Оксидный поверхностный слой и твердофазная свариваемость титановых сплавов

Р.Я. Лутфуллин, М.Х. Мухаметрахимов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 02 августа 2021; Исправлена: 24 августа 2021; Принята: 25 августа 2021
Цитирование: Р.Я. Лутфуллин, М.Х. Мухаметрахимов. Оксидный поверхностный слой и твердофазная свариваемость титановых сплавов. Письма о материалах. 2021. Т.11. №3. С.363-366
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-3-363-366

Аннотация

The oxide layer in the zone of solid-phase joint (SPJ) of ultrafine-grained titanium alloy VT6. The observed oxide layer reduces the shear strength of the SPJ by more than 2 times.Известно, что ультрамелкозернистая (УМЗ) структура в титановых сплавах является термически нестабильной. Актуальной задачей современного авиационного машиностроения является сохранение ультрамелкозернистости в титановых изделиях ответственного назначения после их изготовления для обеспечения высокого уровня механических свойств. Решение этой задачи, в частности, определяет необходимость снижения температуры твердофазной сварки при обеспечении необходимого уровня качества неразъемного соединения. Известно, что наряду со средним размером зерен, оксидный поверхностный слой также может существенно влиять при пониженных температурах на твердофазную свариваемость титановых сплавов, однако последний фактор чрезвычайно мало исследован. В этой связи для отечественных двухфазных титановых сплавов ВТ6 (система Ti-Al-V) и ВТ8 (система Ti-Al-Mo), отличающихся основным легирующим элементом для стабилизации β-фазы, рассмотрено влияние оксидной пленки. В результате проведения экспериментов металлографически выявлено отсутствие оксидного слоя в зоне твердофазного соединения ультрамелкозернистых образцов титанового сплава ВТ6 после сварки в вакууме при пониженной температуре, составляющей 600°С. Это, согласно проведенным механическим испытаниям, положительно отражается на качестве сварных образцов. Для УМЗ титанового сплава ВТ8, легированного диффузионно «медленным» молибденом, после сварки при температуре 600°С в зоне твердофазного соединения обнаружен непрерывный оксидный слой. Результаты экспериментов свидетельствуют, что УМЗ титановый сплав ВТ6, легированный относительно «быстрым» ванадием, обладает потенциальной возможностью для снижения на 50°С нижней температуры твердофазной сварки в вакууме в сравнении с исследованным титановым сплавом ВТ8.

Ссылки (21)

1. Z. A. Munir. Supplement to the Welding Journal. December. 333s (1983).
2. E. S. Karakozov. Pressure welding of metals. Moscow, Machine-Building (1986) 280 p. (in Russian) [Э. С. Каракозов. Сварка металлов давлением. Москва. Машиностроение (1986) 280 с.].
3. F. Pitt, M. Ramulu. JMEPEG. 13 (6), 727 (2004). Crossref
4. F. C. Campbell. Manufacturing technology for aerospace structural materials. Amsterdam. Boston. Heidelberg. London, New York, Oxford, Paris, San Diego, San Francisco, Singapore, Sydney, Tokyo, Elsevier Ltd. (2006).
5. R. Ya. Lutfullin, O. A. Kaibyshev, R. V. Safiullin, O. R. Valiakhmetov, M. Kh. Mukhametrakhimov. Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 13 (2), 561 (2000).
6. R. Ya. Lutfullin. Letters on Materials. 1 (1), 59 (2011). (in Russian) [Р. Я. Лутфуллин. Письма о материалах. 1 (1), 59 (2011).]. Crossref
7. M. Kh. Mukhametrakhimov. Letters on Materials. 2 (4), 249 (2012). (in Russian) [М. Х. Мухаметрахимов. Письма о материалах. 2 (4), 249 (2012).]. Crossref
8. M. Kh. Mukhametrakhimov, R. Ya. Lutfullin. Proceedings of International Conference “Current status of Theory and Practice of Superplasticity in Materials”. Ufa. Gilem (2000) p. 118. (in Russian) [М. Х. Мухаметрахимов, Р. Я. Лутфуллин. Труды Международной научной конференции «Современное состояние теории и практики сверхпластичности материалов». Уфа, Гилем (2000) c. 118.].
9. R. Ya. Lutfullin, O. A. Kaibyshev, R. V. Safiullin, O. R. Valiakhmetov, M. Kh. Mukhametrahimov. Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 13 (2), 561 (2000).
10. R. Ya. Lutfullin, O. A. Kaibyshev, O. R. Valiakhmetov, M. Kh. Mukhametrakhimov, R. V. Safiullin, R. R. Mulyukov. Advanced Materials. 4, 21 (2003). (in Russian) [Р. Я. Лутфуллин, О. А. Кайбышев, О. Р. Валиахметов, М. Х. Мухаметрахимов, Р. В. Сафиуллин, Р. Р. Мулюков. Перспективные материалы. 4, 21 (2003).].
11. R. Ya. Lutfullin, M. Kh. Mukhametrakhimov. Metal Science and Heat Treatment. 2, 11 (2006). (in Russian) [Р. Я. Лутфуллин, М. Х. Мухаметрахимов. Металловедение и термическая обработка материалов. 2, 11 (2006).].
12. O. A. Kaibyshev, R. V. Safiullin, R. Y. Lutfullin, V. V. Astanin. J. Mater. Eng. Perform. 8 (2), 205 (1999). Crossref
13. R. Ya. Lutfullin. Letters on Materials. 1 (2), 88 (2011). (in Russian) [Р. Я. Лутфуллин. Письма о материалах. 1 (2), 88 (2011).]. Crossref
14. U. Zwicker. Titan und Titanlegierungen. Moscow, Metallurgy (1979). (in Russian) [У. Цвиккер. Титан и его сплавы. Москва, Металлургия (1979) 512 с.].
15. G. Lütjering, J. C. Williams. Titanium, 2nd edition. Berlin, Heidelberg, New York, Springer (2007).
16. S. Z. Bokshtein, N. P. Zulina, O. V. Markovich. The Physics of Metals and Metallography. 4, 129 (1990). (in Russian) [С. З. Бокштейн, Н. П. Зюлина, О. В. Маркович. Физика металлов и металловедение. 4, 129 (1990).].
17. M. Kh. Mukhametrakhimov, R. Ya. Lutfullin. Fundamental’nye Problemy Sovremennogo Materialovedenia. 14 (4), 523 (2017). (in Russian) [М. Х. Мухаметрахимов, Р. Я. Лутфуллин. Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 14 (4), 523 (2017).].
18. R. Ya. Lutfullin, O. A. Kaibyshev, R. V. Safiullin, O. R. Valiakhmetov, M. Kh. Mukhametrahimov, R. V. Safiullin, R. R. Mulyukov. Journal of Advanced Materials. 10 (4), 326 (2003).
19. G. A. Salishchev, O. R. Valiakhmetov, R. M. Galeyev, F. H. Froes. Materials Science Forum. 447 - 448, 441 (2004). Crossref
20. R. Ya. Lutfullin, M. Kh. Mukhametrakhimov. Metallovedenie I Termicheskaya Obrabotka Metallov. 2 (608), 11 (2006). (in Russian) [Р. Я. Лутфуллин, М. Х. Мухаметрахимов. Металловедение и термическая обработка металлов. 2 (608), 11 (2006).].
21. S. L. Semiatin, P. N. Fagin, J. F. Betten, A. P. Zane, A. K. Ghosh, G. A. Sargent. Metallurgical and Materials Transactions A. 41A, 499 (2010). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Работа выполнялась в рамках государственной программы фундаментальных исследований ИПСМ РАН - № АААА-А17-117041310221-5.