Роль противосварочного покрытия в трехслойных гофрированных конструкциях из титановых сплавов

А.А. Круглов, Р.Я. Лутфуллин, М.Х. Мухаметрахимов, О.А. Руденко, А.А. Саркеева ORCID logo , Р.В. Сафиуллин показать трудоустройства и электронную почту
Получена 17 августа 2021; Принята 19 октября 2021;
Цитирование: А.А. Круглов, Р.Я. Лутфуллин, М.Х. Мухаметрахимов, О.А. Руденко, А.А. Саркеева, Р.В. Сафиуллин. Роль противосварочного покрытия в трехслойных гофрированных конструкциях из титановых сплавов. Письма о материалах. 2021. Т.11. №4. С.457-461
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-457-461

Аннотация

Характерные дефекты твердофазных соединений в трехслойной гофрированной конструкции из титанового сплава.При изготовлении трехслойных гофрированных конструкций из титановых сплавов диффузионной сваркой с последующей сверхпластической формовкой применяют противосварочные покрытия. Использование противосварочных покрытий дает возможность селективно соединять листовые заготовки друг с другом и в итоге получать полую конструкцию с внутренним набором ребер жесткости в виде гофры. В работе исследовано влияние противосварочных покрытий на основе нитрида бора и оксида иттрия на структуру и механические свойства титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V). Особое внимание уделено влиянию покрытий на качество твердофазных соединений в гофрированной конструкции. Показано, что покрытие на основе оксида иттрия приводит к наименьшей деградации механических свойств титанового сплава. Установлено, что качество конструкции зависит не только от состава покрытия, но и от процедуры его обработки перед диффузионной сваркой заготовок. В состав противосварочных покрытий в качестве связующих входят органические компоненты, которые содержат легкие элементы: азот, углерод, кислород и водород. Последние, как известно, являются вредными примесями для титана и его сплавов, а их химическое взаимодействие с титаном резко интенсифицируется при высоких температурах. Традиционные температуры диффузионной сварки и сверхпластической формовки сплава ВТ6 находятся в интервале 900 – 950°С. Следовательно, необходимо контролировать и предотвращать процесс адсорбции атомов водорода, азота, кислорода и углерода на соединяемых поверхностях титановых заготовок, поскольку это может оказать заметное влияние на качество сварных соединений, приведет к появлению дефектов, а от этого уже зависит усталостная прочность всей конструкции.

Ссылки (23)

1. Patent US No 3927817, 23.12.1975.
2. Superplastic Forming of Structural Alloys: Proceedings of a symposium (ed. by N. E. Paton, C. H. Hamilton). Warrendale, PA, TMS−AIME (1982) 414 p.
3. J. D. Beal, R. Boyer, D. Sanders. In: ASM Handbook, Volume 14B, Metalworking: Sheet Forming (ed. by S. L. Semiatin). OH, USA, Materials Park, ASM International (2006) pp. 656 - 669.
4. L. D. Hefti. Mater. Sci. Forum. 551 - 552, 87 (2007). Crossref
5. Z. Q. Li, H. P. Guo. Aeronautical Manufacturing Technology. 8, 34 (2010).
6. Patent RF No 2548834, 20.04.2015. (in Russian) [Патент РФ № 2548834. 20.04.2015.].
7. Patent EP No 0568201, 01.04.1993.
8. M. W. Turner, I. J. Andrews. 4th European Conference on Superplastic Forming Euro SPF’05. In: Book of Papers. London, United Kingdom, IOM Communications Ltd. (2005) pp. 39 - 46.
9. B. Zhao, Z. Li, H. Hou, J. Liao, B. Bai. Rare Metal Materials and Engineering. 39 (6), 0963 (2010). Crossref
10. R. V. Safiullin, A. A. Kpuglov, O. A. Rudenko, S. A. Kharin, A. N. Sayranov, M. A. Morozov, V. B. Timohov, V. A. Kropotov. Titan. 4, 34 (2009). (in Russian) [Р. В. Сафиуллин, А. А. Круглов, О. А. Руденко, С. А. Харин, А. Н. Сайранов, М. А. Морозов, В. Б. Тимохов, В. А. Кропотов. Титан. 4, 34 (2009).].
11. R. R. Mulyukov, A. A. Nazarov, R. M. Imayev. Letters on Materials. 8 (4s), 510 (2018). Crossref
12. Z. Q. Li, B. Zhao, W. Chen. MATEC Web of Conferences. 21, 01005 (2015). Crossref
13. J. Shao, Z. Q. Li, H. Xu, X. Han, R. Zhang. Mater. Sci. Forum. 838 - 839, 585 (2016). Crossref
14. A. R. Safiullin, R. V. Safiullin, A. A. Kruglov. Rev. Adv. Mater. Sci. 25, 281 (2010).
15. R. G. Khazgaliev, A. M. Dilmukhametova, V. V. Astanin, R. V. Safiullin. Russian Physics Journal. 58 (6), 90 (2015). (in Russian) [Р. Г. Хазгалиев, А. М. Дильмухаметова, В. В. Астанин, Р. В. Сафиуллин. Изв. вузов. Физика. 58 (6), 90 (2015).].
16. A. A. Sarkeeva, A. A. Kruglov, R. Ya. Lutfullin, S. V. Gladkovskiy, A. P. Zhilyaev, R. R. Mulyukov. Composites Part B. 187, 107838 (2020). Crossref
17. A. A. Sarkeeva. Letters on Materials. 10 (3), 345 (2020). (in Russian) [А. А. Саркеева. Письма о материалах. 10 (3), 345 (2020).]. Crossref
18. U. Zwicker. Titanium and it’s alloys. Moscow, Metallurgiya (1979) 512 p. (in Russian) [У. Цвиккер. Титан и его сплавы. Москва, Металлургия (1979). 512 с.].
19. F. Pitt, M. Ramulu. JMEPEG. 13 (6), 727 (2004). Crossref
20. Patent RF No 2412017, 20.02.2011. (in Russian) [Патент РФ № 2412017, 20.02.2011.].
21. Patent RF No 2291019. 10.01.2007. (in Russian) [Патент РФ № 2291019. 10.01.2007.].
22. R. Ya. Lutfullin, A. A. Kruglov, M. Kh. Mukhametrakhimov, O. A. Rudenko. Letters on Materials. 5 (2), 185 (2015). (in Russian) [Р. Я. Лутфуллин, А. А. Круглов, М. Х. Мухаметрахимов, О. А. Руденко. Письма о материалах 5 (2), 185 (2015).]. Crossref
23. A. A. Kruglov, R. Ya. Lutfullin, R. R. Mulyukov, M. Kh. Mukhametrakhimov, O. A. Rudenko, R. V. Safiullin. Mater. Sci. Forum. 838 - 839, 610 (2016). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Государственное задание ИПСМ РАН - № АААА-А17-117041310221-5