы термического анализа (дифференциальная сканирующая калориметрия), испытания механических свойств при комнатной и повышенной температурах (на растяжение, осадку, твердость и др.). Планируется использовать сквозную аттестацию структуры и свойств труб на всех стадиях их изготовления.