Исследование и совершенствование технологического процесса формирования структуры сварных соединений высоконагруженных конструкций из титанового сплава ВТ20

• Автор: Демышев, Павел Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 160 с. : ил.



Глава 1. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ

НАДЁЖНОСТИ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ТИТАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Основные факторы технологических операций производства толстостенных конструкций из титановых сплавов, влияющих на их свойства и структуру
1.2. Анализ дефектов, возникающих при производстве толстостенных конструкций из титановых сплавов
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ВОЛЬФРАМОВЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ И НЕРАСПЛАВЛЕННОЙ ВСТАВКИ НА НАДЕЖНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ, ПРИЧИН ПОРООБРАЗОВАНИЯ В СВАРНЫХ ШВАХ И ВЛИЯНИЯ ВИДА РАСКРОЯ ЗАГОТОВОК НА ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА

2.1.Общие закономерности взаимодействия газов с металлами

2.2. Аналитическая оценка закономерностей рафинирования

Р металла шва при плавлении и кристаллизации

2.3. Исследование влияния вольфрамовых включений и нерасплавленной вставки на надежность конструкций,
причин порообразования в сварных швах
2.4. Исследования влияния вида раскроя заготовок на формирование металла шва
2.4.1. Исследование процесса формирования металла шва после раскроя заготовок плазменной резкой
2.4.2. Исследование процесса формирования металла шва после раскроя заготовок газокислородной резкой
2.4.3. Исследование процесса формирования металла шва после гидроабразивного раскроя заготовок
Глава 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ
МЕТАЛЛА ШВА ПОВЫШЕННОЙ ТОЛЩИНЫ
3.1. Особенности процесса сварки погруженным
электродом
3.2. Сравнительные исследования проплавляющей способ-Р ности традиционным электродом с конусной заточкой и
электродов с тороидальной заточкой

3.3. Исследование формирования металла шва повышенной
толщины комбинированным способом
^ Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА ШВА,
“ ПОЛУЧЕННОГО ПО РАЗРАБОТАННЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ, МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЕГО СТРУКТУРЫ
4.1. Сравнительные исследования химического состава и механических свойств металла шва
4.2. Электронно-микроскопические исследования макрои микроструктуры металла шва выполненного СПВЭ и ЭЛС
4.3. Исследования влияния термической обработки на свойства металла шва по параметрам акустической эмиссии
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность проблемы
Повышение требований к летным характеристикам современной авиакосмической техники привело к возрастанию потребности в материалах с улучшенным комлексом механических свойств. Титановые сплавы являются перспективным материалом для многих областей применения в авиакосмической технике благодаря их высокой удельной прочности, сопротивлению усталости, вязкости разрушения и коррозионной стойкости.
Титановые сплавы менее технологичны по сравнению с авиационными сталями и алюминиевыми сплавами из-за низкой теплопроводности, высокой химической активности, ограниченных возможностей холодной деформации. Это является одной из причин повышенного расхода материалов (титана, вольфрама, гелия, аргона и др.) при обработке титановых сплавов.
Некоторые технологические операции, и, прежде всего, сварка, термическая резка, связаны со структурными изменениями металла и появлением в нем дефектов.
Сопоставление стоимости материалов и технологии изготовления конструкций из титановых сплавов показывает, что экономическая целесообразность применения титановых сплавов в авиакосмической технике определяется затратами на их производство. Механические свойства сварных соединений титановых сплавов ниже, чем у основного деформируемого металла. Кроме того, титановые сплавы склонны к порообразованию при сварке и образованию холодных трещин после сварки.
Существует много работ посвященных улучшению характеристик металла шва, особенно тонкостенных конструкций, с использованием

Рисунок 14 - Макроструктура поверхности образцов сплава ВТ20 после плазменно-дуговой резки а - на входе, б - в середине, в - на выходе
плазменного луча