Версия для печати w

Государственное предприятие Научно-производственный центр «Титан»

Института электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины

Титан и сплавы на его основе являются уникальными конструкционными материалами, которые позволяют существенно повысить эксплуатационные характеристики новой техники. Благодаря высокой удельной прочности при сохранении достаточной пластичности и значительной коррозионной стойкости они нашли широкое применение в ракето- и самолетостроении, энергетическом и химическом машиностроении, судостроении, производстве медицинской техники, спортивных и потребительских товаров.
Государственное предприятие «Научно-производственный центр «Титан» Института электросварки им. Е. О. Патона Национальной академии наук Украины» (ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины») было создано в 1996 г. согласно решению директора ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины академика Бориса Евгеньевича Патона для опытнопромышленной отработки технологий и оборудования в области электронно-лучевой плавки металлов и сплавов и их дальнейшего внедрения на предприятиях Украины, а также с целью интенсификации научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области металлургии титана.
В настоящее время в ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» организовано промышленное производство слитков титановых сплавов методом электронно-лучевой плавки с промежуточной емкостью (ЭЛП) на оборудовании общей производительностью 3000 т в год. Специалисты предприятия продолжают работать над созданием новых сплавов на основе титана, разработкой и изготовлением отечественного оборудования и технологии производства слитков из сплавов на основе титана и других металлов методом ЭЛП.
Установленные кооперационные связи со специализированными предприятиями Украины позволяют производить из слитков ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» различный сортамент полуфабрикатов из титана и сплавов на его основе (поковки, прутки, трубы) как для предприятий Украины, так и на экспорт.

Директор ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины, академик Б. Е. Патон

Оборудование для электронно-лучевой плавки


В ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» спроектированы, изготовлены и находятся в эксплуатации шесть электронно-лучевых плавильных установок, в том числе:
  • опытно-промышленная электронно-лучевая установка для выплавки слитков титановых сплавов массой до 1,5 т;
  • две промышленные электронно-лучевые установки производительностью 500 т в год слитков титана и его сплавов каждая;
  • специализированная электронно-лучевая установка для выплавки слитков диаметром до 1100 мм из недробленых блоков губчатого титана массой до 20 т производительностью 1500 т в год слитков титана и его сплавов;
  • электронно-лучевая установка для оплавления поверхности слитков как круглого, так и прямоугольного сечений;
  • лабораторная электронно-лучевая установка для проведения научно-исследовательских работ по созданию новых сплавов на основе титана и других металлов, а также отработки технологий их получения.


Технические характеристики электронно-лучевых установок 

 
Показатель УЭ-5812 УЭ-185М УЭ-121 УЭ-5810 УЭ-208 УЭ-185
Установленная мощность, кВ А 1800 1800 1500 5100 600 1200
Мощность технологическая, кВт 1500 1500 1200 3300 400 900
Ускоряющее напряжение, кВ 30 30 30 30 20 30
Количество электронно-лучевых пушек, шт 5 5 4 11 4 3
Размеры слитков, м: длина,
макс диаметр
ширина х толщина
4
0,3-0,6
1,3x0,4
4
0,3-0,6
1,3x0,4
2,1
0,2-0,5
0,6x0,3
4
0,5-1,1
1,3x0,4
1,7
0,08-0,3
0,5x0,3
2,5
0,1-0,8
1,0x0,4

Электронно-лучевые пушки «Патон-300»

Электронно-лучевые установки оснащены разработанными в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины аксиальными электронно-лучевыми пушками «Патон-300» номинальной мощностью 300 кВт.
Электронно-лучевые пушки «Патон-300» представляют собой электронно-лучевые нагреватели аксиального типа с вольфрамовым катодом. Каждая пушка оснащена индивидуальной системой откачки, которая позволяет стабилизировать работу электронно-лучевой пушки в условиях интенсивного выделения газов в процессе выплавки слитков из первичных шихтовых материалов.

Технические характеристики электронно-лучевой пушки «Патон-300»

Показатель Значение
Номинальная мощность, кВт 300
Ускоряющее напряжение, кВ 30
Максимальная сила тока, А 10
Угол отклонения пучка от оси электронно-лучевой пушки, град. 0-35
Габаритные размеры, мм:  
высота 1217
диаметр 340
по фланцу вакуумной системы 410
Масса, кг 170

Электронно-лучевая плавка титана

В ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» разработана и внедрена в промышленное производство технология электронно-лучевой плавки слитков нелегированного титана марок ВТ1-00, ВТ1-0, Grade1, Grade2, которая характеризуется:
  • возможностью использования в качестве исходного шихтового материала как губчатого титана, так и кусковых отходов титанового производства, а также подготовленной стружки, причем количество используемых отходов в шихте может достигать 100 %;
  • исключением из технологического цикла дорогостоящей операции прессования расходуемого электрода;
  • гарантированным удалением тугоплавких неметаллических включений как высокой, так и низкой плотности;
  • получением структурно- и химически однородных слитков титана из первичной шихты за один переплав как круглого, так и прямоугольного сечений.

В качестве исходной шихты могут использоваться: титановая губка различных фракций, брикетированная титановая губка, а также титановый лом и подготовленная стружка.

Электронно-лучевая плавка промышленных сплавов титана


Проведенные в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины фундаментальные исследования процессов испарения компонентов сплавов из расплава в вакууме и кристаллизации слитка при ЭЛП позволяют прогнозировать химический состав и структуру выплавляемых слитков титановых сплавов и обеспечивают получение слитков с гарантированным химическим составом. Применение промежуточной емкости позволяет избежать попадания в выплавляемый слиток тугоплавких включений высокой и низкой плотности. В ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» освоена технология выплавки слитков титановых сплавов конструкционного назначения (ЗМ, ВТ5, ПТ-7М, ПТ-3В, ВТ6, ВТ14, ВТ20, ВТ22, ВТ23, Т110 и др.) и жаропрочных сплавов на основе титана (ВТ5-1, ВТЗ-1, ВТ8, ВТ9, ВТ25У и др.).
Технология электронно-лучевой плавки позволяет получать сплавы на основе титана с содержанием водорода не более 0,002 % и равноосным мелким зерном как в поперечном, так и в продольном сечении слитка, что повышает технологическую пластичность металла в процессе последующей термомеханической обработки и улучшает однородность механических свойств получаемых полуфабрикатов.

Выплавка новых сплавов на основе титана

В ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» освоена технология выплавки разработанного в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины нового высокопрочного титанового сплава Т110 (Тi—5Аl—1Мо-1V—4NЬ-2Fe-0,5Zr). Особенности титанового сплава Т110 — высокая удельная прочность, по которой он не уступает высокопрочному сплаву ВТ22, а также повышенная устойчивость к образованию усталостных трещин и технологическая пластичность, что позволяет применять его в качестве материала защитного назначения в авиастроении. По ряду служебных характеристик, например, по усталостной долговечности, сплав Т110 превышает показатели сплава ВТ22 на 15-20 %.


Механические свойства высокопрочных титановых сплавов
Сплав σ0,2, МПа σa, МПа δ, %
Тi-6Аl-4V 795 860 10
Ті-10V-2Fe-3Al 1100 1170 6
ВТ22 990 1080 8
Т110 1060 1100 15
 
В ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» накоплен большой опыт по получению сплавов на основе алюминидов титана (интерметаллидные соединения Тi3Аl, ТiАl), которые обладают высокой жаропрочностью, термической стабильностью и низким удельным весом, что делает их перспективными материалами для использования в авиационных двигателях и других изделиях аэрокосмической техники. Созданная технология ЭЛП позволяет получать слитки алюминидов титана с дополнительным легированием тугоплавкими и редкоземельными элементами.

Механические свойства сплава на основе алюминида титана, полученного методом ЭЛП
Тi—44Аl—5NЬ-2Cr-1,5Zr-1B Предел
текучести
на сжатие
σ0,2сж, МПа
Предел
прочности
на сжатие
σ0,2сж, МПа
Предел прочности на изгиб
σв, МПа
Модуль упругости Е, ГПа
Температура испытания, °С 20 900 20 900 20 20
Литой сплав 1078 640 1660 1050 583 155

Электронно-лучевое оплавление поверхности слитков


Традиционно для слитков на различных стадиях передела металла производят механическую обработку. Количество отходов обычно составляет 5-15 % массы обрабатываемого слитка. Для сокращения потерь металла, вместо механической обработки, в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины разработана и внедрена в производство технология оплавления боковой поверхности слитков как круглого, так и прямоугольного сечений электронными лучами и создано соответствующее оборудование для ее реализации.
Технология электронно-лучевого оплавления боковой поверхности слитков позволяет удалять поверхностные дефекты без механической обработки поверхности слитков, что увеличивает выход годного металла до 15 % в зависимости от массы слитка.

Контроль качества слитков

Содержание легирующих элементов в слитках определяется методом индуктивно связанной плазмы — оптической эмиссионной спектрометрии (ЮР-OES) на ICP-спектрометре ЮАР 6500 DUO производства фирмы Thermo Electron Corporation.

Определение глубины залегания усадочной раковины и других неоднородностей в слитках проводится методом неразрушающего ультразвукового контроля (УЗК) с использованием дефектоскопа УД4-76. Дефектоскоп позволяет определять одиночные дефекты диаметром более 1 мм, а также скопления более мелких дефектов.
Экспресс анализ массовой доли химических элементов в входной шихте и готовых слитках проводится рентгенофлуарисцентным спектрометром «DP-2000» производства фирмы Innov-X Systems, Inc. США.
Обнаружение скрытых дефектов поверхности слитков осуществляется с помощью неразрушающего контроля методом проникающих веществ.

Продукция

Сортамент продукции, производимой ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патана НАН Украины», приведен в таблице.
Сортамент
Диаметр, мм: 110,150, 200, 300, 400, 500, 600, 830, 1100; длиной до 4000 мм
(Высота)х(ширина), мм: 165x950, 150x530; длиной до 4000 мм
Марки*
ВТ1-00, ВТ1-0, ПТ1М, 3М, ЭТ3, ВТ5, ПТ7М, ПТ3В, ВТ6, ВТ8, ВТ9, ВТ3-1, ВТ14, ВТ20, ВТ22, ВТ23, Т110, Grade 1, Grade 2, Grade 5, Grade 9, Grade 12
*По согласованию с Заказчиком могут выплавляться другие марки сплавов
Химический состав слитков соответствует требованиям отечественных и зарубежных стандартов ГОСТ, ASTM, AMS и т. д. (сертификат на систему качества ISO 9001).

Полуфабрикаты


По кооперации со специализированными предприятиями Украины из слитков ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины» организовано производство различного вида полуфабрикатов (поковки, прутки, трубы) из титана и сплавов на его основе.
Исследования качества данных полуфабрикатов показали, что их свойства полностью соответствуют всем требованиям, предъявляемым стандартами к качеству изделий из титана и его сплавов.

Сотрудничество

ГП «НПЦ «Титан» ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины» имеет опыт международных поставок своей продукции в США, Китай, Японию, Россию, Францию, Великобританию, Германию, Швецию, Италию, Норвегию, Сингапур, Литву.

Новости

2017.07.19 Новый раздел сайта Достижения
2017.03.03 24.01.2017 прошел семинар «Сварочные материалы», посвященный 90-летию со дня рождения академика Игоря Константиновича Походни (Подробнее)
2017.03.03 Создание совместного китайско-украинского научно-исследовательского центра «Чжунзи-Патон» в области сварочных технологий в г. Яньтай, КНР (Подробнее)
Новая страница Государственное предприятие Научно-производственный центр «Титан»
Распродажа

Распродажа сварочного оборудования

Цена ниже цены производителя!

Рекомендуем посетить обновленный сайт журнала "Сварщик"!

Получен Сертификат на аппараты серии ЕКВЗ-300 ПАТОНМЕД®!

Контакты:

Научно-технический комплекс "Институт электросварки им. Е. О. Патона" (НТК ИЭС) НАН Украины
03150 Украина, г. Киев, ул. Антоновича, 66
телефон/факс: (+38044) 2875529
E-mail: office@stc-paton.com
Обучение персонала сварочного производства и сертификация продукции сварочного и родственных производств
Телефон для справок: (+38044) 456-63-30