Разработка технологии диффузионной сварки титанового выпускного окна ускорителя электронов

• Автор: Балбеков, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫПУСКНОГО

ОКНА УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ

1.1.1. Существующие конструкции выпускных окон для вывода пучка

электронов, технологии изготовления и применяемые материалы

1.2. Титановая конструкция выпускного окна ускорителя электронов

1.3. Применение диффузионной сварки для получения титановых

слоистых конструкций со сверхтонкими элементами

1.4. Механизм образования соединения при диффузионной сварке
1.5. Микроструктура и ее влияние на свойства титановых сплавов
1.5.1. Микроструктура титановых сплавов 3
1.5.2. Зависимость механические свойств от микроструктуры титановых
сплавов
1.5.3. Зависимость высокотемпературной деформации от микроструктуры титановых сплавов 3
1.6. Процессы, протекающие в контакте и контактных зазорах титана
со стальной технологической оснасткой при диффузионной сварке 3
1.7. Цели и задачи исследования
2. КИНЕТИКА РАЗВИТИЯ ФИЗИЧЕСКОГО КОНТАКТА И
ПРОЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЯ ПРИ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКЕ
2.1. Методика проведения исследований
2.1.1. Методика экспериментальных исследований
2.1.2. Моделирование процесса развития физического контакта при
диффузионной сварке
2.1.3. Обработка результатов экспериментов

Влияние температуры сварки на кинетику развития физического контакта
Влияние давления на кинетику развития физического контакта Влияние технологических параметров на процесс диффузионной сварки Выводы по главе
РАЗВИТИЕ ДЕФОРМАЦИИ ЗАГОТОВОК ПРИ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКЕ ВЫПУСКНОГО ОКНА УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ
Методика проведения исследований
Исследование процесса развития деформации и напряженного состояния в зоне контакта титановых решеток со стальной технологической оснасткой
Исследование процесса развития деформации прокладок с пластинчатой микроструктурой, находящейся между заготовками с глобулярной микроструктурой в условиях диффузионной сварки Экспериментальные исследования влияния относительной высоты прокладок на процесс формирования диффузионного соединения между заготовками Выводы по главе
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ ВЫПУСКНОГО ОКНА УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ
Выбор технологической схемы сварки и оснастки Выбор материала конструкции Сборка конструкции
Установка для диффузионной сварки выпускного окна ускори-

теля электронов
4.1.3.1. Расчет глубины проникновения газа по магистрали
4.2. Влияние микрогеометрии поверхности на кинетику развития
контакта и прочность соединения
4.3. Выбор режимов диффузионной сварки выпускного окна ускорителя электронов
4.3.1. Выбор температуры сварки
4.3.2. Исследование кинетики развития физического контакта на стадии нагрева
4.3.3. Выбор давления сварки
4.3.4. Выбор времени сварки
4.4. Технология диффузионной сварки выпускного окна ускорителя
электронов
4.5. Испытания
4.5.1. Гидравлические испытания конструкции
4.5.2 Испытание фольги на пластичность и циклическую долговечность
4.6. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Нередки случаи образования смешанных глобулярно-пластинчатых структур.
В результате деформации при температурах а+(3- области или в том случае, когда деформация начинается в р-области, а заканчивается в а+Р-области, сплавы имеют переходную структуру [55].
По размеру зерна различают мелкозернистую и крупнозернистую структуры.
Анализ исследований микроструктуры титановых сплавов, представленных в работах [10-12, 25 и др.] показывает, что существует структурная неоднородность, выраженная достаточно ярко, несмотря на узкий диапазон профилей, выбранных для исследования.
Нагрев и выдержка при постоянных температурах до полиморфного превращения деформированных титановых а и а+(3 - сплавов ведет к росту и увеличению исходных зерен под действием процессов рекристаллизации и полигонизации. Данные процессы, связанные с образованием новых устойчивых границ в а-пластинах, обеспечивают глобуляризацию последних, что ведет к образованию цепочки отдельных а-частиц на месте а-пластин. цепочки глобул могут повторять форму исходных а-пластин, поэтому при существенной степени глобуляризации, в структуре отожженных сплавов возможно сохранение и положения а-пластин и а-колоний [58].
Время проведения операции отжига титановых сплавов с равноосной мелкозернистой структурой в области температур раньше полиморфного превращения не сильно влияет на увеличение размеров зерна, но существенно сказывается на характере выделений по границам зерен. Выделения по границам от сферической формы имеют веткообразную конфигурацию, и, при выдержках в течение 2-3 часов практически полностью образуют граничный контур [12].
Увеличение температуры отжига до значений выше окончания полиморфного превращения идет с интенсивным ростом зерна (размер зерен увеличивается от 30 до 40 раз по сравнению с исходным). При этом исходная недеформирован-ная крупнозернистая пластинчатая микроструктура при нагреве до температур ниже окончания полиморфного превращения, не меняет своего строения [12].