Дифузійне зварювання інтерметаліду TiAl з конструкційними сплавами через наношаруваті фольги

Дифузійне зварювання як основний перспективний метод з’єднання сплавів на основі TiAl з жароміцними сплавами. Дослідження особливостей формування з’єднань алюмініду титану зі сплавами на нікелевій і титановій основі при застосуванні наношаруватих фольг.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык украинский
Дата добавления 28.08.2020
Размер файла 648,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дифузійне зварювання інтерметаліду TiAl з конструкційними сплавами через наношаруваті фольги

Юрій Фальченко, Лідія Петрушинець, Олег Новомлинець

Актуальність теми дослідження. Алюмініди титану є перспективними матеріалами для виготовлення деталей авіаційних двигунів, стільникових конструкцій та обшивки надзвукових літальних апаратів, деталей сопла, лопаток компресора, елементів конструкції камери згоряння, поршнів автомобільних двигунів тощо [1; 2].

Із розвитком аерокосмічних технологій і появою нових конструкційних жароміцних сплавів виникає необхідність в їх зварюванні як в однорідному, так і в різнорідному поєднанні. До таких пар можна віднести з'єднання інтерметалідних сплавів TiAl з конструкційними сплавами на основі титану чи нікелю.

Постановка проблеми. Наявні технології зварювання плавленням даних матеріалів не дозволяють отримати високоякісні зварні з'єднання через структурні перетворення у зоні термічного впливу, які призводять до збільшення концентрації напружень і, як наслідок, до розтріскування матеріалу [3; 4]. Дифузійне зварювання (ДЗ) є найбільш перспективним методом з'єднання сплавів на основі TiAl з жароміцними сплавами як на основі титану [5-10], так і нікелю [11-14]. Однак при цьому методі зварювання утворення з'єднання супроводжується формуванням дифузійної зони зі складним фазовим складом, що включає крихкі сполуки, які можуть негативно вплинути на механічні властивості. Додаткові труднощі створюють специфічні як для сплавів TiAl, так і для Ni жароміцних сплавів властивості, а саме їх підвищена міцність при температурах зварювання і низька пластичність.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. При з'єднанні у-TiAl зі сплавом титану для активації контактних поверхонь більш твердого інтерметалідного сплаву зазвичай застосовуються високі значення зварювальних тисків (аж до 200 МПа) поряд з витримкою протягом 1-2 годин [5-7], що значною мірою перевищує термо-деформаційні параметри зварювання, рекомендовані для сплавів титану. При ДЗ різнорідних матеріалів для активації поверхонь металів, що зварюються, та інтенсифікації дифузійних процесів здебільшого застосовують проміжні прошарки [15]. Однак, застосування проміжних прошарків на основі монолітних матеріалів, отриманих прокаткою, що мають товщину ~ 50-300 мкм, не зовсім доцільно, оскільки створюються дифузійні зони з хімічним складом і механічними властивостями, які різко відрізняються від властивостей матеріалів, що зварюються [16]. При використанні цього підходу інтенсифікації дифузійних процесів у зоні з'єднання може сприяти попереднє наводнення проміжних прошарків. Для запобігання виділенню водню на стадії нагрівання, зварювання необхідно проводити із застосуванням високоінтенсивних джерел нагрівання, які б забезпечили швидкість зростання температури ~ 1200 °С/хв [11].

Для активізації процесу утворення з'єднання перспективним є застосування покриттів або фольги з дрібнозернистою структурою, які дозволяють локалізувати пластичну деформацію безпосередньо у стику. Наприклад, у роботі [12] для цього перед зварюванням TiAl з нікелевим сплавом проводили лазерну модифікацію, яка полягала в оплавленні поверхневого шару алюмініду титану, а також нанесенні на поверхню сплаву Ni покриття Ti-46,5Al. Металографічний аналіз з'єднань дефектів не виявив, однак наявність крихких фаз у зоні сплавлення нікелевого сплаву з покриттям не дозволила отримати високоміцні з'єднання. Застосування фольги зі сплаву Ti в аморфному стані при з'єднанні TiAl з Ti-6Al-4V розглянуто авторами [9]. Були отримані з'єднання з міцністю на рівні 88 % від значень основного матеріалу, проте інтенсивний потік титану в TiAl, який не скомпенсований дифузією алюмінію в зворотному напрямку, призводить до утворення значної пористості.

Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Використання при зварюванні прошарків на основі монолітних матеріалів хоча і сприяє формуванню зварного з'єднання, але створює в зоні з'єднання ділянки із суттєвою хімічною неоднорідністю.

Для зменшення хімічної неоднорідності у стику перспективним є застосування тонкої наношаруватої фольги, отриманої методом електронно-променевого випаровування і конденсації у вакуумі [17]. Використання градієнтних прошарків неоднорідних за хімічним складом, дозволяє змінювати умови отримання зварного з'єднання та більш ефективно впливати на дифузію елементів і формування зони з'єднання, а саме її товщину і склад.

Мета статті. Метою цієї роботи є дослідження особливостей формування з'єднань інтерметалідного сплаву TiAl зі сплавами на нікелевій і титановій основі при застосуванні наношаруватих прошарків у вигляді фольги товщиною 20...30 мкм, отриманої методом електронно-променевого випаровування і осадження у вакуумі з парової фази.

Виклад основного матеріалу. Дифузійне зварювання у вакуумі зразків проводили в установці У-394М. Як нагрівач використовували електронно-променеву гармату кільцевої форми. Температуру зварювання контролювали за допомогою хромель- алюмелевої термопари. Вакуум в робочій камері підтримували на рівні 1,33-10'3 Па. Підготовка зразків до зварювання полягала в розрізанні матеріалу на електроерозійно- му верстаті, шліфуванні контактних поверхонь і знежиренні.

Об'єктом досліджень були сплави: TiAl, ВТ8 і ЕІ437Б, хімічний склад яких наведено в таблиці 1.

Таблиця 1 Хімічний склад сплавів

Сплав

Елемент %, ваг.

Al

Si

Ti

Cr

Fe

Ni

Nb

Mo

TiAl

28,57-30,91

-

61,27-62,64

2,16-3,35

-

-

3,56-7,87

-

ЕІ437Б

0,60-0,85

0,70-0,58

2,57-2,53

21,10-20,57

0,72-0,77

74,31-74,71

-

-

ВТ8

5,95-7,76

0,1

87,69-89,73

-

-

-

-

4,27-4,71

Сплав алюмініду титану був отриманий методом електронно-променевого переплаву з наступним ізостатичним пресуванням і прокатуванням, після чого виконували гомогенізуюче відпалювання. Структура TiAl ламельна та являє собою пластини у-фази, по межах яких розташовані тонкі прошарки а2-фази.

Для сплаву ВТ8 характерна змішана структура, яка складається з твердих розчинів на основі а- і Я-модифікацій титану. Легуючі елементи сплаву ВТ8 підвищують міцність титану і знижують його пластичність [18].

Сплав ЕІ437Б належить до групи матеріалів з особливо низькими технологічними властивостями за оброблюваністю, які визначаються високою жароміцністю, низькою теплопровідністю, високою схильністю до механічного зміцнення (наклепу) в процесі механічної обробки [19]. Сплав є важкозварюваним дисперснозміцненим суперсплавом, що містить значну кількість хрому й титану, схильний до утворення тріщин у зоні термічного впливу [20].

Як проміжні прошарки застосовували наношаруваті фольги на основі систем Al-Ti (Ti-38Al,% ваг.) і Al-Ni (Ni-31,6Al,% ваг.) товщиною 20...30 мкм. Для зменшення дифузійної рухливості хрому і заліза з боку нікелевого сплаву в напрямку до TiAl прошарки системи Al-Ni мали покриття з нікелю товщиною 2,5 мкм. Наношаруваті фольги отримували методом електронно-променевого випаровування і конденсації у вакуумі.

Аналіз мікроструктури зварних з'єднань проводили за допомогою електронного мікроскопа CAMSCAN 4, який оснащений системою енергодисперсійного аналізу EDX INCA 200 для визначення хімічного складу. Для цього за стандартною методикою з використанням шліфувально-полірувального устаткування фірми Struers були виготовлені шліфи поперечного перерізу зварних з'єднань.

Оцінку мікротвердості зварних з'єднань проводили на установці «Мікрон-гамма» методом автоматичного індентування з використанням алмазної пірамідки Берковича (а = 65°) при навантаженні 0,4 Н [21].

Зварювання інтерметалідного сплаву TiAl з титановим сплавом ВТ8.

Зварювання проводили при температурі Тзв = 1200 °С, тиску Рзв = 20 МПа, тривалості 4в = 20 хв. Як проміжний прошарок використовували наношаруваті фольги Al/Ti.

При зварюванні без прошарку було отримано бездефектне з'єднання з дифузійною зоною завтовшки 7.10 мкм (рис. 1).

Рис. 1. Мікроструктура й локальний хімічний аналіз зони з 'єднання TiAl-BT8

Мікротвердість зони з'єднання знаходиться на рівні інтерметалідного сплаву і становить 4,2 ГПа. Характер розподілу елементів поблизу границі розділу вказує на дифузію атомів Al з TiAl в сплав титану й атомів Ті у протилежному напрямку. Як показує характер розподілу елементів, зона з'єднання характеризується значним концентраційним градієнтом у розподілі Ті і Al між TiAl і BT8.

Для усунення хімічної неоднорідності при зварюванні TiAl зі сплавом титану ВТ8 застосовували наношаруваті прошарки системи Al-Ti. Як показали металографічні дослідження, у процесі зварювання формується дифузійна зона завтовшки 45...50 мкм, у стику дефекти відсутні (рис. 2). На колишній границі контакту фольги з TiAl спостерігається утворення дрібних рекристалізованих зерен. З боку сплаву ВТ8 в напрямку прошарку відбувається проростання зерен з утворенням характерних для сплаву ВТ8 структур кошикового плетіння, що складаються з а і Я фаз. Розподіл Ti і Al має плавний характер без різких перегинів концентрації. З боку сплаву TiAl у прошарок відбувається дифузія хрому і ніобію, де їх вміст досягає відповідно 0,80 і 1,58 % ваг.

Рис. 2. Мікроструктура й локальний хімічний аналіз зони з 'єднання TiAl-Al/Ti-BT8

Такий розподіл елементів свідчить про те, що в зоні з'єднання відсутні небезпечні ділянки з високим рівнем залишкових напружень, які з'являються при охолодженні зварних з'єднань. У приконтактній зоні прошарок/алюмінід титану (~7 мкм від прошарку) спостерігається формування дрібних рекристалізованних зерен. Мікротвердість зони з'єднання близька до значень сплаву TiAl і становить 3,8 ГПа.

З аналізу кривих розподілу елементів у з'єднаннях отриманих без застосування проміжних прошарків і з застосуванням наношаруватих фольг (рис. 1, 2) видно, що у випадку зварювання інтерметалідного сплаву TiAl безпосередньо зі сплавом ВТ8 по лінії з'єднання спостерігається різкий перепад у вмісті алюмінію й титану, що може негативно вплинути на працездатність зварних з'єднань. Застосування наношаруватого прошарку системи Al-Ti забезпечує плавний характер зміни концентрації алюмінію і титану в зоні з'єднання.

Зварювання інтерметалідного сплаву TiAl з жароміцним нікелевим сплавом.

Зварювання інтерметалідного сплаву TiAl зі сплавом ЕІ437Б проводили при температурі Тзв = 1050 °С, тиску Рзв = 20 МПа, тривалості 4в = 20 хв. Як проміжний прошарок використовували наношаруваті фольги Ni-Al/Ni-Ni.

При дифузійному зварюванні алюмініду титану з жароміцним сплавом ЕІ437Б без проміжних прошарків утворюється зона з'єднання товщиною ~35 мкм, в якій можна виділити 4 шари. У зоні з'єднання спостерігаються ділянки розтріскування (рис. 3).

Рис. 3. Мікроструктура й локальний хімічний аналіз зони з 'єднання ТШ-ЕІ437Б

На основі результатів мікрорентген-спектрального аналізу отриманих з'єднань можна зробити висновок, що за хімічним складом, перший шар складається переважно з ТізАІ, а другий - із суміші TiAl з твердим розчином хрому в нікелі. Третій шар відповідно до [22] переважно складається з NhAlTi, четвертий - із твердого розчину хрому в нікелі з домішками алюмінію й титану (рис. 3).

При цьому в зоні з'єднання з боку нікелевого сплаву спостерігається істотне підвищення мікротвердості з 4,10 ГПа (основний метал) до 14,01 ГПа, що може бути результатом формування крихких інтерметалідних фаз на основі системи Ni-Al-Ti і підвищенням вмісту хрому в приповерхневих шарах уздовж стику.

Надалі при зварюванні застосовували наношаруваті фольги Ni-Al/Ni-Ni. Відповідно до даних роботи [14] нікель має хорошу розчинність у титані, а його застосування як елемента фольги має сприяти, з одного боку, зниженню схильності фольги до окислення, а з іншого - шар нікелю виступає в ролі бар'єра для дифузії хрому, титану і заліза з нікелевого сплаву в напрямку до інтерметалідного сплаву.

Були отримані бездефектні з'єднання, пори і тріщини у стику відсутні (рис. 4). Використання при зварюванні наношаруватої фольги забезпечує формування з'єднання і сприяє активному протіканню дифузійних процесів між інтерметалідним сплавом і жароміцним сплавом на нікелевій основі. Так, взаємна дифузія компонентів сплаву і фольги призводить до формування у стику дифузійної зони шириною ~45 мкм, в якій можна виділити 4 шари.

У стику сформувалися багатофазні шари з різним співвідношенням фазових складових, що утворюються за рахунок реакційної дифузії компонентів. Аналіз хімічного складу зони з'єднання дозволяє зробити висновок, що з боку алюмініду титану формуються шари TbAl і TiAl. Велика центральна зона являє собою суміш NhAl з твердим розчином хрому в нікелі. Біля сплаву ЕІ437Б формується прошарок твердого розчину хрому в нікелі з домішками алюмінію й титану. Наявність шарів нікелю з обох сторін фольги системи Al-Ni сприяє зниженню небажаної дифузії легуючих елементів зі сплавів, що зварюються, попереджаючи утворення інтерметалідних фаз із високою мікротвердістю, що дозволило знизити мікротвердість більше ніж удвічі (6,81 ГПа) в порівнянні зі з'єднаннями, отриманими без проміжних прошарків.

Рис. 4. Мікроструктура й локальний хімічний аналіз зони з 'єднання

Рис. 5. Значення мікротвердості основного металу і зони з 'єднання

ШЇ-т-АМШ--ЕІ437Б

На рис. 5 наведені значення мікротвердості в зоні з'єднання при зварюванні через проміжні прошарки і без них. При зварюванні TiAl з жароміцним сплавом на основі нікелю без проміжних прошарків у стику формуються інтерметалідне з'єднання з максимальними значеннями мікротвердості на рівні 14,01 ГПа. Застосування при дифузійному зварюванні наношаруватої фольги Ni-Ni/Al-Ni дозволяє знизити мікротвердість більше ніж удвічі (до 6,49...6,81 ГПа). дифузійний зварювання сплав фольга

Висновки

При дифузійному зварюванні у вакуумі інтермета- лідного сплаву TiAl зі сплавом титану BT8 зона з'єднання характеризується значним концентраційним градієнтом у розподілі Ti і Al між TiAl і BT8.

Застосування наношаруватих прошарків системи Al-Ti при зварюванні у вакуумі TiAl з BT8 сприяє вирівнюванню хімічного складу в зоні з'єднання й утворенню загальних зерен на колишній границі контакту.

При дифузійному зварюванні TiAl з жароміцним сплавом ЕІ437Б без проміжних прошарків у зоні з'єднання з боку нікелевого сплаву спостерігається істотне підвищення мікротвердості з 4,10 ГПа до 14,01 ГПа, що може бути результатом формування крихких інтерметалідних фаз на основі системи Ni-Al-Ti і підвищення вмісту хрому у приповерхневих шарах уздовж стику.

Застосування при дифузійному зварюванні TiAl з ЕІ437Б наношаруватої фольги Ni- Al/Ni-Ni забезпечує утворення бездефектних з'єднань, сприяє формуванню в стику дифузійної зони з монотонним характером розподілу легуючих елементів і зниженими значеннями мікротвердості.

Список використаних джерел

1. Банных О. А., Поварова К. Б., Браславская Г. С., Масленков С. Б., Богатова М. Н. Механические свойства литых сплавов у-TiAl. Металловедение и термическая обработка металлов. 1996. № 1. С. 11-14.

2. Полькин И. С., Колачев Б. А., Ильин А. А. Алюминиды титана и сплавы на их основе. Технология легких сплавов. 1997. № 3. С. 32-39.

3. Patterson R. A., Martin P. L., Damkroger B. K., Christodoulou L. Titanium aluminide: electron beam weldability. Welding research supplement. 1990. № 1. P. 39-s-44-s.

4. Замков В. Н., Великоиваненко Е. А., Сабокарь В. К., Вржижевский Э. Л. Выбор температуры предварительного подогрева у-алюминида титана при ЭЛС. Автоматическая сварка. 2001. № 11. С. 20-23.

5. Wang Xiu-feng, Ma Mo, Liu Xue-bin, Wu Xue-qing, Tan Chao-gui, Shi Rong-kai, Lin Jiang- guo. Diffusion bonding of у-TiAl alloy to Ti-6Al-4V alloy under hot pressure. Transactions of Nonfer- rous Metals Society of China. 2006. Vol. 16. P. 1059-1063.

6. Holmquist M., Recina V., Pettersson B. Tensile and creep properties of diffusion bonded titanium alloy IMI 834 to gamma titanium aluminide IHI Alloy 01A. Acta Materialia. 1999. Vol. 47, Is. 6. P. 1791-1799.

7. Wang X. F., Luo Z. C., Liu X. B., Lin J. G. Probing into diffusion bonding of laser surface treated у-TiAl alloy/Ti-6Al-4V alloy. Science and Technology of Welding and Joining. 2008. Vol. 13, Is. 5. P. 452-455.

8. Wang X. R., Yang Y. Q., Luo X., Zhang W., Zhao G. M., Huang B. An investigation of Ti-43Al-9V/Ti-6Al-4V interface by diffusion bonding. Intermetallics. 2013. Vol. 36. P. 127-132.

9. Xue Z., Yang Q., Gu L., Hao X., Ren Y., Geng Y. Diffusion bonding of TiAl based alloy to Ti-6Al-4V alloy using amorphous interlayer. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 2015. Vol. 46, Is. 1. P. 40-46.

10. Simoes S., Viana F., Ramos A.S., Vieira M. T., Vieira M. F. Diffusion Bonding of TiAl to Ti6Al4V Using Nanolayers. Journal of Materials Engineering and Performance. 2018. Vol. 27, Is. 10. P. 5064-5068.

11. Peng He, Jun Wanga, Tiesong Lin, Haixin Li. Effect of hydrogen on diffusion bonding of TiAl based intermetallics and Ni-based superalloy using hydrogenated Ti6Al4V interlayer. International Journal of Hydrogen Energy. 2014. Vol. 39. P. 1882-1887.

12. Li Z. F., Wu G. Q., Huang Z., Ruan Z. J. Diffusion bonding of laser surface modified TiAl alloy/Ni alloy. Materials Letters. 2004. Vol. 58. P. 3470-3473.

13. Ramos A. S., Vieira M. T., Simoes S., Viana F., Vieira M. F. Joining of Superalloys to Inter- metallics Using Nanolayers. Advanced Materials Research. 2009. Vol. 59. P. 225-229.

14. Ramos A. S., Vieira M. T., Simoes S., Viana F., Vieira M. F. Reaction-Assisted Diffusion Bonding of Advanced Materials. Defect and Diffusion Forum. 2010. Vols. 297-301. P. 972-977.

15. Люшинский А. В. Критерии выбора промежуточных слоев при диффузионной сварке в вакууме разнородных материалов. Сварочное производство. 2001. № 5. С. 40-43.

16. Юштин А. Н., Замков В. Н., Сабокарь В. К., Чвертко П. Н., Петриченко И. К. Сварка давлением интерметаллидого сплава у-TiAl. Автоматическая сварка. 2001. № 1. С. 33-37.

17. Ustinov A. I., Falchenko Yu. V., Ishchenko A. Ya., Kharchenko G. K., Melnichenko T. V., Muraveynik A. N. Diffusion welding of y-TiAl based alloys through nano-layered foil of Ti/Al system. Intermetallics. Vol. 16, Is. 8. 2008. P. 1043-1045.

18. Чечулин Б. Б., Разуваева И. Н., Гольдфайн В. Н. Титановые сплавы в машиностроении. Ленинград: Машиностроение (Лениигр. отд-ние), 1977. 248 с.

19. Аникеев А. И., Верещака А. А., Верещака А. С., Бубликов Ю. И. Ультрадисперсные твердые сплавы как инструментальный материал для фрезерования труднообрабатываемых материалов. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. 2015. № 3. С. 152-162.

20. Гуляев А. П. Металловедение: учебник для вузов. 6-е изд. перераб. и доп. Москва: Металлургия, 1986. 544 с.

21. Фирстов С. А., Горбань В. Ф., Печковский Э. П., Мамека Н. А. Уравнение индентирова- ния. Доповіді Національної академії наук України. 2007. № 12. С. 100-106.

22. Qi Xiansheng, XueXiangyi, Tang Bin, Kou Hongchao, Hu Rui, Li Jinshan. Phase Evolution of Diffusion Bonding Interface between High Nb Containing TiAl Alloy and Ni-Cr-W Superalloy. Rare Metal Materials and Engineering. 2015. Vol. 44, Is. 7. P. 1575-1580.

Анотація

Актуальність теми дослідження. З розвитком аерокосмічних технологій і появою нових жароміцних сплавів виникає необхідність в їх зварюванні в однорідному та різнорідному поєднанні. До таких пар можна віднести з 'єднання інтерметалідних сплавів TiAl з конструкційними сплавами на основі титану чи нікелю.

Постановка проблеми. Дифузійне зварювання є перспективним методом з'єднання сплавів на основі TiAl з жароміцними сплавами. Утворення з 'єднання може супроводжуватися формуванням крихких фаз.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Для утворення бездефектних з'єднань необхідно застосовувати проміжні прошарки.

Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Для зменшення хімічної неоднорідності у стику перспективно є застосування наношаруватих фольг.

Постановка завдання. Метою роботи є дослідження особливостей формування з 'єднань алюмініду титану зі сплавами на нікелевій і титановій основі при застосуванні наношаруватих фольг.

Виклад основного матеріалу. Досліджено вплив наношаруватих фольг на структуру й мікротвердість зварних з'єднань, які формуються у процесі дифузійного зварювання.

Висновки відповідно до статті. При дифузійному зварюванні сплавів TiAl з BT8 зона з 'єднання характеризується значним концентраційним градієнтом у розподілі Ti і Al між TiAl і BT8. При застосуванні наношаруватих фольг Al/Ti хімічний склад у зоні з 'єднання вирівнюється та утворюються загальні зерна на колишній границі контакту.

При дифузійному зварюванні сплавів TiAl з ЕІ437Б без прошарків у зоні з'єднання з боку нікелевого сплаву спостерігається істотне підвищення мікротвердості до 14,01 ГПа, що може бути результатом формування крихких інтерметалідних фаз на основі системи Ni-Al-Ti. Застосування наношаруватої фольги Ni-Al/Ni-Ni забезпечує утворення бездефектних з'єднань, сприяє формуванню дифузійної зони з монотонним характером розподілу легуючих елементів і зниженими значеннями мікротвердості.

Ключові слова: дифузійне зварювання у вакуумі; мікроструктура; TiAl; ВТ8; ЕІ437Б; наношаруваті фольги.

Relevance of the research topic. With the development of aerospace technologies and the emergence of new heat- resistant alloys, there is a need for their welding in a homogeneous and heterogeneous combination. These pairs include the coupling of intermetallic TiAl alloys with titanium or nickel structural alloys.

Formulation of the problem. Diffusion welding is a promising method ofjoining TiAl-based alloys with heat-resistant alloys. The formation of a joint may be accompanied by the formation offragile phases.

Analysis of recent research and publications. Forformation of defect-free joints it is necessary to use intermediate layers.

Highlighting unexplored parts of a common problem. To reduce chemical heterogeneity in the joint it is necessary to use nanolayer foils.

Setting objectives. The aim of this work is to investigate the peculiarities of forming joints of titanium aluminide with nickel and titanium alloys when using nanolayered foils.

The main material. The effect of nanolayered foils on the structure and microhardness of welded joints formed during diffusion welding is investigated.

Conclusions of the article. In the diffusion welding of TiAl alloys with VT8, the joint zone is characterized by a significant concentration gradient in the distribution of Ti and Al between TiAl and VT8. When applying Al/Ti nanolayered foils, the chemical composition in the joint area is aligned and the total grains are formed at the former contact boundary.

During the diffusion welding of TiAl alloys with EI437B without layers in the joint zone from the side of the Nickel alloy there is a significant increase in microhardness up to 14.01 GPa, which can be the result of the formation offragile intermetallic phases on the basis of Ni-Al-Ti. The application of Ni-Al/Ni-Ni nanolayered foil provides the formation of defect-free joints, contributes to the formation of a diffusion zone with a monotonous nature of the distribution of alloying elements and reduced values of microhardness.

Keywords: vacuum diffusion welding; microstructure; TiAl; VT8; EI437B; nanolayered foils.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Історія розвитку зварювання. Діаграма технологічної пластичності жароміцних нікелевих сплавів. Суть, техніка та технологія дифузійного зварювання. Вплив температури на властивості з'єднань при нормальній температурі сплавів. Процес дифузійного зварювання.

    реферат [1,3 M], добавлен 02.03.2015

  • Загальна характеристика титанових сплавів. Особливості формування швів при зварюванні з підвищеною швидкістю. Методика дослідження розподілу струму в зоні зварювання. Формування швів при зварюванні з присадним дротом. Властивості зварених з'єднань.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 17.08.2011

  • Дослідження процесу зварювання під час якого утворюються нероз'ємні з'єднання за рахунок сил взаємодії атомів (молекул) в місці, де з'єднуються матеріали. Зварювання плавленням і зварювання тиском (пластичним деформуванням). Газове зварювання металів.

    реферат [467,9 K], добавлен 21.10.2013

  • Характеристика сталі Вст3пс, елементи, які входять до її хімічного складу. Порівняння зварювання з іншими видами з'єднань. Технічні умови на виготовлення зварної конструкції. Вибір способу та режиму зварювання. Зварювальний напівавтомат А-547У.

    курсовая работа [42,2 K], добавлен 10.11.2010

  • Основні характеристики зварювання - процесу утворення нероз'ємного з'єднання між матеріалами при їх нагріванні. Класифікація і види зварювання. Вимоги до якості технології процесу зварювання. Маркування, транспортування і зберігання зварювальних апаратів.

    курсовая работа [181,1 K], добавлен 02.12.2011

  • Методи технологічного процесу і режими зварювання: вугільним, графітовим і вольфрамовим електродом та порошковим дротом. Характеристика газів і обладнання для з'єднання металічних частин неплавкими електродами, необхідні інструменти для проведення робіт.

    дипломная работа [3,0 M], добавлен 01.02.2011

  • Моніторинг зварних з'єднань за електричними показниками дуги при зварюванні в середовищі інертних газів неплавким електродом. Дефекти, котрі можуть виявитись під час зварювання. Аналіз процесу зварювання. Переваги способу зварювання неплавким електродом.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.01.2010

  • Характеристика, недоліки та переваги основних видів зварних з’єднань. Залежність якості зварювання металоконструкцій від доцільності обраного виду з’єднання. Утворення міжатомних зв'язків під час зварювання. Класифікація та характеристика зварних швів.

    дипломная работа [12,6 M], добавлен 02.06.2019

  • Технологічний процес виготовлення ножа для бульдозера. Підготовка деталей до зварювання. Основні небезпеки при зварюванні. Захист від ураження електричним струмом. Основи теорії дугоконтактного зварювання: обладнання, технологія. Зразки з'єднань труб.

    курсовая работа [7,6 M], добавлен 12.09.2013

  • Стикове з’єднання листів із підсиленням шва з лицьової сторони. Коротка характеристика виробу, його призначення і матеріал. Хімічний склад електродного дроту. Вибір зварювального устаткування. Порядок виконання швів. Конструктивні елементи з'єднань.

    контрольная работа [118,8 K], добавлен 16.12.2014

  • Переваги дисперсно-зміцнених композиційних матеріалів над традиційними сплавами. Розрахунок розміру часток по електронно-мікроскопічним знімкам. Структура бінарних дисперсно-зміцнених композитів на основі міді вакуумного походження у вихідному стані.

    дипломная работа [6,3 M], добавлен 16.06.2011

  • Передові прийоми і прогресивні технології зварювання, високопродуктивні способи зварювання. Аналіз зварної конструкції. Вибір обладнання і пристосування, підготовка матеріалів до зварювання. Техніка дугового зварювання та контроль якості зварювання.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 25.03.2016

  • Особливості технології зварювання плавленням металоконструкцій. Способи зварювання сталі: ручне електродугове зварювання, напівавтоматичне зварювання в СО2. Порівняльний аналіз конструктивних, технологічних та економічних факторів технології зварювання.

    реферат [412,4 K], добавлен 13.12.2011

  • Характеристика зварювання сталей, чавуну і кольорових металів. Сплави алюмінію: алюмінієво-марганцевисті, алюмінієво-магнієві, алюмінієво-мідні і алюмінієво-кремнисті. Наплавлення швидкоспрацьовуваних поверхонь. Зварювання залізо-нікелевими електродами.

    реферат [35,6 K], добавлен 06.03.2011

  • Класифікація ферм: мостів, покриття, з паралельними поясами, полігональні, арочні, трикутні. Вузли ферм з решіткою із парних кутників. З'єднання труб, підготовлене для зварювання. Запровадження нових способів зварювання у середовищі захисних газів.

    контрольная работа [386,3 K], добавлен 04.05.2014

  • Автоматичне і напівавтоматичне дугове зварювання, переваги; характеристика флюсів. Будова зварювальних автоматів. Особливості дугового зварювання в захисних газах. Технологія електрошлакового зварювання, якість і продуктивність; промислове застосування.

    реферат [1,5 M], добавлен 06.03.2011

  • Визначення і класифікація легованих сталей. Характеристики, призначення, будова та принцип дії установок плазмового зварювання, способи усунення несправностей. Дугове електричне та повітряно-дугове різання металів та їх сплавів, апаратура та технологія.

    дипломная работа [322,3 K], добавлен 19.12.2010

  • Види зварювання, особливості їх застосування. Технологічна послідовність виконання робіт. Типи зварних з’єднань. Характеристика інструментів, матеріалів та устаткування, яке необхідне для роботи. Науковий підхід до організації праці на робочих місцях.

    отчет по практике [596,5 K], добавлен 11.12.2012

  • Вплив домішок на властивості міді, її фізичні та механічні властивості. Вибір способу зварювання. Ручне дугове зварювання графітовим електродом. Зварювання під флюсом. Механічні властивості дроту. Розроблення зварювальних кромок. Термічна обробка.

    контрольная работа [228,7 K], добавлен 16.06.2016

  • Зварювання маловуглецевих і середньовуглецевих сталей газовим способом. Часткове вигоряння легуючих домішок і втрата властивостей шва під час газозварки конструкційних легованих сталей. З'єднання чавуну, міді, латуні і бронзи, алюмінію та інших металів.

    контрольная работа [2,1 M], добавлен 19.12.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.