Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме
Изучена возможность получения сварных соединений сплава на основе γ-TiAl с помощью нанослойной прослойки Ti/Al. Показано, что применение нанослойной промежуточной прослойки при диффузионной сварке в вакууме позволяет формировать качественные соединения. Изучены особенности структуры зоны соединения....
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2009
|
| Schriftenreihe: | Автоматическая сварка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/39063 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме / A.И. Устинов, Ю.В. Фальченко, А.Я. Ищенко, Г.К. Харченко, Т.В. Мельниченко, А.Н. Муравейник // Автоматическая сварка. — 2009. — № 1(669). — С. 17-21. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-39063 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-390632025-02-23T18:53:18Z Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме Producing of permanent joints of alloys on γ-TiAl base using multilayer nanostructured foil Ti/Al applying the method of diffusion welding in vacuum Устинов, A.И. Фальченко, Ю.В. Ищенко, А.Я. Харченко, Г.К. Мельниченко, Т.В. Муравейник, А.Н. Научно-технический раздел Изучена возможность получения сварных соединений сплава на основе γ-TiAl с помощью нанослойной прослойки Ti/Al. Показано, что применение нанослойной промежуточной прослойки при диффузионной сварке в вакууме позволяет формировать качественные соединения. Изучены особенности структуры зоны соединения. The possibility of producing diffusion bonds on the γ-TiAl-based alloy by using the nanolayered Ti/Al foil has been studied. It is shown that utilisation of the nanolayered foil as an intermediate element allows formation of sound bonds on the Ti/Al-based alloys in heating to a temperatur 2009 Article Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме / A.И. Устинов, Ю.В. Фальченко, А.Я. Ищенко, Г.К. Харченко, Т.В. Мельниченко, А.Н. Муравейник // Автоматическая сварка. — 2009. — № 1(669). — С. 17-21. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/39063 621.791.4 ru Автоматическая сварка application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел |
| spellingShingle |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел Устинов, A.И. Фальченко, Ю.В. Ищенко, А.Я. Харченко, Г.К. Мельниченко, Т.В. Муравейник, А.Н. Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме Автоматическая сварка |
| description |
Изучена возможность получения сварных соединений сплава на основе γ-TiAl с помощью нанослойной прослойки Ti/Al. Показано, что применение нанослойной промежуточной прослойки при диффузионной сварке в вакууме позволяет формировать качественные соединения. Изучены особенности структуры зоны соединения. |
| format |
Article |
| author |
Устинов, A.И. Фальченко, Ю.В. Ищенко, А.Я. Харченко, Г.К. Мельниченко, Т.В. Муравейник, А.Н. |
| author_facet |
Устинов, A.И. Фальченко, Ю.В. Ищенко, А.Я. Харченко, Г.К. Мельниченко, Т.В. Муравейник, А.Н. |
| author_sort |
Устинов, A.И. |
| title |
Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме |
| title_short |
Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме |
| title_full |
Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме |
| title_fullStr |
Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме |
| title_full_unstemmed |
Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме |
| title_sort |
получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-tial с использованием нанослойной прослойки ti/al способом диффузионной сварки в вакууме |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2009 |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/39063 |
| citation_txt |
Получение неразъемных соединений сплавов на основе γ-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Al способом диффузионной сварки в вакууме / A.И. Устинов, Ю.В. Фальченко, А.Я. Ищенко, Г.К. Харченко, Т.В. Мельниченко, А.Н. Муравейник // Автоматическая сварка. — 2009. — № 1(669). — С. 17-21. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT ustinovai polučenienerazʺemnyhsoedinenijsplavovnaosnovegtialsispolʹzovaniemnanoslojnojproslojkitialsposobomdiffuzionnojsvarkivvakuume AT falʹčenkoûv polučenienerazʺemnyhsoedinenijsplavovnaosnovegtialsispolʹzovaniemnanoslojnojproslojkitialsposobomdiffuzionnojsvarkivvakuume AT iŝenkoaâ polučenienerazʺemnyhsoedinenijsplavovnaosnovegtialsispolʹzovaniemnanoslojnojproslojkitialsposobomdiffuzionnojsvarkivvakuume AT harčenkogk polučenienerazʺemnyhsoedinenijsplavovnaosnovegtialsispolʹzovaniemnanoslojnojproslojkitialsposobomdiffuzionnojsvarkivvakuume AT melʹničenkotv polučenienerazʺemnyhsoedinenijsplavovnaosnovegtialsispolʹzovaniemnanoslojnojproslojkitialsposobomdiffuzionnojsvarkivvakuume AT muravejnikan polučenienerazʺemnyhsoedinenijsplavovnaosnovegtialsispolʹzovaniemnanoslojnojproslojkitialsposobomdiffuzionnojsvarkivvakuume AT ustinovai producingofpermanentjointsofalloysongtialbaseusingmultilayernanostructuredfoiltialapplyingthemethodofdiffusionweldinginvacuum AT falʹčenkoûv producingofpermanentjointsofalloysongtialbaseusingmultilayernanostructuredfoiltialapplyingthemethodofdiffusionweldinginvacuum AT iŝenkoaâ producingofpermanentjointsofalloysongtialbaseusingmultilayernanostructuredfoiltialapplyingthemethodofdiffusionweldinginvacuum AT harčenkogk producingofpermanentjointsofalloysongtialbaseusingmultilayernanostructuredfoiltialapplyingthemethodofdiffusionweldinginvacuum AT melʹničenkotv producingofpermanentjointsofalloysongtialbaseusingmultilayernanostructuredfoiltialapplyingthemethodofdiffusionweldinginvacuum AT muravejnikan producingofpermanentjointsofalloysongtialbaseusingmultilayernanostructuredfoiltialapplyingthemethodofdiffusionweldinginvacuum |
| first_indexed |
2025-11-24T13:23:51Z |
| last_indexed |
2025-11-24T13:23:51Z |
| _version_ |
1849678240512212992 |
| fulltext |
УДК 621.791.4
ПОЛУЧЕНИЕ НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СПЛАВОВ
НА ОСНОВЕ γ-TiAl С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОСЛОЙНОЙ
ПРОСЛОЙКИ Ti/Al СПОСОБОМ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ
В ВАКУУМЕ
A. И. УСТИНОВ, д-р физ.-мат. наук, Ю. В. ФАЛЬЧЕНКО, канд. техн. наук,
чл.-кор. НАН Украины А. Я. ИЩЕНКО, Г. К. ХАРЧЕНКО, д-р техн. наук,
Т. В. МЕЛЬНИЧЕНКО, канд. техн. наук, А. Н. МУРАВЕЙНИК, инж.
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украині)
Изучена возможность получения сварных соединений сплава на основе γ-TiAl с помощью нанослойной прослойки
Ti/Al. Показано, что применение нанослойной промежуточной прослойки при диффузионной сварке в вакууме
позволяет формировать качественные соединения. Изучены особенности структуры зоны соединения.
К л ю ч е в ы е с л о в а : диффузионная сварка в вакууме,
алюминид титана, структура, зона соединения, нанослой-
ная прослойка
Сплавы на основе γ-TiAl рассматриваются как пер-
спективные материалы для изготовления конструк-
ционных элементов узлов авиакосмической техни-
ки, работающих при повышенной температуре.
Преимуществами таких сплавов по сравнению с
другими жаропрочными материалами являются
главным образом их низкая (3,8…4,0 г/см3) плот-
ность и высокая жаростойкость [1].
Перспектива использования сплавов γ-TiAl при
создании конструкционных элементов стимулиро-
вала исследования и разработки в области развития
технологии получения неразъемных соединений
этих сплавов. Была рассмотрена возможность по-
лучения неразъемных соединений плавлением [2]
и диффузионной сваркой [3–7].
Применение традиционных способов сварки,
основанных на локальном плавлении материала
в зоне соединения, показало, что качество полу-
ченного сварного соединения существенно зави-
сит от фазовых превращений в зоне термического
влияния (ЗТВ). При отклонении режима сварки
от оптимального в зоне соединения происходят
фазовые превращения, сопровождающиеся объем-
ными эффектами, что приводит к возникновению
напряжений в ЗТВ и, как результат, вблизи нее
образуются трещины [2]. Во избежание этого
сварку необходимо выполнять на строго регла-
ментированных режимах.
Перспективным представляется использование
диффузионной сварки в вакууме. Возможные тех-
нологические варианты этого способа сварки
применительно к сварке алюминидов титана рас-
смотрены в [3–7]. В работе [3] представлены ре-
зультаты диффузионной сварки в вакууме сплава
γ-TiAl (49 % Ti, 47 % Al и по 4 % Cr, Mn, Nb,
Si, B), полученного способом прецизионного
литья и горячего прессования с последующим го-
могенизирующим отжигом на следующем режи-
ме: температура сварки T = 950…1100 °С, время
сварки τ = 1…3 ч, давление P = 20…40 МПа,
термообработка при 1400 °С, 30 мин. Авторы оп-
ределили оптимальный режим сварки:
T = 1000…1100 °С, τ = 3 ч, P = 20…40 МПа;
термообработка обеспечивает формирование ла-
мельной структуры в области сварного шва. В
работе [4] исследована возможность сварки дав-
лением сплава Ti–Al–Nb на основе α2-Ti3Al (Т =
= 900, 1000 и 1100 °С, τ = 4…5 мин, P =
= 200…300 МПа). Соединения, полученные при
T = 1000…1100 °С, равноценны по прочности с
основным металлом (σв = 800…820 МПа).
Известно, что дополнительную активацию сва-
риваемых поверхностей можно осуществить при
использовании прослоек пластичных либо состо-
ящих из двух фольг на основе различных эле-
ментов, в которых при повышении температуры
развиваются процессы контактного плавления.
Так, в работе [5] изучена возможность исполь-
зования при сварке давлением сплава γ-TiAl
(60,947 % Ti, 31,152 % Al, 4,65 % Nb, 2,73 % Mn,
0,31 % B) прослоек алюминия и титана толщиной
соответственно 0,15 и 0,20 мм. Сварку выполняли
на режиме 750…850 °С, τ = 10…20 мин, P = 100
и 300 МПа с последующим стабилизирующим от-
жигом при 1000 °С, 50 ч. Авторы отмечают, что
использование алюминиевых прослоек приводит
к образованию в зоне соединения дефектов —
© А. И. Устинов, Ю. В. Фальченко, А. Я. Ищенко, Г. К. Харченко, Т. В. Мельниченко, А. Н. Муравейник, 2009
1/2009 17
микропустот и трещин. В случае использования
титановых прослоек формируется зона соедине-
ния, отличающаяся высокой прочностью, в ней
имеет место значительная химическая и фазовая
неоднородность.
В работах [6, 7] показано, что осаждение тон-
ких нанослойных покрытий Ti/Al на соединяемые
поверхности образцов из сплава γ-TiAl обеспе-
чивает при диффузионной сварке в вакууме (T =
= 1100 °С) получение в зоне соединения одно-
родной структуры. Авторы пришли к заключе-
нию, что формирование прочного сварного сое-
динения при 700…1100 °С связано с динамичес-
кой рекристаллизацией сплава γ-TiAl, что способ-
ствует измельчению его структуры и прохожде-
нию пластической деформации.
Вместе с тем процесс осаждения таких пок-
рытий на соединяемые поверхности деталей в ря-
де случаев имеет определенные технологические
трудности. Технология получения неразъемных
соединений упрощается при использовании на-
нослойных материалов в виде фольги. Такой под-
ход, например, реализован нами при сварке ком-
позитных материалов на основе Al–Al2O3 с по-
мощью нанослойной фольги Ni/Al [8]. Метод
электронно-лучевого осаждения позволяет полу-
чать нанослойную фольгу за достаточно короткий
период времени благодаря высокой (до 100 нм/с)
скорости процесса осаждения. Проведены иссле-
дования условий формирования неразъемных со-
единений с помощью нанослойных фольг Ti/Al,
используемых в качестве промежуточных прос-
лоек.
Нанослойную фольгу Ti/Al получали путем
послойного электронно-лучевого осаждения эле-
ментов на горизонтально вращающуюся подлож-
ку по методике, описанной в ряде работ (см., нап-
ример, [9]). Схема процесса формирования фольги
представлена в работе [10]. Для осуществления
послойного осаждения элементов вакуумную ка-
меру разделяли вертикально расположенным
сплошным экраном на две равные части, в каждой
из которых были установлены медные водоох-
лаждаемые тигли, в одном находился слиток ти-
тана, в другом — алюминия. Подложку закреп-
ляли на вертикальном валу, размещенном над раз-
делительным экраном. Электронно-лучевой пуш-
кой осуществляли нагрев подложки до заданной
температуры, которую контролировали в процес-
се осаждения с помощью термопары. Пред-
варительно на подложку был нанесен слой CaF2,
что способствовало отделению прослойки от под-
ложки. Затем с помощью электронно-лучевых пу-
шек на поверхностях слитков создавали расплав-
ленную ванну, из которой происходило испарение
элементов. Вращение подложки и наличие раз-
делительного экрана позволяли осуществлять пос-
ледовательное осаждение слоев металла. Соотно-
шение толщины этих слоев определялось соот-
ношением интенсивности испарения слитков, а их
суммарная толщина варьировалась в зависимости
от скорости вращения подложки. Общая толщина
прослойки при заданной интенсивности испаре-
ния элементов зависела от длительности процесса
осаждения.
Объектом исследований был выбран сплав Ti–
48 ат. % Al с добавками ниобия и марганца. Этот
сплав относится к группе титановых интерметал-
лидов, имеющих двухфазное состояние (α2 + γ),
где α2-Ti3Al и γ-TiAl (далее TiAl).
Сварку TiAl выполняли в вакуумной камере,
снабженной системой статического нагружения об-
разцов и их нагрева (рис. 1). В качестве источника
нагрева использовали электронно-лучевую пушку.
Параметры процесса сварки варьировали в следу-
ющих пределах: T = 900…1200 °С, τ = 5…25 мин,
P = 10…70 МПа. Давление в рабочей камере под-
держивали на уровне 1,33⋅10–3 МПа.
Поверхности образцов перед сваркой шлифо-
вали на алмазном круге, а затем обезжиривали.
Подготовленные образцы размером 10 10 4 мм
вместе с промежуточной прослойкой помещали
в вакуумную камеру. Равномерный нагрев обес-
печивали благодаря электронно-лучевой пушке
кольцевой формы, установленной на уровне сты-
ка, корректировку нагрева в процессе сварки осу-
ществляли путем перемещения нагревателя вдоль
сборки свариваемых образцов. Температуру свар-
ки контролировали с помощью термопары.
Для проведения металлографического анализа
образцы сварных соединений готовили по стан-
дартной методике на шлифовально-полироваль-
ном станке «Abramin» (фирма «Struers»). Струк-
туру и химический состав конденсатов анализи-
ровали с помощью оптического микроскопа «Ne-
ophot» и сканирующего микроскопа «CamScan»,
оснащенного энергодисперсионной системой ло-
Рис. 1. Схема установки для диффузионной сварки в вакууме:
1 — нанослойная прослойка; 2 — вакуумная камера; 3 —
прижимной шток; 4 — свариваемые образцы; 5 — электрон-
но-лучевая пушка
18 1/2009
кального анализа «Energy 200». Для выявления
структуры металла сварного шва проводили хи-
мическое травление образцов. Измерения микрот-
вердости конденсатов осуществляли микротвер-
домерной приставкой к оптическому микроскопу
«Polyvar-Met» при нагрузке 0,098…0,196 Н по ме-
тоду Виккерса. Структуру нанослойной фольги
на поперечных срезах анализировали с помощью
просвечивающего электронного микроскопа «Hi-
tachi H-800» при ускоряющем напряжении
200 кВ. Поперечное сечение тонкой фольги сна-
чала подготавливали способом механического
утонения, а затем полировали на установке «Gatan
656» с последующим утонением и бомбардиров-
кой поверхности под углом 3° ионами аргона с
энергией 5 кэВ при токе ионной пушки 20 мкА
на установке PIPS 691.
Соединения TiAl получены диффузионной
сваркой в вакууме без прослойки при T = 1200 °С
и P = 70 МПа с последующей выдержкой в те-
чение 20 мин. Микроструктура зоны соединения
представлена на рис. 2. На рисунке видно, что
в указанной зоне выявлена граница раздела
(рис. 2, а), при этом поры в соединении отсут-
ствуют (рис. 2, б). При анализе структуры в ре-
жиме фазового контраста обнаружено, что
граница раздела представляет собой прослойку
интерметаллида, состав которого, по данным ло-
кального химического анализа, близок к составу
интерметаллида Ti3Al. Наличие хрупкой интер-
металлидной прослойки снижает прочность свар-
ного соединения, что приводит к деградации его
эксплуатационных характеристик.
Для диффузионной сварки образцов интерме-
таллида TiAl в работе использовали нанослойную
фольгу Ti–52 aт. % Al толщиной 20 мкм с пе-
риодом чередования слоев (титана и алюминия)
50 нм. На микроструктуре ее поперечного сече-
ния (рис. 3) видно, что она разбита на отдельные
зерна. В пределах одного зерна наблюдается по-
лосчатый контраст, который соответствует чере-
дованию слоев титана и алюминия. Для опреде-
ления характеристик слоистой структуры зерен
проведены электронно-микроскопические иссле-
дования на просвет. На рис. 4 представлены мик-
роструктура и микродифракционная картина по-
перечного сечения нанослойной фольги Ti/Al. Об
отсутствии перемешивания элементов свидетель-
ствует микродифракция электронов исследуемого
участка (рис. 4, б). Между слоями имеют место
определенные ориентационные соотношения, ха-
рактерные для слоистых материалов. Из светло-
польных изображений (рис. 4, а) видно, что период
чередования слоев титана и алюминия составляет
50 нм.
Закономерности диффузионных процессов, про-
ходящих в нанослойной фольге при ее нагреве, про-
анализированы в работе [9]. Установлено, что на-
грев способствует их интенсивному развитию, что
приводит к формированию гетерофазной структу-
ры, состоящей из смеси интерметаллидов TiAl и
Ti3Al. На этом основании предположили, что в про-
цессе диффузионной сварки титановых интерметал-
лидов в фольге будут проходить фазовые превра-
щения, которые обеспечат формирование в зоне со-
единения структуры, подобной основному металлу.
Рис. 2. Микроструктура зоны соединения TiAl, полученного диффузионной сваркой в вакууме без прослойки: а–в — см. в
тексте
Рис. 3. Микроструктура поперечного сечения нанослойной
фольги в исходном состоянии: светлые слои соответствуют
титану, темные — алюминию; стрелками указаны границы
зерен
1/2009 19
Для определения условий формирования сое-
динений с использованием нанослойных фольг
проведены исследования влияния параметров
режима диффузионной сварки (давления, темпе-
ратуры нагрева и времени выдержки) на качество
сварных соединений. Выявлено, что при умень-
шении температуры сварки (менее 1000 °С) в зоне
соединения возникают несплошности, которые
значительно снижают его механическую проч-
ность. Микроструктура зоны сварного соедине-
ния, полученного на оптимальном режиме сварки
(T = 1200 °С, τ = 20 мин, P = 10 МПа), пред-
ставлена на рис. 5. На рис. 5, а видно, что в зоне
соединения присутствует слаборазличимая прос-
лойка, состав которой (49,4 Al; 49,8 Ti; 0,8 Mn),
по данным локального химического анализа, бли-
зок к исходному интерметаллиду.
Прослойка имеет однородную структуру
(рис. 5, б) и состоит из равноосных зерен раз-
мером до 10 мкм (рис. 5, в), в которых различима
ламельная структура, характерная для исходного
интерметаллида. Отсутствие пор и трещин как в
зоне соединения, так и на границе со сваривае-
мыми образцами свидетельствует о высоком ка-
честве полученного сварного соединения. Следует
Рис. 4. Микроструктура (а) и микродифракционная картина (б) поперечного сечения нанослойной прослойки
Рис. 5. Микроструктура зоны соединения образцов интерметаллида TiAl, полученного диффузионной сваркой в вакууме с
использованием нанослойной фольги Ti/Al: а–в — см. в тексте; стрелками указано место сварки; цифрами — точки, в которых
проведены исследования локального химического состава и микротвердости; результаты этих измерений представлены в
таблице
Рис. 6. Схема сборки образцов I и общий вид II сварных
соединений сплава TiAl таврового (а), нахлесточного (б) и
коробчатого типов (в), полученных с использованием нанос-
лойной прослойки Ti/Al
20 1/2009
отметить, что при указанном выше режиме сварки
деградация структуры свариваемого интерметал-
лида не происходит. Распределение элементов в
зоне соединения и микротвердость разных учас-
тков зоны сварки приведены в таблице. Из рис. 5,
б и таблицы видно, что в точке 3 присутствует
марганец и отсутствует ниобий. Согласно метал-
лографическому и локальному химическому ана-
лизу, частицы ниобия скапливаются на границе
прослойка–интерметаллид. Присутствие марганца
в прослойке свидетельствует о протекании диф-
фузионных процессов в зоне соединения при про-
хождении реакции твердофазного синтеза, иници-
ированной в нанослойной прослойке при сварке.
Интенсивное развитие диффузионных процес-
сов в зоне соединения вследствие применения на-
нослойных прослоек способствует получению ка-
чественных сварных соединений. На рис. 6 для при-
мера представлен общий вид образцов сварного
соединения таврового, нахлесточного и коробча-
того типов.
Таким образом, в процессе диффузионной
сварки образцов интерметаллида с использовани-
ем нанослойной прослойки Ti/Al в зоне соеди-
нения формируется интерметаллид, состав
которого соответствуют исходному интерметал-
лиду TiAl (таблица). Такие изменения состава и
структуры металла в зоне соединения свидетель-
ствуют о высокой диффузионной подвижности
компонентов и могут быть обусловлены процес-
сами тепловыделения, сопровождающими твердо-
фазные реакции, инициированные в нанослойной
фольге нагревом [9].
1. Lasalmonie A. Intermetallics: Why is it so difficult to intro-
duce them in gas turbine engines? // Intermetallics. — 2006.
— 14. — P. 1123–1129.
2. Chaturvedi M. C., Xu Q., Richards N. L. Development of
crack-free welds in a TiAl-based alloy // J. Materials of Pro-
cessing Techn. — 2001. — 118. — P. 174–178.
3. Cam G., Bohm K.-H., Kocak M. Diffusionsschweiben fein-
gegossener Titanaluminide // Schweissen und Schneiden. —
1999. — № 8. — S. 470–475.
4. Особенности структурных изменений жаропрочного
сплава на основе Ti3Al при сварке давлением / В. Н. Зам-
ков, Л. И. Маркашова, Л. С. Киреев, И. К. Тяпко // Авто-
мат. сварка. — 1992. — № 9/10. — С. 13–16.
5. Сварка давлением интерметаллидного сплава γ-TiAl /
А. Н. Юштин, В. Н. Замков, В. К. Сабокарь, П. Н. Чверт-
ко // Там же. — 2001. — № 1. — С. 33–37.
6. Solid-state diffusion bonding of γ-TiAl alloys using Ti/Al
thin films as interlayers / L. I. Duarte, A. S. Ramos, M. F.
Vieira et al. // Intermetallics. — 2006. — № 14. — P. 1151–
1156.
7. Nanоmetric multilayers: A new approach for joining TiAl /
A. S. Ramos, M. F. Vieira, L. I. Duarte et al. // Ibid. — 2006.
— № 14. — P. 1157–1162.
8. Диффузионная сварка микродисперсного композита
АМг5 + 27 % Al2O3 с применением нанослойной фольги
Ni/Al / А. Я. Ищенко, Ю. В. Фальченко, А. И. Устинов и
др. // Автомат. сварка. — 2007. — № 7. — С. 5–9.
9. Твердофазные реакции при нагреве многослойных фольг
Al/Ti, полученных методом электронно-лучевого осаж-
дения / А. И. Устинов, Л. А. Олиховская, Т. В. Мельни-
ченко, А. Е. Шишкин // Соврем. электрометаллургия. —
2008. — № 2. — С. 21–28.
10. Нанотехнологии неразъемного соединения перс-
пективных легких металлических материалов сварных
изделий для аэрокосмической техники // Автомат. свар-
ка. — 2008. — № 12. — С. 5–12.
The possibility of producing diffusion bonds on the γ-TiAl-based alloy by using the nanolayered Ti/Al foil has been
studied. It is shown that utilisation of the nanolayered foil as an intermediate element allows formation of sound bonds
on the Ti/Al-based alloys in heating to a temperature of about 1000...1200 oC and pressure of 10 MPa. Peculiarities of
microstructure of the bond zone have been studied.
Поступила в редакцию 17.06.2008
Химический состав (ат. %) и микротвердость HV различ-
ных участков зоны сварного соединения
Исследуемые точки
зоны соединения
(см. рис. 5, б)
Al Ti Mn Nb HV, ГПа
1 43,9 52,9 1,3 1,9 4,6
2 47,3 50,1 0,9 1,7 4,8
3 49,4 49,8 0,8 — 4,0
4 47,4 49,9 1,0 1,7 4,3
5 44,1 52,6 1,5 1,8 4,4
1/2009 21
|