Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВРЕМЕНИ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ НА ФОРМИРОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЯ ТИТАНОВОГО СПЛАВА СО СПЛАВОМ Х2Н98

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-40-45

Полный текст:

Аннотация

Исследовали твердофазное соединение титанового сплава ПТ3В (Ti-4.2Al-1.6V) и стали 12Х18Н10Т через наноструктурную прослойку из сплава Х2Н98. В процессе соединения при температурах 650, 700, 750 и 800 °С в зоне контакта образуются слои интерметаллидов Ti2Ni, TiNi, TiNi3. Известно, что при сварке давлением титанового сплава и никеля на границе образуются сплошные слои этих интерметаллидов. Именно по этим слоям и происходит разрушение. Наиболее вероятной причиной разрушения является скачок коэффициента термического расширения (КТР) при аустенитно-мартенситном превращении с образованием слоя TiNi, в результате которого на стадии охлаждения с температуры сварки в соседних хрупких слоях Ti2Ni и TiNi3 образуются трещины. Легирование сплава TiNi хромом в пределах 1–2 % приводит к значительному снижению температурного интервала аустенитно-мартенситного превращения.

На границе TiNi3/Х2Н98 происходит образование тонкого слоя TiCr2, препятствующего диффузии хрома и никеля в формирующиеся слои интерметаллидов Ti2Ni, TiNi и TiNi3. Это приводит к формированию более тонких слоев интерметаллидов в зоне соединения ПТ3В/Х2Н98, чем при сварке через никелевую прослойку. Применение сплава Х2Н98 привело к легированию интерметаллида TiNi хромом в количестве 0,2–0,6 ат. %, что, по-видимому, снизило температуру аустенитно-мартенситного превращения ниже комнатной температуры, изменило вид и местоположение трещин в сварном шве. При использовании прослойки из сплава Х2Н98 наибольшая прочность на растяжение ϭВ=390±20 МПа достигается после сварки при Т=700 °C, 20 мин. Повышение времени выдержки при 700 °C или увеличение температуры приводят к снижению прочности.

Об авторах

Ирина Ильдусовна Ибрагимова
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Россия

магистрант



Марсель Фаниревич Имаев
Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук, Уфа
Россия

доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник



Руслан Галиевич Хазгалиев
Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук, Уфа
Россия

магистр техники и технологии, младший научный сотрудник



Радик Рафикович Мулюков
Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук, Уфа
Россия

доктор физико-математических наук, профессор, директор



Список литературы

1. Лутфуллин Р.Я. Сверхпластичность и твердофазное соединение наноструктированных материалов. Часть 1. Влияние размера зерна на твердофазную свариваемость сверхпластичных сплавов // Письма о материалах. 2011. Т. I. № 1. С. 59–64.

2. Лутфуллин Р.Я. Сверхпластичность и твердофазное соединение наноструктированных материалов (Обзор). Часть II. Физическая модель формирования твердофазного соединения в титановом сплаве в условиях низкотемпературной сверхпластичности // Письма о материалах. 2011. Т. 1. № 2. С. 88–91.

3. Сафиуллин Р.В. Сверхпластическая формовка и сварка давлением многослойных полых конструкций. Часть I. Международный опыт // Письма о материалах. 2012. Т. 2. № 1. С. 32–35.

4. Сафиуллин Р.В. Сверхпластическая формовка и сварка давлением многослойных полых конструкций. Часть II. Опыт ИПСМ РАН // Письма о материалах. 2012. Т. 2. № 1. С. 36–39.

5. Шоршоров М.Х., Каракозов Э.С. Расчеты режимов сварки давлением. Ленинград: ЛДНТП, 1969. 31 с.

6. Рябов В.Р., Рабкин Д.М., Курочка Р.С., Стрижевская Л.Г. Сварка разнородных металлов и сплавов. М.: Машиностроение, 1984. 239 с.

7. Каракозов Э.С. Сварка металлов давлением. М.: Машиностроение, 1986. 280 с.

8. Шоршоров М.Х. Металловедение сварки стали и сплавов титана. М.: Наука, 1965. 336 с.

9. Петренко В.Р., Киреев Л.С., Пешков В.В. Сварка титана со сталью. Воронеж: ВГТУ, 2004. 173 с.

10. Корнилов И.И., Борыскина Н.Г. Диаграмма состояния системы титан-железо // ДАН СССР. 1956. Т. 108. № 6. С. 1063–1085.

11. Kundu S., Chatterjee S. Characterization of diffusion bonded joint between titanium and 304 stainless steel using a Ni interlayer // Materials Characterization. 2008. Vol. 59. P. 631–637.

12. Kundu S., Chatterjee S. Structure and properties of diffusion bonded transition joints between commercially pure titanium and type 304 stainless steel using a nickel interlayer // Journal Materials Science. 2007. Vol. 42. P. 7906–7912.

13. Kundu S., Chatterjee S., Olson D., Mishra B. Effects of intermetallic phases on the bond strength of diffusion-bonded joints between titanium and 304 stainless steel using nickel interlayer // Metallurgical and materials transactions A. 2007. Vol. 38A. P. 2053–2060.

14. Thirunavukarasu G., Kundu S., Mishra B., Chatterjee S. Effect of Bonding Temperature on Interfacial Reaction and Mechanical` Properties of Diffusion-Bonded Joint Between Ti-6Al-4V and 304 Stainless Steel Using Nickel as an Intermediate Material // Metallurgical and Materials Transactions A. 2014. Vol. 45A. P. 2067–2077.

15. Хазгалиев Р.Г., Мухаметрахимов М.Х., Мулюков Р.Р., Лутфуллин Р.Я. Твердофазное соединение титанового сплава с нержавеющей сталью через наноструктурированную прослойку из никелевого сплава // Перспективные материалы. 2011. № 12. С. 529–534.

16. Хазгалиев Р.Г., Мухаметрахимов М.Х., Имаев М.Ф., Шаяхметов Р.У., Мулюков Р.Р. Особенности разрушения твердофазного соединения титановый сплав-никель-нержавеющая сталь // Известия высших учебных заведений. Физика. 2015. Т. 58. № 6. C. 74–79.

17. Хазгалиев Р.Г., Имаев М.Ф., Мулюков Р.Р. Исследование возможности упрочнения соединения титанового сплава с коррозионностойкой сталью, полученного диффузионной сваркой через промежуточную прослойку // Деформация и Разрушение Материалов. 2017. № 5. С. 18–24.

18. Uchil J., Mohanchandra K.P., Ganesh Kumara K., Mahesh K.K., Murali T.P. Thermal expansion in various phases of Nitinol using TMA // Physica B. 1999. Vol. 270. P. 289–297.

19. Otsuka K., Ren X. Physical metallurgy of Ti-Ni-based shape memory alloys // Progress in Materials Science. 2005. Vol. 50. Р. 511–678.

20. Хисамов Р.Х., Сафаров И.М., Мулюков Р.Р., Юмагузин Ю.М. Влияние границ зерен на работу выхода электрона нанокристаллического никеля // Физика твердого тела. 2013. Т. 55. № 1. C. 3–6.


Рецензия

Для цитирования:


Ибрагимова И.И., Имаев М.Ф., Хазгалиев Р.Г., Мулюков Р.Р. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВРЕМЕНИ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ НА ФОРМИРОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЯ ТИТАНОВОГО СПЛАВА СО СПЛАВОМ Х2Н98. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2017;(4):40-45. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-40-45

For citation:


Ibragimova I.I., Imaev M.F., Khazgaliev R.G., Mulyukov R.R. THE INFLUENCE OF TEMPERATURE AND TIME OF PRESSURE WELDING ON THE FORMATION OF A JOINT BETWEEN THE TITANIUM ALLOY AND Ni-2 %Cr ALLOY. Science Vector of Togliatti State University . 2017;(4):40-45. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-40-45

Просмотров: 15


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)