Формирование структуры и микромеханических свойств сваренных взрывом титано-алюминиевых слоистых металлических и интерметаллидных композитов

• Автор: Жоров, Антон Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 195 с. : ил.

Глава I. Особенности диффузионных процессов в слоистых
металлических композиционных материалах
1.1 Области применения слоистых композиционных материалов
1.1.1. Области применения композита ОТ4-АД1-АМг6
1.2 Способы получения слоистых металлических и интерметаллид- 15 ных композиционных материалов.
1.2.1 Способы получения титано-алюминиевых композитов
1.2.2 Комплексные технологии получения слоистых 21 интерметаллидных композитов.
1.3 Диаграмма состояния и интерметаллидные соединения 24 системы Л-А1
1.3.1 Диаграмма состояния системы Т1-А1
1.3.2 Интерметаллиды в системе Л—А1
1.3.3 Взаимная растворимость компонентов
1.4 Влияние режимов применяемых технологических процессов на 31 структурную неоднородность титано-алюминиевых СКМ
1.4.1 Влияние упруго-пластической деформации на свойства 32 композиционных материалов
1.4.2 Интерметаллидные соединения титана и алюминия 34 с другими металлами
1.4.3 Твердофазное диффузионное взаимодействие при нагреве 36 титано-алюминиевых СКМ
1.4.4 Взаимодействие титана с расплавом алюминия
1.5 Задачи исследования
Глава 2. Материалы, оборудование и методы исследования
2.1 Исследуемые материалы
2.2 Методика проведения исследований
2.2.1 Методика деформирования титано-алюминиевого КМ
2.2.2 Методика оценки остаточных пластических деформаций 49 титано- алюминиевого композита после изгиба.
2.2.3 Приготовление шлифов
2.2.4 Металлографические исследования
2.2.5 Измерение микротвердости
2.2.6 Рентгенографические исследования
2.2.6.1 Определение параметров тонкой структуры
2.2.6.2 Фазовый рентгеноструктурный анализ
2.2.7 Исследование диффузионных процессов
2.3. Обработка результатов экспериментов
Выводы ко второй главе

Глава 3. Исследование влияния деформационных и термических
факторов на микромеханические свойства, тонкую структуру и кинетику твердофазного формирования интерметаллидов в титано-алюминиевых КМ.
3.1 Особенности распределения деформации и микротвердости 69 в сваренном взрывом титано-алюминиевом композите ОТ4-АД1-АМг6 после изгиба
3.1.1 Изучение распределения деформации в титано-алюминиевом 69 композите после изгиба.
3.1.2 Влияние условий деформирования на механическую неоднородность титано-алюминиевого композита.
3.1.3 Изменение микромеханических характеристик сваренного взрывом титано-алюминиевого композита при деформировании по схеме изгиб+разгиб
3.1.4 Влияние упруго-пластического деформирования на тонкую структуру титано-алюминиевого композита, полученного сваркой взрывом
3.2 Влияние повышенных температур на микромеханические свойства, тонкую структуру и кинетику диффузионного взаимодействия компонентов титано-алюминиевого КМ
3.2.1 Влияние нагревов на микромеханические свойства титано-алюминиевого КМ
3.2.2 Влияние нагревов на тонкую структуру деформированного КМ
3.2.3 Влияние повышенных температур на кинетику роста интерметаллидов в титано-алюминиевых КМ
3.2.4 Вывод уравнений диффузии
Выводы к третьей главе
Глава 4. Исследование влияния конструктивных и температурновременных факторов на кинетику жидкофазного формирования интерметаллидов в титано-алюминиевых КМ.
4.1 Проблемы получения титано-алюминиевых СИК
4.2 Диффузионное взаимодействие титана с жидким алюминием
4.2.1 Кинетика образования и роста интерметаллидного слоя 109 в композите ВТ1-0-АД1 при температуре 700°С
4.2.1.1 Начальная стадия
4.2.1.2 Стадия роста
4.2.1.3 Стадия насыщения
4.2.2 Диффузионное взаимодействие в композите ВТ1-0-АД1 при 124 675 и 750°С
4.2.2.1 .Отжиг при 675°С
4.2.2.2.0тжиг при 750°С
4.2.3 Влияние основных факторов диффузионного взаимодействия 132 на кинетику процесса

4.2.3.1 Влияние температуры отжига на кинетику роста 134 интерметаллидного слоя в композите ВТ1-0-АД1
4.2.3.2 Влияние исходной толщины слоя АД1 на кинетику 136 жидкофазной диффузии в титано-алюминиевом композите ВТ1-0-АД1.
4.2.3.3 Особенности диффузионных процессов в трехслойном 141 композите ВТ 1-0-АД 1-ВТ 1
4.2.4 Исследование структуры, фазового состава
и микромеханических свойств интерметаллидного слоя
Выводы к четвертой главе
Глава 5. Разработка технологии изготовления титано-алюминиевых 155 композиционных материалов со специальными свойствами.
5.1 Изготовление тонколистового биметалла ОТ4-АД1 для 155 антиобледенительных систем
5.1.1 Сварка взрывом
5.1.2 Сварка взрывом с последующей прокаткой
5.2 Разработка комплексной технологии производства титано-алюминиевых композитов с особыми тепловыми свойствами

5.2.1 Сварка взрывом
5.2.2 Термообработка
5.3 Технология производства трубчатых титано-алюминиевых ^ переходников
5.3.1 Сварка взрывом
5.3.2 Штамповка
5.4 Комплексные технологические процессы производства титано-алюминиевых слоистых композитов

Выводы к пятой главе
Заключение
Список использованной литературы

тельно нанесенной на отполированную боковую поверхность образцов перпендикулярно границам раздела слоев. Координатная сетка представляла собой систему взаимно перпендикулярных реперных линий и располагалась на базовой длине 120 мм: реперные линии поперек слоев КМ наносили с шагом 2 мм, а линии вдоль слоев - в титане с шагом 0,5 мм от границы ОТ4 -АД 1, в АМгб с шагом 1,0 мм от границы АД1-АМг6 (рис 2.1). Для нанесения тонких (2-5 мкм) реперных линий использовали микротвердомер ПМТ-3 с алмазным наконечником, установленным под нагрузкой, соответствующей твердости материала. Дополнительно, на поперечных линиях сетки в слое АД1, начиная от границы с титаном, при помощи ин-дентора микротвердомера ПМТ-3 ставили реперные точки с шагом 0,3 - 0,5 мм. Параметры координатной сетки до и после изгиба измеряли на инструментальном микроскопе ММИ-2 с точностью 0,005 мм.
ОТ4 А >
АД1- 1
у ^7 *4 т
АМгб 120* 20
160
1 2
Рисунок 2.1. Размеры образца и схема нанесения координатной сетки:
1 - реперные линии, 2 - реперные точки; * - база нанесения координатной сетки.
Продольную и поперечную деформации образца определяли по формуле:
5=1Деф-1исхх100о/о
!исх , (2.1)
где І,«* - исходный размер участка координатной сетки, Іщ - размер после деформации.
По результатам измерений параметров координатной сетки построены диаграммы распределения деформации по длине образца для каждого из слоев композита.