Ткач Д. В. Підвищення експлуатаційних властивостей виробів з титану ВТ1-0 формуванням субмікрокристалічної структури гвинтовою екструзією

Об'єкт дослідження - процеси формування субмікрокристалічної структури виробів з титану ВТ1-0 при інтенсивній пластичній деформації. Предмет дослідження - встановлення характеру впливу гвинтової екструзії та термічної обробки на процеси фрагментації зеренної будови, тонку структуру та фізико-механічні властивості технічно чистого титану. Мета дослідженя - встановлення характеру структуроутворення та підвищення експлуатаційних властивостей титану ВТ1-0 при термодеформаційній обробці методом гвинтової екструзії для покращення експлуатаційної надійності виробів медицини та техніки. Методи досліджень:рентгеноструктурні дослідження; металографічні методи; методи дослідження механічних властивостей; методи математичного моделювання; чисельні методи теорії пружності. Отримані результати - вперше встановлено, що під час інтенсивної пластичної деформації процеси фрагментації зеренної структури супроводжуються змінами параметру кристалічної гратки та формуванням аксіальної текстури. Уточнені експериментальні дані щодо прискорення переорієнтації зеренної структури і зниження температури початку рекристалізації до рівня 385 °С в результаті п'ятициклової деформації. Розроблено режим термічної обробки виробів при 300°С протягом 1 години. При вивченні лінеарізованої кривої зміцнення, встановлено факт формування трьох чітко виражених прямолінійних ділянок, які свідчать про поступове зменшення інтенсивності зміцнення при зростанні кількості циклів деформації. Вперше встановлено, що при 5-ти цикловій гвинтовій екструзії забезпечуються найбільш високі показники зміцнення та найменший розкид кутових коефіцієнтів за перерізом. На основі фізичних уявлень та результатів теоретичних досліджень розроблено модель втомного руйнування металів та сплавів на базі якої отримано повну криву втоми технічно чистого титану в субмікрокристалічному стані. Встановлено, що титан ВТ1-0 в субмікрокристалічному стані відповідає умовам необхідної міцності і може бути використаний при виробництві навантажених елементів ендопротезів. На кафедрі "Травматологія і ортопедія" Дніпропетровської медичної академії отримано експертне підтвердження перспективності застосування титану ВТ1-0 в субмікрокристалічному стані для ендопротезів та інших виробів ортопедії і травматології. В Запорізькому національному технічному університеті отримані результати використовуються в навчальному процесі. Галузь застосування - медицина та хімічна промисловість.