Разработка и исследование ресурсосберегающих технологий изготовления штампосварных конструкций из титановых сплавов

• Автор: Муравьев, Василий Илларионович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 250 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТАМПОСВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
1.1. Определяющие факторы технологических процессов штамповки, сварки и термообработки штампосварных заготовок
1.2. Анализ существующих технологических процессов изготовления штампосварных титановых конструкций
1.3. Выбор и обоснование исследований новых ресурсосберегающих технологических процессов изготовления штампосварных конструкций из титановых сплавов
Глава 2. АНАЛИЗ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЗАЩИТНОЙ ОКСИДНОЙ ПЛЕНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ
ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
2.1.Общие закономерности взаимодействия газов с металлами
2.2. Термодинамические условия образования оксидов, нитридов и гидридов на поверхности титановых сплавов
2.3. Исследование процессов окисления и газонасыщсния поверхности титановых сплавов
2.4. Моновакуумметрические исследования взаимодействия воздуха с поверхностью титана при нагреве
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАДИЦИОННЫХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ РЕЖИМОВ НАГРЕВА В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ ТИТАНОВЫХ ЗАГОТОВОК ДЛЯ ЛИСТОВОЙ И ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВОК
3.1. Разработка классификатора методов нагрева заготовок под штамповку из титановых заготовок с учетом многообразия технологических факторов
3.2. Исследование традиционных методов нагрева титановых заготовок под листовую и объемную штамповку в воздушной среде
3.3. Оптимизация режимов электроконтактного нагрева для листовой штамповки титановых заготовок

3.4. Перспективный способ деформирования титановых заготовок
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ АДСОРБЦИИ И ОККЛЮЗИИ ЗАГРЯЗНЕНИЙ, ЗАЩИТНОЙ ОКСИДНОЙ ПЛЕНКИ И ЭФФЕКТА «САМООЧИЩЕНИЯ» НА СВОЙСТВА ШТАМПОСВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
4.1. Аналитическая оценка закономерностей рафинирования металла шва при плавлении и кристаллизации
4.2. Исследования формирования макро- и микроструктуры поверхностного рельефа стыкуемых кромок и их влияние на адсорбцию и десорбцию загрязнений
4.3. Экспериментальные исследования и оптимизация технологических процессов формирования металла шва высокой плотности в тонколистовых штампосварных титановых кон- 123 струкциях
4.4. Исследование саморафинирования металла шва и эффективности проплавления толстостенных штампосварных титановых конструкций
Глава 5. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ШТАМПОСВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ
5.1. Исследование релаксации напряжений в титановых сплавах тепловым воздействием и пластическим деформированием
5.2. Экспериментальные исследования режимов термической обработки и пластической деформации сварного шва на свойства штампосварных титановых конструкций
5.3. Исследование закономерностей и оптимизация режимов диффузионного насыщения поверхности титановых конструкций металлами и металлоидами
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Повышение требований к летным характеристикам современной авиакосмической техники привело к возрастанию потребности в материалах с улучшенным комплексом 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.
Изменение требований к экономичности самолетов привело к общей тенденции в мировом самолетостроении по увеличению ресурса проектируемых самолетов с одновременным неуклонным снижением массы конструкции планера, которая теперь приближается к 26 - 28 % от взлетной массы самолета [218].
Значения удельной статической прочности для различных материалов довольно близки и не дают достаточно ясного представления о целесообразности замены одного материала другим с целью снижения массы.
Для более тщательного сравнительного анализа необходимы специальные расчеты, позволяющие оценить уменьшение массы с применением нового материала в конструкции. По данным работы [210] рассмотрим возможность использования материалов нового (искомого) и заменяемого для толстостенных труб с одинаковым отношением среднего диаметра к
толщине —1— = соті = К.

При определении отношения масс М использовали следующие выражения: площадь сечения (выражение приближенное; при расчете ошибка, например, при К= 10 составит 1 %)
Р = тгОср8 = Кп8г,
осевой момент инерции сечения
J = ОД/УД = 0,4 Кг5*
7 Ср
момент сопротивления изгибу
WUJг=0,SD2c|,S = 0,SK2S
Отношение масс
Ми = Дл
М, РіРіІ 8р3’
где / - длина трубы между заделками; Ми, Ри, б'и - соответственно масса, площадь сечения и толщина стенки искомого материала трубы; АД, /’з, б) соответственно масса, площадь сечения и толщина стенки заменяе-

Рис. 7. Дефекты сварки в швах сплава ВТ20: а, б - рентгенограммы пор, сварка ААрДЭС лист 1,2 і 1,2; в пспровар при двухсторонней сварке СПВЭ, в центре нерасплавленная проставка.