Підвищення механічних властивостей деталей газотурбінних двигунів з двофазних титанових сплавів

Анотація

Предметом вивчення у роботі є особливості формування зварного шва складнолегованих титанових сплавів при електронно-променевому зварюванні у вакуумі та аргонодуговому зварюванні. Метою даного дослідження є забезпечення необхідного рівня механічних властивостей зварних з'єднань авіаційних та ракетно-космічних деталей із складнолегованих двофазних титанових сплавів. Завдання: проаналізувати механізми формування структури для забезпечення необхідного рівня механічних властивостей зварних з’єднань з титанових сплавів; дослідити вплив зварювання плавленням на структуру та механічні властивості складнолегованих титанових сплавів. Результати дослідження. Встановлено, що в металі шва формується структура з переважанням метастабільної β-фази, що сприяє зниженню показників пластичності та ударної в'язкості. Найкраще поєднання міцності та пластичності досліджуваних зварних з'єднань було отримано після проведення термообробки. Використання присадної проволоки сприяє отриманню практично однорідної структури та розпаду метастабільних фаз у шві та зоні термічного впливу, межа міцності при цьому 1250 МПа. Висновки. Встановлено, що в зварних швах формується нерегламентована, крупнозерниста пластинчаста структура, при цьому розмір первинної β-фази становить в межах 180...300 мкм. При цьому розміри зони термічного впливу для аргонодугового зварювання становить 5 мм, для електронно-променевого зварювання - 2 мм. Дослідженнями механічних властивостей та характеру руйнування зварних з'єднань встановлено, що структурні зміни при зварюванні плавленням призводять до зниження механічних властивостей, при цьому міцність отриманих зварних з'єднань становить не більше 80-85% по відношенню до міцності основного металу. Відсутність структурних змін при зварюванні електронним променем призводить до збереження рівня механічних властивостей, при цьому міцність отриманих зварних з'єднань з високоміцних титанових сплавів становить більше 90% по відношенню до основного металу.