Исследование процессов термомеханического взаимодействия титановых и алюминиевых сплавов при диффузионной сварке

• Автор: Пономарев, Дмитрий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПУСТОТЕЛЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ
1.1. Существующие конструкции панелей, технологии изготовления и применяемые материалы

1.2. Конструкция биметаллической пустотелой панели

1.3. Состояние и свойства контактной зоны при сварке алюминиевых и титановых алюминиевых сплавов

1.4. Интенсификация процессов диффузионной сварки.

1.4.1. Наложение ультразвуковых колебаний.

1.4.2. Изменение структурного состава.

1.5. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Обоснование выбора материалов

2.2. Образцы для исследований.
2.3 Методы исследования.
2.3.1. Метод оптического микроанализа.
2.3.2. Метод определения микротврдости.
2.3.3. Механические испытания.
2.3.4. Метод растровой электронной микроскопии
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНЫХ ЗОН ДИФФУЗИОННОСВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.
3.1. Исследование процесса образования диффузионносварного соединения при сварке алюминиевых сплавов.
3.2. Исследование процессов взаимодействия алюминиевых и титановых сплавов при диффузионной сварке
3.2.1. Микроструктурный анализ контактной зоны
сварного соединения.
3.2.2. Исследование химического состава
промежуточной прослойки.
3.2.3. Исследование механических характеристик диффузионносварного соединения титаналюминий.
3.3. Обоснование механизма образования диффузионного
соединения алюминийтитан
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПАНЕЛИ
ГЛАВА 5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Кроме того, они обладают высокой коррозионной стойкостью. Все эти качества способствуют их распространению в авиации, общем машиностроении, кораблестроении и т. Многие элементы, ограниченно растворимые в титане, приводят к появлению эвтектоидных превращений. Вводимые в титан легирующие компоненты делятся на две группы. Одни из них понижают температуру аллотропического превращения и тем самым расширяют на диаграмме равновесия область 0фазы, иногда даже до комнатной температуры и ниже. Такие элементы называются 0стабилизаторами Мо, Ре, Сг, Мп, V и др Другие элементы А1, В, О, Ы, С повышают температу ру аллотропического превращения, расширяя область афазы. Они называются стабилизаторами. Неизбежно присутствующие в титане вредные выше определенного содержания элементы О, И, С, растворяющиеся в нем путем внедрения, стабилизируют фазу. В отличие от них водород дестабилизирует 0фазу. По технологии изготовления титановые сплавы подразделяются на деформируемые, литейные и порошковые. По механическим свойствам подразделяются на сплавы нормальной прочности, высокопрочные, жаропрочные, повышенной пластичности. По способности упрочняться с помощью термической обработки они делятся на упрочняемые и неупрочняемые термической обработкой. Алюминий металл серебристобелого цвета, имеющий кубическую гранецентрированную решетку с периодом а 0, нм, не испытывающий полиморфных превращений. Содержание А1 в земной коре 8,8. Практическое значение алюминия обусловлено прежде всего его малой плотностью 2,7 гсм3 при С. Высокая пластичность алюминия и его сплавов придает им хорошие технологические свойства при обработке давлением. Алюминий обладает хорошими теплопроводностью и электропроводимостью, коррозионной стойкостью. Последнее свойство алюминия обусловлено его способностью образовывать на своей поверхности плотно прилегающую оксидную пленку А. Пленка АЬОз на поверхности алюминиевых проводов и шин используется в электротехнике как изоляция. Кроме того, как уже упоминалось выше, алюминий обладает высокой
удельной электропроводностью мОм мм, составляющей по отношению к этой характеристике для меди. Однако при расчете проводов эквивалентного сечения при заданной силе тока алюминиевый провод в два раза легче медного. Примеси ухудшают все эти свойства. Так, в ряде случаев применяют более прочные проводниковые сплавы на основе А1, но при этом мирятся с понижением проводимости вследствие легирования. Механические свойства алюминия зависят от его чистоты и состояния. Увеличение содержания примесей при пластической деформации повышает прочность и твердость алюминия. Так, для алюминия марки А5 в литом состоянии ов МПа, 5 , НВ 0, для литого АО ав МПа, б , ЫВ 0, а деформированного АО ав 0 МПа, а 0 МПа, б , НВ 0. Ввиду низкой прочности алюминий применяют для ненагруженных деталей и элементов конструкции, когда от материала требуется легкость, свариваемость, пластичность. Из других свойств алюминия следует отметить его высокую отражательную способность, в связи с этим он широко используется для рефлекторов, прожекторов и др. Алюминий имеет большую усадку затвердевания 6. Высокая теплота плавления и теплоемкость способствуют медленному остыванию А1 из жидкого состояния, что дает возможность улучшать отливки из алюминия и его сплавов путем рафинирования, модифицирования и др. Алюминий хорошо сваривается контактной сваркой и дуговой в защитных средах, обрабатывается давлением, но плохо поддается резанию. Благодаря вышеописанным свойствам сплавы на основе титана и алюминия получили широкое применение в ракетостроении, авиационной технике, судостроении, химической и других отраслях промышленности. Их применяют для обшивки сверхзвуковых самолетов, изготовления деталей и узлов двигателя и планера реактивных самолетов и вертолетов, корпусов ракетных двигателей, обшивки морских судов, подводных лодок и т. Помимо этого титановые и алюминиевые сплавы нашли широкое применение в пустотелых конструкциях в виде панелей рис. Рис 1. Общий вид пустотелой панели с сотовым заполнителем.