Процессы структурообразования в сварных соединениях сплавов титана при термической и термомеханической обработке

• Автор: Оленева, Ольга Аркадьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 183 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Аналитический обзор

1.1. Сварные соединения титановых сплавов

1.2. Термическая обработка сварных соединений

1.2.1. Термическая обработка сварных соединений псевдоатитановых сплавов

1.2.2. Термическая обработка сварных соединений аРтитановых сплавов

1.2.3. Термическая обработка сварных соединений из титановых сплавов на основе рфазы

1.3. Сварка разноименных титановых сплавов

1.4. Сварка разнородных металлов и сплавов

1.4.1. Диффузионная сварка титанового сплава с нержавеющей сталью

1.4.2. Паяные соединения биметаллов, один из которых титановый сплав
1.5.Постановка задачи исследования
2. Материалы и методика исследования
2.1. Исследуемые сплавы
2.2. Методика исследований
3. Влияние термической обработки на структуру и свойства сварных соединений из одноименных титановых сплавов
3.1. Исследование формирования структуры сварных соединений из сплавов ВТ и ВТ
3.2. Влияние термической обработки на структуру и свойства сварных соединений из сплава ВТ
3.3. Особенности процесса распада ртвердого раствора при старении сварного соединения из сплава ВТ
Выводы по главе
4. Влияние термической обработки на структуру и свойства
сварных соединений из разноименных титановых сплавов
4.1. Исследование формирования структуры сварных соединений из разноименных титановых сплавов непосредственно после сварки
4.2. Влияние вакуумного отжига на структуру и свойства
сварных соединений из разноименных титановых сплавов
4.3. Изучение фазовых превращений в сварных соединениях титановых сплавов различных классов при непрерывном нагреве
4.4. Влияние старения на структуру и свойства сварных соединений титановых сплавов различных классов
Выводы по главе
5. Структура и свойства соединений из разнородных
сплавов
5.1. Диффузионная сварка ПТЗВ и нержавеющей стали ХНТ
5.1.1. Структура основного металла в сварном соединении
5.1.2. Структура сварного соединения
5.2. Паяное соединение стали ХНТ и сплава ПТЗВ
Выводы по главе
Выводы но работе
Библиографический список
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В работе [] образцы из сплава ОТ4 толщиной 0,8 и 2,5мм полученные за один проход ААрДЭС неплавящимся вольфрамовым электродом, подвергались вакуумному отжигу по режимам: нагрев до 0 и 0°С, выдержка 2 ч, охлаждение с печью до 0°С с последующим напуском воздуха. Выявлено, что после вакуумного отжига при 0°С, 2 ч сварные соединения имеют более высокие служебные характеристики (малоцикловую и многоцикловую усталость, длительную прочность), т. С появляется поверхностный слой повышенной хрупкости, служащий очагом зарождения трещин []. Влияние отжига на прочность и пластичность сварных образцов толщиной 1 . ВТ исследовали в работе []. Выявлено, что изменение температуры отжига с 0 до 0°С почти не влияет на прочность и пластичность сварного соединения (ав=3. МПа, угол загиба °). При повышении температуры отжига до 0°С наблюдается снижение прочности на . МПа с одновременным повышением пластичности (угол загиба °). Упрочнение сварных соединений сплавов с псевдо-а-структурой малоэффективно [], т. Однако там же указывается, что для сплавов с псевдо-а-структурой можно применять упрочняющую ТО, состоящую из закалки на а'-мартенсит от температуры близкой к Тш и низкотемпературного старения. В работе [] отмечается, что основным упрочняющим легирующим элементом в псевдо-а-сплавах титана является алюминий. В сплавах с алюминием в определенном температурном интервале могут протекать процессы, приводящие к понижению механических свойств металла. Так, при старении в диапазоне 0. С в сплавах титана, содержащих >5% А1, наблюдаются процессы распада а-твердого раствора, заключающиеся в перераспределении алюминия внутри этого раствора и приводящие к образованию обогащенных алюминием участков (кластеров). С сплавах с содержанием А1 6,0. Т1зА1 [, ]. При меньшем содержании алюминия возможно лишь установление ближнего порядка. Введение ? ЗТВ сплава ОТ4 обнаружено 5% ? В работах [, ] изучали влияние УТО на структуру и свойства сварных соединений пссвдо-а-сплавов ВТ и ОТ4 толщиной Змм, выполненные ААрДЭС, ТО проводили в печах с воздушной атмосферой, с охлаждением на воздухе (. С/мин), в воде (. Па, скорость охлаждения 3. С/мин). Исследовали совместное влияние температуры закалки от 0, 0 и 0°С (выдержка мин) в воду и последующего старения при 0, 0 и 0°С в течение 4 ч на механические свойства сварных соединений сплава ОТ4. При закалке от 0°С фиксируется метастабильная ? С. Эффект упрочнения по сравнению с закаленным состоянием возрастает при повышении температуры старения, причем прочность после старения при 0°С увеличивается на МПа, а при 0°С - на 0 МПа. Прочность сварных соединений в результате закалки и старения по сравнению с отожженным состоянием возросла на 0 МПа. При закалке от 0 и 0°С в сварных соединениях сплава ОТ4 фиксируется в основном мартснситная ос'-фаза. При старении протекают два конкурирующих процесса: распад мартенсита, сопровождающийся понижением прочности, и образование дисперсной а-фазы, повышающей прочность. МПа после старения при 0°С и . МПа после старения при 0°С. Упрочнение по сравнению с отожженным состоянием после закалки от 0 и 0°С и последующего старения такое же, как после закалки от 0°С и старения. Отмечается, что при всех режимах ТО твердость основного металла на 1. НЯС выше, чем у металла шва. Возможность упрочнения сварных соединений сплава ВТ путем закалки от 0 и °С и последующего старения при 0, 0 и 0°С в течение 4 ч оценивали в работе [,]. Старение при 0°С после закалки от 0°С повышает прочность сварного соединения в среднем на 0 МПа при большом разбросе показателей прочности. Эффект упрочнения достигается в результате распада метастабильных Р- и а'-фаз, перераспределения легирующих элементов, примесей и дислокаций. Однако наблюдается большой разброс значений твердости металла шва - от до НІІС. Дальнейшее повышение температуры старения до 0°С сопровождается увеличением упрочнения до МПа и уменьшением разброса значений твердости. По сравнению с закаленным состоянием прочность возросла на 0 МПа, а по сравнению с отожженным при 0°С - на 0 МПа. При росте температуры старения до 0°С упрочнение снижается до 0 МПа. По сравнению с отожженным прочность закаленных и состаренных соединений повысилась на 0 МПа [, ].