Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке

Разработка стойких к повреждению титановых сплавов с высокой вязкостью разрушения и низкой скоростью роста усталостных трещин поддерживалась во всем мире. Применение электронно-лучевой сварки (ЭЛС ) необходимо при сборке компонентов авиационных конструкций из стойкого к повреждению титанового сплава...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Автоматическая сварка
Date:	2016
Main Authors:	Юань Хун, Чжан Гуо-Дун, Ван Цзин-Сю, Йю Хуай, Чжу Чжи-Шоу
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2016
Subjects:	Производственный раздел
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/146337
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке / Юань Хун, Чжан Гуо-Дун, Ван Цзин-Сю, Йю Хуай, Чжу Чжи-Шоу // Автоматическая сварка. — 2016. — № 1 (749). — С. 47-52. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860016222299488256
author	Юань Хун Чжан Гуо-Дун Ван Цзин-Сю Йю Хуай Чжу Чжи-Шоу
author_facet	Юань Хун Чжан Гуо-Дун Ван Цзин-Сю Йю Хуай Чжу Чжи-Шоу
citation_txt	Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке / Юань Хун, Чжан Гуо-Дун, Ван Цзин-Сю, Йю Хуай, Чжу Чжи-Шоу // Автоматическая сварка. — 2016. — № 1 (749). — С. 47-52. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Автоматическая сварка
description	Разработка стойких к повреждению титановых сплавов с высокой вязкостью разрушения и низкой скоростью роста усталостных трещин поддерживалась во всем мире. Применение электронно-лучевой сварки (ЭЛС ) необходимо при сборке компонентов авиационных конструкций из стойкого к повреждению титанового сплава. В Китае сплав ТС 21 – это титановый α+β-сплав с пределом прочности на растяжение 1100 МПа, который характеризуется отличной стойкостью к повреждению при высокой вязкости разрушения и низкой скоростью развития трещин. Была изучена ЭЛС толстолистовых секций сплава ТС 21 и проведена оценка механических свойств. Исследования вязкости разрушения и стойкости к развитию усталостных трещин показали, что стойкость к повреждению соединений ТС 21, выполненных ЭЛС, сравнима с основным металлом. Высокоцикловая усталостная прочность соединений, выполненных ЭЛС, составляет 634 МП а, достигая 98,3 % прочности основного металла. Микроструктура металла шва состоит из крупных столбчатых дендритов, соответствующих исходным β-зернам деформированного сплава и мелкого игольчатого α-мартенсита, что объясняет разницу в скорости роста трещин и вязкости разрушения между основным металлом и соединениями. Эти результаты указывают на то, что титановый сплав ТС 21 имеет очень хорошую свариваемость при использовании ЭЛС. In China TC21 alloy represents itself α + β titanium alloys with tensile strength of 1100 MPa, high fracture toughness and low fatigue crack growth rate. The study of EBW of thick-section TC21 alloy was carried out and mechanical properties of welded joints were evaluated. Testing of fracture toughness and resistance to fatigue crack reveal that their damage tolerance is comparable to that of base metal. The high cycle fatigue strength of the EB-welded joints is 643 MPa, reaching 98.3 % of that of base metal. The microstructure of weld metal consists of coarse columnar dendritic prior β-grains and finer acicular α-martensite, which accounts for the difference of crack growth rate and fracture toughness between base metal and metal of welded joints. These results indicate that TC21 titanium alloy has excellent EB weldability.
first_indexed	2025-12-07T16:45:12Z
format	Article
fulltext	РОИ ВО СТВЕ РА Е 4 7ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №1(749), 2016 ДК 621.791:669.295 СВАР ВА МОСТ СТО КО О К ПОВР Д Н Т ТАНОВО О СП АВА ТС21 ПР Э КТРОННО- ВО СВАРК В Пекинский институт авиационных материалов, 1000095, КНР. - : . . . Разработка стойких к повреждению титановых сплавов с высокой вязкостью разрушения и низкой скоростью роста усталостных трещин поддерживалась во всем мире. Применение электронно-лучевой сварки (Э С) необходимо при сборке компонентов авиационных конструкций из стойкого к повреждению титанового сплава. В Китае сплав ТС21 – это титановый + -сплав с пределом прочности на растяжение 1100 МПа, который характеризуется отличной стойкостью к повреждению при высокой вязкости разрушения и низкой скоростью развития трещин. ыла изучена Э С толстоли- стовых секций сплава ТС21 и проведена оценка механических свойств. сследования вязкости разрушения и стойкости к развитию усталостных трещин показали, что стойкость к повреждению соединений ТС21, выполненных Э С, срав- нима с основным металлом. Высокоцикловая усталостная прочность соединений, выполненных Э С, составляет 634 МПа, достигая 98,3 % прочности основного металла. Микроструктура металла шва состоит из крупных столбчатых дендритов, соответствующих исходным -зернам деформированного сплава и мелкого игольчатого -мартенсита, что объясняет разницу в скорости роста трещин и вязкости разрушения между основным металлом и соединениями. Эти результаты указывают на то, что титановый сплав ТС21 имеет очень хорошую свариваемость при использовании Э С. иблиогр. 8, табл. 1, рис. 9. К л ч е в ы е с л о в а электронно-лучевая сварка, стойкость к повреждени , вя кость ра ру ения, распространение усталостных тре ин Титановые сплавы широко используются в авиа- ционных конструкциях и в ответственных систе- мах благодаря своей высокой удельной прочности, повышенному сопротивлению усталости, воздей- ствию высокой температуры и окружающей среды [1]. зменения в методах разработки оказало зна- чительное влияние на создание титановых спла- вов и ускорило процесс разработки титана с вы- сокой стойкостью к повреждению, который имеет высокую вязкость разрушения и низкую скорость распространения трещин [2, 3]. В Китае сплав ТС21 — это титановый + - сплав с пределом прочности на растяжение 1100 МПа, который имеет повышенную стойкость к повреждению и высокую вязкость разрушения, превышающую 90 МПа м2 и низкой скорость распространения трещин / — до 9 10–6 мм/ цикл при ∆К = 11 МПа м (R = 0,1). Сплав под- вергали технологической обработке для оптими- зации химического состава и очищения расплава, а также квази- ковке и термообработке. дель- ная прочность и вязкость разрушения не мень- ше, чем у Т -1023, что указывает на то, что сплав можно использовать как материал первого класса для изготовления важных авиационных конструк- ций современных самолетов. Технология Э С бу- дет иметь особую важность при сборке элементов авиационных конструкций из стойкого к повреж- дениям титанового сплава. В данной статье представлены результаты экс- периментов теплового моделирования, в которых моделировались термические циклы Э С при раз- личной скорости сварки для определения влияния на свойства сварных соединений различной энер- гии сварки и скоростей охлаждения. Таким обра- зом, мы смогли проанализировать свариваемость сплава ТС21 Э С с точки зрения чувствительно- сти к влиянию тепла, подводимого во время свар- ки. Результаты исследования будут использова- ны для оптимизации диапазона параметров Э С и термообработки после сварки. Сравнение ме- ханических свойств соединений, выполненных Э С, и полученных при разной скорости сварки, которая отображает особенности тепловложения при сварки, соответствует экспериментам тепло- вого моделирования. ыли исследованы условия Э С сплава ТС21 толщиной 60 мм и оценены та- кие свойства соединения, как вязкость разруше- ния и стойкость к распространению усталостных трещин. атериалы и методика исследования. Ос- новным металлом, который использовался для моделирования и экспериментов в данной статье, был титановый сплав ТС21, прошедший квази- ковку и термообработку (2 ч, 900 С, охлаждение АН Н, АН О-Д Н, ВАН Н-С , А , - О , 2016 РОИ ВО СТВЕ РА Е 4 8 ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №1(749), 2016 на воздухе), соответственно. имический состав материала (мас. %): 5,8 A –2,0 –2,0 r–2,8 – 2,0 –1,7 r–0,1 r–0,1 и титан. Эксперименты по моделированию Э С были выполнены на симуляторе 1500 и заклю- чались в наложении термических циклов на ряд образцов квадратного сечения. Образцы вырезали из ковок и механически обрабатывали до размера 10 мм 10 мм 55 мм. Эксперименты по моделиро- ванию проводили при очень высокой скорости на- грева 1000 С/с до заранее установленной пиковой температуры 1200 С/с при постоянном времени вы- держки 40 с с последующими различными скоростя- ми охлаждения 0,1, 0,5, 5, 25, 80 С/с (охлаждение на воздухе) и 160 С/с (охлаждение водой), в от- дельных случаях. Размеры изотермической зоны (или рабочей зоны) составляют около 8...10 мм по середине образца. Смоделированные образцы были подвергнуты механической обработке для получения образцов для испытаний на растяже- ние и ударную вязкость при комнатной темпера- туре в соответствии со стандартом 9016:2001. спытания на ударную вязкость по арпи выпол- няли на полномасштабном образце с -образным надрезом. Сварку с полным проплавлением выполняли на установке K 106 со средним ускоряю- щим напряжением 60 кВ, которая была поставле- на из нститута электросварки им. .О. Патона. В табл. 1 представлены параметры Э С, которую использовали при изготовлении образцов. Ско- рость для сварки сплава ТС21 толщиной 14 мм выбирали из диапазона 4...25 мм/с в соответствии с током пучка для получения разных значений те- пловложения. После сварки выполнялся неразру- шающий контроль для обнаружения возможных дефектов в сварных пластинах. ездефектные пластины отбирали для изготовления образцов для металлографических испытаний и изучения механических свойств. Образцы для металлографических исследова- ний и испытаний на растяжение, вырезанные из соединений толщиной 14 мм, полученных Э С, были подготовлены для проведения оценки вли- яния тепловложения при сварке на механические свойства и микроструктуру. Основной металл тол- щиной 60 мм и соединения, полученные Э С, были подвергнуты термообработке посредством двойного отжига (900 С, 2 ч, охлаждение на воз- духе + 590 С, 4 ч, охлаждение на воздухе). а- тем образцы для испытаний на растяжение, для испытаний по арпи с -образным надре- зом, испытаний на ударную вязкость, многоци- кловую усталость и скорость распространения усталостных трещин обрабатывали согласно стандартов для проведения оценки ухудше- ния свойств сопротивления повреждению свар- ных соединений, полученных Э С, в сравнении с основным металлом. Вершина надреза всех образцов сварных соединений, выполненных Э С, находилась в центре металла шва. Поверхности образцов для металлургических испытаний были отшлифованы, отполированы, вытравлены, а затем при помощи оптического ми- кроскопа 51 была проведена оценка микроструктуры. олее детально микроструктур- ные изменения изучали при помощи растрового электронного микроскопа (РЭМ) 600. Образцы на растяжение и на ударную вязкость по арпи с -образным надрезом испытывали на универсальной машине для испытаний r -5887 и машине для испытаний на удар A 2302, со- ответственно. спытание на вязкость разрушения при плоской деформации (К1 ) выполняли на элек- трогидравлической установке -370, используя компактные образцы для испытаний (КОР) на растя- жение толщиной 25 мм и шириной 60 мм. спыта- ния на многоцикловую усталость с контролем ам- плитуды напряжения проводили с использованием синусоидальных колебаний при коэффициенте асимметрии цикла R = 0,06. Плоские цилиндри- ческие образцы испытывали на резонансной элек- тромагнитной установке для испытаний -50 при частоте 115 ц. Окончательным этапом испы- таний было разрушение, либо его отсутствие при достижении цикла 107. спытания на рост уста- лостных трещин (Р Т) проводили при постоян- ной асимметрии цикла R = 0,06 частотой 10 ц. спытания Р Т проводили на компактных образ- цах для испытаний на растяжение (КОР) размером 62,5 мм (длина) 50 мм (ширина) 12,5 (толщина). езул таты и о су дение. ермическое моде- лирование. Процесс моделирования был стабиль- ным и его повторяли до получения более трех образцов при одинаковых условиях термическо- го моделирования. На рис. 1 показаны ударные свойства и свойства растяжения образцов, про- шедших термическое моделирование на установ- ке при различных скоростях охлаждения. начения прочности увеличиваются с ростом ско- рости охлаждения, тогда как пластичность и удар- ная вязкость меняются в противоположную сто- рону. Образцы при скорости охлаждения 0,1 и Т а л и ц а араметры ускоря ее напря е- ние кВ ра о ее расстояние мм Толщина пласти- ны, мм Ток пучка, мА Ско- рость сварки, мм/с Ток фоку- сирующей катушки, мА Количество подводи- мого тепла, Дж/мм 14 165 25 830 396 110 12 830 550 60 70 4 830 1050 290 6 855 2900 РОИ ВО СТВЕ РА Е 4 9ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №1(749), 2016 0,5 С/с имеют высокую пластичность и ударную вязкость, тогда как прочность на растяжение от- носительно низкая. Механические свойства де- монстрируют значительное изменение с ростом скорости охлаждения от 0,5 до 4 С/с, в особенно- сти это касается ударной вязкости, значение кото- рой снизилось с 42 до 9 Дж/см2. В частности, при росте скорости охлаждения с 5 до 160 С/с ухуд- шение пластичности и ударной вязкости не явля- ется очевидным. Очевидно, что для получения высоких меха- нических свойств при сварочной обработке уста- новленную скорость охлаждения регулируют с шагом меньше 0,5 С/с. Тогда как на практике для методов сварки плавлением невозможно исполь- зовать скорость охлаждения меньше 0,5 С/с. Та- ким образом, был сделан вывод о том, что сплав 21 нечувствителен к сварочному тепловложе- нию и скоростям охлаждения после сварки, в осо- бенности при технологии Э С — методе сварки с высокой плотностью энергии. Очевидно, микро- структура и механические свойства соединений не могут быть усовершенствованы посредством улучшения сварочных параметров и энергии свар- ки, например, такими, как решение проблемы воз- обновления пластичности и вязкости и т.д. лияние тепловложения на механические свой- ства и макроструктуру соединений, выполненных . Микроструктура и механические свойства соединений в основном определяются результа- тами фазового превращения, такими, как располо- жение, объемная доля и индивидуальные свойства двух фаз при условии учета термических циклов сварки. В экспериментах по обработке Э С ток пучка для трех групп скоростей сварки сравнива- ли при условии постоянного фокусного расстоя- ния, уровня вакуума и ускоряющего напряжения. Ток пучка составлял 65, 110 и 165 мА в соответ- ствии со скоростью сварки 4, 12 и 25 мм/с. Энер- гия сварки составляет 1050 , 550 и 396 Дж/мм, соответственно ( — коэффициент эффективно- сти, определенный тем же условием). На рис. 2 показаны макроснимки поперечного сечения свар- ных соединений, полученных Э С при различ- ном тепловложении. ирина основного металла увеличивается с ростом количества подводимого тепла от 396 до 1050 Дж/мм. Видно, что все зоны сплавления состоят из крупных столбчатых зерен дендрита, перпендикулярных границе зоны сплав- ления. Причиной этого является то, что при кри- сталлизации металла зоны сплавления рост зерна наблюдается в направлении максимального отвода тепла. На рис. 3 представлено влияние количества подводимого тепла на механические свойства. Ре- зультаты испытаний показывают, что обычные ме- ханические свойства не имеют больших различий, несмотря на то, что параметры сварки отличают- ся по количеству подводимого тепла и скоростей охлаждения. Взаимосвязь между механическими свойствами соединений из титанового сплава, по- лученных Э С, и количеством подводимого тепла незначительна. При условии высокой плотности энергии Э С отличается способностью момен- тально ограничивать нагретую область. Скорость роста температуры и охлаждения имеет четкие различия, несмотря на изменяющиеся параме- тры сварки. Таким образом, отличные свойства сварных соединений из сплава ТС21, полученные Э С, могут основываться на широком диапазоне параметров Э С. Это соответствует результатам термического моделирования . Рис. 1. дарные свойства и свойства растяжения обра- цов, прошедших термическое моделирование на установке , при различных скоростях охлаждения Рис. 2. Макроснимки поперечного сечения соединений, выполненных Э С, при подводимом количестве тепла 396 (а), 550 ( б), 1050 Дж/мм (в) РОИ ВО СТВЕ РА Е 5 0 ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №1(749), 2016 титанового сплава 21 тол иной 0 мм. Оптимальные параметры Э С для титанового сплава толщиной 60 мм были получены при по- мощи соответствующих швов с изменяющими- ся параметрами, включая такие, которые влияют на характер шва и дефекты. окусное положе- ние пучка 0,6 t под поверхностью и круговые ко- лебания с частотой 400 ц оказались наиболее подходящими для скорости сварки 5 мм/с, сопро- вождающиеся увеличением тока пучка и регули- рованием угла наклона ввода-вывода. Провалы корня шва были предотвращены [4]. ыло полу- чено удовлетворительное соединение с полным проплавлением. Макроснимки поперечного сече- ния показаны на рис. 4. Обе стороны границы шва параллельны друг другу, а соотношение глубины к ширине больше 20:1. Для контроля швов, выполненных Э С, ис- пользовали новый передовой метод ультразвуко- вого контроля С-скан, преимуществами которого является высокая скорость обнаружения и высо- кая чувствительность к дефектам, таким как недо- статочное проплавление, неполное расплавление и поры. Направление С-скана и его изображение представлены на рис. 5. Можно видеть, что каче- ство швов было удовлетворительным за исклю- чением таких дефектов, как кратер в конце шва и поверхностное упрочнение. На рис. 6 показаны свойства растяжения, удар- ной нагрузки и вязкости разрушения соединений из дуплексных отпущенных сталей и основного металла. Результаты показывают, что прочность сварного соединения выше прочности основно- го металла, тогда как пластичность, ударная на- грузка и вязкость разрушения немного ниже, чем у основного металла. аметно, что соединения, выполненные Э С, демонстрируют хорошую вяз- кость разрушения. Вязкость разрушения соедине- ний, выполненных Э С, составляет 88,6 МПа м, достигая 92,5 % основного металла. В данном исследовании многоцикловую уста- лостную прочность определяли при помощи сту- пенчатого метода, а затем посредством группиров- ки методов контроля получали кривые напряжение — число циклов ( - ). На рис. 7 представлены кри- вые напряжение – число циклов для вероятности разрушения 0,5 и разброс экспериментальных дан- ных. Экспериментальные результаты описываются как максимальная амплитуда напряжений по отно- шению к числу циклов. Основной металл и соеди- нение демонстрируют одинаковую тенденцию к ро- сту усталостной долговечности при уменьшении амплитуды напряжений. сталостная долговечность сварных соединений оказалась немного выше, чем у основного металла при высокой амплитуде на- пряжений ( > 690 МПа), тогда как ситуация ме- няется при низкой амплитуде напряжений ( < 690 МПа). Видно, что условная усталостная проч- ность ( = 107) сварного соединения составляет Рис. 3. Механические свойства соединений, выполненных Э С, в зависимости от количества подводимого тепла Рис. 4. Макроснимки поперечного сечения сварного соедине- ния толщиной 60 мм, полученного Э С Рис. 5. льтразвуковой С-скан соединения из сплава ТС21 толщиной 60 мм, полученного Э С: а — схема направления ульт- развукового сканирования; б — изображение С-скан РОИ ВО СТВЕ РА Е 5 1ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №1(749), 2016 643 МПа, что соответствует приблизительно 98,3 % основного металла (654 МПа), указывая на то, что сварные соединения имеют достаточно высокую усталостную долговечность. рафик -∆ K на рис. 8 показывает, что на- личие чешуйчатой структуры в основном метал- ле и соединении, выполненном Э С, увеличивает распространение внутренних трещин. Скорость роста трещин усталости ( , мм/цикл) по от- ношению к кривым диапазона коэффициента ин- тенсивности напряжения (∆К, МПа м) соединений, выполненных Э С, и основного металла, показаны на рис. 9. Очевидно, что кривые -∆K имеют три области: пороговую, линейную и нестабильную область разрушения. сли ∆К 21 МПа м, ско- рость роста трещин усталости соединений, выпол- ненных Э С, будет ниже, чем у основного метал- ла при таком же значении ∆К. При высоком ∆К эта тенденция меняется. На рис. 9 показана микроструктура дуплекс- ного отпущенного сплава ТС21 и металла шва. Для титанового сплава ТС21 при квази- ковке и обработке отпуском характерна шахматная ми- кроструктура. з-за высоких скоростей нагрева и охлаждения, основной металл состоит преиму- щественно из крупного столбчатого дендрита ис- ходного -зерна, которое укомплектовано тонким игольчатым -мартенситом. По сравнению со структурой основного метал- ла с относительно толстыми -пластинами, тон- кий игольчатый -мартенсит в зоне сплавления имеет повышенную стойкость к образованию тре- щин при низком ∆К ( 21 МПа м), что хорошо согласуется с указанным в работе [5]. При высо- ком ∆К толстостенные -пластины и большая зер- нограничная область в основном металле обеспе- чивают большую стойкость к росту усталостных трещин. Причиной этого является разветвление или отклонение трещин, а вторичные трещины легко появляются при ламелярной фазе и на гра- ницах зерна. Отклонение пути роста трещины приводит к изменению направления поверхности трещины перпендикулярно направлению внешне- го усилия, что уменьшает коэффициент концен- трации напряжений в вершине трещины и увели- чивает траекторию роста трещины. Разветвление трещины или ее отклонение и появление вторич- ных трещин делают поверхность разлома более вязкой, а смыкание трещины возникает при низ- кой нагрузке, что повышает сопротивление росту усталостных трещин [6–8]. Различие в многоцикловой усталостной проч- ности и вязкости разрушения основного ме- талла и соединений, выполненных Э С, также можно объяснить, используя приведенное выше описание. Рис. 6. Свойства растяжения, ударной нагрузки и вязкости разрушения соединений из дуплексных отпущенных сталей, выполненных Э С (1), и основного металла (2) Рис. 7. Результаты оценки усталости и кривые соедине- ний и основного металла Рис. 8. Кривые -∆К для сварного соединения (1) и ос- новного металла (2) РОИ ВО СТВЕ РА Е 5 2 ISSN 0005-111X АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА, №1(749), 2016 Выводы Механические свойства титанового сплава ТС21 с термомеханическими свойствами, смоделирован- ными на установке , были протестированы для определения изменения механических свойств в металла ТВ при Э С. ыло оценено влияние тепловложения на макроструктуру и механиче- ские свойства сварных соединений. сследована вязкость разрушения, усталость, скорость роста усталостных трещин соединений, дуплексного от- пущенного титанового сплава, выполненных Э С, и основного металла. На основании исследования могут быть сделаны следующие выводы. 1. Сплав ТС21 нечувствителен к тепловложе- нию при сварке и скоростям охлаждения после сварки. Микроструктура и механические свой- ства соединений, выполненных Э С, очевидно, не могут быть усовершенствованы посредством улучшения параметров сварки и сварочной энер- гии. Высокие механические свойства соединений сплава ТС21, выполненных Э С, могут базиро- ваться на широком диапазоне параметров сварки. 2. Предел прочности при растяжении соедине- ния равен пределу прочности основного металла. Свойства стойкости к повреждению соединений, такие как вязкость разрушения и сопротивление распространению усталостных трещин, находят- ся на высоком уровне. арактер усталости соеди- нений, выполненных Э С, сравним с основным металлом. 3. ахматная структура двухфазного + -ти- танового сплава компенсирует возможность улуч- шения сопротивления зарождению трещин или росту коротких трещин и отклоняет траекто- рию ее распространения на границе зерна, оче- видно, на стадии распространения макротрещи- ны или длинной трещины, что снижает скорость распространения трещины и улучшает вязкость разрушения и усталостную прочность. Толщи- ну распространения слоистой микроструктуры и размеры зерна объясняют различием скоро- сти роста трещины между основным металлом и соединениями. 1. - , - , - . r r - r r r r r - r // r . – 2010. – 31. – . 4329–4335. 2. r r r / - , - , . // r . – 2010. – 29, 5. – . 14–17. 3. - . r r r - r // A r . – 2002. – 38. – . 4–11. 4. , , r . , 1982. – . 315–318. 5. r r r r - r - r / - , - , . // r r . – 2008. – 27(7). – . 12–16. 6. , , r r r r r + - r r r r // r . . A. – 1998. – 243(1-2). – . 176–181. 7. , . r r r r r 345 // r r r r r r . – 2012. – 35(6). – . 500–512. 8. , . // - .K A. – 2003. – . 160–161. Поступила в редакцию 26.11.2015 Рис. 9. Микроструктура основного металла (а) и зоны шва (б)
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-146337
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0005-111X
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T16:45:12Z
publishDate	2016
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
record_format	dspace
spelling	Юань Хун Чжан Гуо-Дун Ван Цзин-Сю Йю Хуай Чжу Чжи-Шоу 2019-02-09T08:36:47Z 2019-02-09T08:36:47Z 2016 Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке / Юань Хун, Чжан Гуо-Дун, Ван Цзин-Сю, Йю Хуай, Чжу Чжи-Шоу // Автоматическая сварка. — 2016. — № 1 (749). — С. 47-52. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0005-111X DOI: https://doi.org/10.15407/as2016.01.07 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/146337 621.791:669.295 Разработка стойких к повреждению титановых сплавов с высокой вязкостью разрушения и низкой скоростью роста усталостных трещин поддерживалась во всем мире. Применение электронно-лучевой сварки (ЭЛС ) необходимо при сборке компонентов авиационных конструкций из стойкого к повреждению титанового сплава. В Китае сплав ТС 21 – это титановый α+β-сплав с пределом прочности на растяжение 1100 МПа, который характеризуется отличной стойкостью к повреждению при высокой вязкости разрушения и низкой скоростью развития трещин. Была изучена ЭЛС толстолистовых секций сплава ТС 21 и проведена оценка механических свойств. Исследования вязкости разрушения и стойкости к развитию усталостных трещин показали, что стойкость к повреждению соединений ТС 21, выполненных ЭЛС, сравнима с основным металлом. Высокоцикловая усталостная прочность соединений, выполненных ЭЛС, составляет 634 МП а, достигая 98,3 % прочности основного металла. Микроструктура металла шва состоит из крупных столбчатых дендритов, соответствующих исходным β-зернам деформированного сплава и мелкого игольчатого α-мартенсита, что объясняет разницу в скорости роста трещин и вязкости разрушения между основным металлом и соединениями. Эти результаты указывают на то, что титановый сплав ТС 21 имеет очень хорошую свариваемость при использовании ЭЛС. In China TC21 alloy represents itself α + β titanium alloys with tensile strength of 1100 MPa, high fracture toughness and low fatigue crack growth rate. The study of EBW of thick-section TC21 alloy was carried out and mechanical properties of welded joints were evaluated. Testing of fracture toughness and resistance to fatigue crack reveal that their damage tolerance is comparable to that of base metal. The high cycle fatigue strength of the EB-welded joints is 643 MPa, reaching 98.3 % of that of base metal. The microstructure of weld metal consists of coarse columnar dendritic prior β-grains and finer acicular α-martensite, which accounts for the difference of crack growth rate and fracture toughness between base metal and metal of welded joints. These results indicate that TC21 titanium alloy has excellent EB weldability. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Производственный раздел Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке Electron beam weldability of damage-tolerant titanium alloy TC21 Article published earlier
spellingShingle	Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке Юань Хун Чжан Гуо-Дун Ван Цзин-Сю Йю Хуай Чжу Чжи-Шоу Производственный раздел
title	Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке
title_alt	Electron beam weldability of damage-tolerant titanium alloy TC21
title_full	Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке
title_fullStr	Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке
title_full_unstemmed	Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке
title_short	Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке
title_sort	свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава тс 21 при электронно-лучевой сварке
topic	Производственный раздел
topic_facet	Производственный раздел
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/146337
work_keys_str_mv	AT ûanʹhun svarivaemostʹstoikogokpovreždeniûtitanovogosplavats21priélektronnolučevoisvarke AT čžanguodun svarivaemostʹstoikogokpovreždeniûtitanovogosplavats21priélektronnolučevoisvarke AT vanczinsû svarivaemostʹstoikogokpovreždeniûtitanovogosplavats21priélektronnolučevoisvarke AT iûhuai svarivaemostʹstoikogokpovreždeniûtitanovogosplavats21priélektronnolučevoisvarke AT čžučžišou svarivaemostʹstoikogokpovreždeniûtitanovogosplavats21priélektronnolučevoisvarke AT ûanʹhun electronbeamweldabilityofdamagetoleranttitaniumalloytc21 AT čžanguodun electronbeamweldabilityofdamagetoleranttitaniumalloytc21 AT vanczinsû electronbeamweldabilityofdamagetoleranttitaniumalloytc21 AT iûhuai electronbeamweldabilityofdamagetoleranttitaniumalloytc21 AT čžučžišou electronbeamweldabilityofdamagetoleranttitaniumalloytc21

Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке

Institution

Similar Items