Отзыв оппонента1 (Закономерности формирования фазового состава и структуры в жаропрочном сплаве на основе интерметаллида титана ВТИ-4 при термической и термоводородной обработках)

отзыв официального оппонента на диссертационную работу Пожога Оксаны Зияровны «Закономерности формирования фазового состава и структуры в жаропрочном сплаве на основе интерметаллида титана ВТИ-4 при термической и термоводородной обработках», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.01 — Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов Актуальность. В последнее десятилетие наибольший интерес и интенсивное развитие получили сплавы на основе алюминидов титана.

По сравнению с жаропрочными титановыми сплавами на основе а-твердого раствора, они обладают более высокой жаростойкостью и жаропрочностью. Однако основным сдерживающим фактором широкого внедрения данных сплавов является их низкая технологичность. По сравнению со сплавами на основе Т1А! и Т1зА!, сплавы на основе Т1зА1ХЬ имеют более высокую плотность, а, следовательно, проигрывают не только им, но и промышленным жаропрочным сплавам, по удельным прочностным характеристикам.

Однако эти сплавы имеют ряд преимуществ, которые обуславливают интерес к их дальнейшей разработке и организации опытно-промышленного производства. В первую очередь это их пожаробезопасность и лучшая технологическая пластичность по сравнению с другими алюминидами, Поэтому вопросы изучения взаимосвязи структуры и фазового состава, формирующихся на всех стадиях производства, с технологическими и механическими свойствами полуфабрикатов, а также изыскание путей их повышения, рассмотренные в диссертационной работе Пожога О.З., несомненно являются актуальными. Общая характеристика работы. В работе проведен тщательный анализ последних достижений в области создания, обработки и применения сплавов на основе алюминидов титана. Показано, что для сложнолегированного сплава ВТИ-4, содержащего большое количество «тяжелого тугоплавкого» ниобия, получение однородного состава по сечению слитка возможно при использовании тройного вакуумнодугового переплава, сочетающего плавки с расходуемым электродом и гарнисажную плавку.

Основное внимание в работе уделено изучению закономерностей формирования фазового состава и структуры в сплаве ВТИ-4 при термическом воздействии. Показано, что варьируя температурой нагрева и/или скоростью охлаждения в прутковой заготовке возможно получение различных типов структур, что позволяет в широком диапазоне изменять свойства полуфабриката: прочность от 990 МПа до 1170 МПа, пластичность от 10 до 3',4. Особое внимание соискатель уделил взаимодействию сплава ВТИ-4 с водородом.

Детально изучено формирование фазового состава и структуры на всех этапах термоводородной обработки. Построены зависимости изменения параметров кристаллических решет фаз от содержания водорода и температуры нагрева под закалку, а также рассчитаны объемные эффекты превращений. Показано, что при определенных температурно-концентрационных условиях внутренние напряжения, обусловленные большим объемным эффектом превращения, вызывают протекание в структуре процесса глобуляризации частиц О-фазы.

Особый интерес представляю полученные соискателем данные о том, что введение в сплав ВТИ-4 водорода сильно понижает диффузию основных легирующих элементов несмотря даже на высокие температуры обработки (> 1000'С), поэтому для назначения режимов наводороживающего отжига необходимо основываться на построенной автором неравновесной диаграмме, принимая во внимание «необычное» влияние водорода на температуру перехода в однофазное состояние, которая увеличивается более чем на 200'С при введении до 0,4 масс. ',4 водорода. Научная новизна. К основным научным достижениями диссертационной работы Пожога О.З. можно отнести: — построение неравновесной и равновесной диаграмм изменения фазового состава сплава ВТИ-4 под действием водорода в зависимости от температуры нагрева; — закономерности изменения фазового состава и структуры сплава ВТИ-4 в зависимости от температурно-концентрационных параметров термоводородной обработки; — возможность изменения морфологии структурных составляющих от пластинчатой до близкой к глобулярной в зависимости от содержания водорода и температуры нагрева.

Практическая значимость заключается: - в разработке режимов отжига и упрочняющей термической обработки, позволяющих целенаправленно управлять свойствами полуфабрикатов из жаропрочного сплава ВТИ-4; — в обосновании возможности повышения пластичности сплава ВТИ-4 на технологической стадии за счет дополнительного легирования водородом и получения после разработанного режима дегазации сравнимого уровня механических свойств, как и после традиционных видов обработки.

Достоверность полученных результатов. Обоснована методически правильным проведением исследований и испытанием материалов на поверенном оборудовании с использованием лицензионного программного обеспечения, обработкой результатов эксперимента методами математической статистики, совпадением теоретических и экспериментальных результатов, апробацией результатов работы на 12 научнотехнических конференциях и семинарах, а также их опубликованием в !3 статьях рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК. Вместе с тем по работе есть несколько вопросов и замечаний.

1. Диссертант отмечает, что легирование сплава водородом «....инициирует ~3-+и~ превращение и способствует повышению стабильности О-фазы». При этом в сплаве без водорода автором наличие а2 — фазы не обнаружено и в нем протекает 13-+О превращение. Возникает вопрос о роли водорода в механизмах этих превращений, так как с общих позиций его растворимость в 1э и О-фазах должна быть существенно больше, чем в решетке а2. 2.

Автором получен интересный резульзат о измельчении выделяющихся фаз в сплавах с увеличением содержания водорода при отжиге 1050"С (глава 4. Рис.4.7, 4.10, 4.13 и рис.3 автореферата). При этом говорится как о О -, так и о а2 — фазах. Однако из текста работы непонятно как автор разделил эти фазы и чем обусловлено изменение мест предпочтительного зарождения с увеличением содержания водорода. 3. Объясняя изменение морфологии выделений диссертант говорит о процессах полигонизации и сфероидизации. Однако эти процессы имеют различные движущие силы и их следует разделять.

Также не совсем понятно о доказательствах протекания процессов полигонизации внутри частиц О-фазы. Сделанные замечания не снижают общей положительной оценки работы. Диссертация написана технически-грамотным языком, оформление работы соответствует действующим стандартам. В целом представленная диссертация выполнена на высоком научнотехническом уровне и представляет собой законченную научно- квалификационную работу, в которой на основе изучения формирования фазового состава и структуры жаропрочного сплава ВТИ-4 при термическом и химико-термическом воздействиях показана возможность управления его технологическими и механическими свойствами, что вносит существенный вклад в развитие исследований жаропрочных сплавов на основе алюминидов титана, предназначенных для изготовления деталей перспективных газотурбинных двигателей и энергетических установок.

Автореферат и опубликованные работы полностью отражают содержание диссертации. По научному уровню, полученным результатам, содержанию и оформлению представленная диссертационная работа удовлетворяет всем требованиям п.п. 9-14 Положения о присуждении ученых степеней, утвержденном Постановлением правительства РФ от 24 сентября 2013 г. Ма 842, а ее автор, Пожога Оксана Зияровна, заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.01 — Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов.

Попов Артемий Александрович Заведующий кафедрой термообработки и физики металлов ФГАОУ ВО УрФУ, д.т.н., профессор Подпись Г!опова А.А. удостоверяю, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19 +7 (343) 3745964 28 ноября 2017 г.

.