автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Повышение служебных характеристик тонкостенных сварных конструкций из титановых сплавов низкотемпературным отжигом

КОЛОМЕНСКИЙ Борис Александрович

Повышение служебных характеристик тонкостенных сварных конструкций из титановых сплавов низкотемпературным отжигом

Специальность: 05.16.01 - Металловедение и термическая

обработка металлов и сплавов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 8 НОЯ 2010

Курск-2010

004612985

Работа выполнена в ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Пешков Владимир Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гадалов Владимир Николаевич;

кандидат технических наук, доцент Тригуб Владимир Борисович

Ведущая организация Воронежский механический завод (ВМЗ) -филиал ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева»

Защита состоится 24 ноября 2010 г. В 13.00 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.105.01 Юго-Западного государственного университета по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Юго-Западного государственного университета

Автореферат разослан « Ж _» _2010 г.

Учёный секретарь У^" г/

диссертационного совета оПТ/Х/^Л.' Б.В. Лушников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Широкое применение в изделиях авиационной техники находят сварные конструкции из титановых сплавов, во многом определяющие ресурс и надежность изделий. Объем применения сварных титановых конструкций в летательных аппаратах зависит как от показателей их ресурсных характеристик, так и от себестоимости их изготовления.

К числу наиболее важных условий достижения высокой работоспособности сварных титановых соединений относится назначение оптимальных термических циклов сварки и режимов отжига.

В настоящее время недостаточно обоснован вопрос о возможности назначения низкотемпературного отжига сварных титановых конструкций. Неясно, как будет влиять различная степень окисления поверхности после воздушного и вакуумного отжига на изменение концентрации водорода в металле и, как следствие, на вероятность замедленного разрушения в процессе эксплуатации. Отсутствуют данные и о сравнительном влиянии полного и низкотемпературного отжига на стойкость к замедленному разрушению.

Отсутствие таких сведений приводит к тому, что в ряде случаев устанавливаются требования подвергать сварные титановые конструкции заключительному полному вакуумному отжигу, осуществляемому, как правило, в дорогостоящих вакуумных печах. Это усложняет технологию, требует изготовления специальной оснастки, удлиняет цикл изготовления и существенно повышает производственные расходы.

Кроме того, не исследованным является вопрос совместного влияния различных термических циклов аргонодуговой сварки и последующего отжига на механические характеристики, в частности, циклическую долговечность и ударную вязкость сварных соединений.

Настоящая работа направлена на совершенствование процесса изготовления тонколистовых сварных титановых конструкций и решение перечисленных задач.

Работа выполнена в рамках научного направления ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» «Наукоёмкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике», а также в рамках ГБ НИР 2007.28 «Разработка и исследование прогрессивных технологических процессов в сварочном производстве».

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является выбор оптимальных вариантов термической обработки титановых сварных конструкций, обеспечивающих повышение их эксплуатационной долговечности при упрощении технологического процесса и снижении производственных затрат.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

- исследовать закономерности влияния температуры отжига на длительную прочность зоны термического влияния титановых сплавов;

- изучить влияние интерференционно окрашенных поверхностных оксидных плёнок, формирующихся на изделиях при воздушном отжиге, на кинетику изменения концентрации водорода в металле в процессе эксплуатации;

- исследовать воздействие термических циклов аргонодуговой сварки в сочетании с различными вариантами последующего отжига на циклическую долговечность и ударную вязкость сварных соединений титановых сплавов;

- разработать технические рекомендации по выбору оптимальных режимов термической обработки, обеспечивающие высокую длительную прочность, ударную вязкость и циклическую долговечность листовых сварных соединений титановых сплавов.

Объектом исследования являются титановые тонкостенные сварные конструкции.

Научная новизна. Обнаружено, что при отжиге различных типов структур металла зоны термического влияния сварных соединений сплава ОТ4, подвергавшихся нагреву свыше температуры полиморфного превращения, максимумы стойкости к замедленному разрушению зафиксированы после низкотемпературного отжига, что объясняется эффектом термического упрочнения сплава по механизму дисперсионного твердения. При этом эффект упрочнения проявляется для показателей как длительной, так и кратковременной прочности для всех исследованных типов микроструктур.

Установлено, что низкотемпературный отжиг в сочетании с жёсткими режимами сварки повышает на 30-40 % долговечность при повторно-статических нагрузках титановых сплавов а-, псевдо а-, а также мартенситного типа.

Выявлено, что при наличии интерференционно окрашенных оксидных плёнок, формирующихся на поверхности сварных титановых соединений в процессе воздушного отжига при Т = 400-600 °С, практи-

чески не происходит рост концентрации водорода в металле при вылёживании. Состояние поверхности после вакуумного отжига, характеризуемое отсутствием интерференционно окрашенной оксидной плёнки, приводит к большему насыщению водородом титана в сравнении с состоянием поверхности после воздушного отжига.

Обнаружено, что максимумы ударной вязкости сварного шва и различных участков зоны термического влияния высокопрочного сплава ВТбч достигаются после низкотемпературного отжига, при этом для жёсткого режима сварки максимум ударной вязкости смещён в сторону более высокой температуры (500...550 °С) в сравнении с мягким режимом (390...460 °С).

Практическая значимость работы. На основе анализа стойкости к замедленному разрушению и циклической долговечности обоснована целесообразность применения низкотемпературного отжига сварных изделий из титановых сплавов взамен дорогостоящего вакуумного отжига.

Показано, что наличие оксидных плёнок цветов побежалости, формирующихся на поверхности сварных изделий из титановых сплавов при воздушном отжиге, не приводит к росту концентрации водорода в металле и при длительной эксплуатации обеспечивает меньшее наводороживание в сравнении с вариантом вакуумного отжига, при котором оксидные плёнки существенно тоньше.

Разработаны и внедрены на ВАСО в серийное производство оптимальные варианты аргонодуговой сварки и последующего низкотемпературного отжига, позволяющие повысить эксплуатационную долговечность сварных изделий из титановых сплавов при снижении прямых производственных затрат в процессе их изготовления.

По материалам работы выпущено дополнение к отраслевой производственной инструкции НИАТ ПИ 1.4.1898-2003 и инструкции АНТК «Антонов» ТИ 148.00.5800.001.000И.

Методы исследования. Металлографический анализ производили на металлографическом микроскопе МИМ-8. Структуру изломов изучали на электронном сканирующем микроскопе ,18М-35СР (фирма ДЕОЬ). Содержание водорода в образцах определяли фотоэлектрическим методом на спектрографе ИСП-51 с фотоэлектрическим окончанием. Испытания на кратковременный разрыв и повторно-статическое растяжение проводили на модернизированной установке УММ-10. Испытания на пробу Эриксена выполняли на приборе МТЛ-10Г-1, на ударную вязкость (КС11) - на маятниковом копре МК-10.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждается систематическим характером экспериментальных исследований, использованием методов математической статистики при обработке результатов экспериментов, а также практическим использованием полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции, посвящённой 30-летию кафедры «Оборудование и технология сварочного производства ВГТУ» (Воронеж, 2003), Международной научно-технической конференции «Славяновские чтения» (Липецк, 2004); ежегодных научно-технических конференциях Воронежского государственного технического университета (20042009); научных семинарах кафедры оборудования и технологии сварочного производства ВГТУ.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 научных работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных результатов и выводов, библиографического списка и приложений. Основная часть работы изложена на 141 странице, содержит 62 рисунка, 14 таблиц, список литературы из 119 наименований.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, личный вклад соискателя заключается в формулировании идеи [7-9, 11] и постановке задач исследований [4, 6, 7-9], проведении экспериментов [1-11], обработке результатов, их анализе и теоретическом обобщении [1-11].

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены цель и задачи исследований, показаны научная новизна и практическое значение полученных результатов.

В первой главе на основании литературных данных изложены факторы, влияющие на кратковременные механические свойства, замедленное разрушение и циклическую прочность сварных соединений титана и его сплавов, отмечены вопросы, требующие изучения, сформулированы цель работы и задачи работы.

Рассмотрены особенности структуры и механические свойства зоны термического влияния (ЗТВ) сварных соединений титана и его

сплавов а-, псевдо а- и мартенситного типа. Металл ЗТВ, как правило, является наиболее вероятным местом зарождения трещин в процессе как изготовления, так и эксплуатации конструкций.

Вопросы влияния отжига на структуру и механические характеристики титановых сварных соединений наиболее полно рассмотрены в трудах ведущих отечественных учёных, руководителей научных школ Б.А. Колачёва, С.Г. Глазунова, Г.Г. Максимовича, И.И. Корнилова, В.Н. Моисеева, Е.А. Борисовой и др. Титановые а- и псевдо а- сплавы относят к термически неупрочняемым, тонкостенные конструкции из сплавов мартенситного класса также на практике упрочняющей термообработке не подвергают. Преобладает мнение, что механические свойства данных сплавов несущественно изменяются при сварке и отжиге. Режимы отжига таких конструкций назначают, как правило, из соображений снятия остаточных сварочных напряжений, а также исходя из требований по допустимой концентрации водорода.

В трудах В.Н. Моисеева показано, что псевдо а-сплавы типа ОТ4 при упрочняющей термообработке могут повысить прочность за счёт дисперсионного твердения при распаде метастабильных Р - и а1 - фаз. Учитывая, что листовое сварное соединение при однопроходной сварке металла небольших толщин можно рассматривать как закаленное с температур (3- области, в более поздних работах было предложено использовать низкотемпературный (350-450° С) отжиг для повышения циклической долговечности изделий. В то же время не изучен вопрос влияния низкотемпературного отжига на стойкость данных конструкций к замедленному разрушению. Отдельно требует рассмотрения вопрос влияния оксидных плёнок, формирующихся на изделиях при неполном воздушном отжиге, на кинетику изменения концентрации водорода в металле в процессе длительной эксплуатации. Неясно, насколько допустимы эти плёнки, в частности, в сравнении с плёнками, остающимися на изделиях после вакуумного отжига.

Остаётся также неясным, как влияет низкотемпературный отжиг на пластические свойства, ударную вязкость ЗТВ сварных соединений.

Практически не освещен в литературе вопрос влияния режимов сварки, в частности, скорости охлаждения шва и ОШЗ в сочетании с последующими вариантами отжига на их механические характеристики

В заключении главы 1 на основе анализа литературных источников были сформулированы недостаточно изученные вопросы, связанные с выбором режимов сварки и отжига листовых сварных конструкций из титановых сплавов.

Во второй главе приведены характеристики технического титана ВТ1-0, сплавов ОТ4 и ВТбч и использованные методы исследований.

Механические характеристики определяли на листовых сварных образцах, при этом ось главных напряжений от внешнего нагружения во всех случаях была перпендикулярна направлению проката листов.

Испытания на кратковременный разрыв с определением временного сопротивления разрыву (ав) проводили на модернизированной установке УММ-10 мощностью 10 т.

Испытания на пробу Эриксена с определением глубины вытяжки до образования трещины (Н) производили на приборе МТЛ-10Г-1 при диаметре матрицы и шарика 27 и 20 мм соответственно.

Повторно-статические испытания на растяжение листовых образцов с частотами 0,3-0,8 Гц и коэффициентом асимметрии цикла Я= +0,1 проводили на модернизированных установках УММ-10 и Р-10.

Испытания сварных образцов на ударную вязкость (КСи) производили согласно требованиям ГОСТ 6996-66 на маятниковом копре МК-10 со шкалой 5 кг-м. На образцах выполняли надрез с радиусом 1 мм с помощью сверла 0 2 мм; центр надреза располагали в соответствующих изучаемых зонах сварного соединения.

Испытания на замедленное разрушение выполняли по схеме Трояно с определением предела длительной прочности на базе 1000 часов (од).

Металлографический анализ производили на металлографическом микроскопе МИМ-8.

Содержание водорода в образцах определяли фотоэлектрическим методом на спектрографе ИСП-51.

Проводилась математическая обработка результатов механических испытаний с аппроксимацией по методу наименьших квадратов к кривым типа

у = ах5 + Ьх4 + сх3 + с!х2 + ех + {

Математическая обработка с определением коэффициентов уравнения регрессии и коэффициентов корреляции, построение графиков основных зависимостей производилась на компьютере по программе 1.12 (С). «Статистическая графика». Показатели степени полинома выбирали от 0 до 5. В каждом отдельном случае рассчитывались дисперсии - остаточная, воспроизводимости и адекватности; с помощью критерия Фишера проверялась однородность дисперсий; проверялась значимость коэффициентов уравнения по Т-критерию Стьюдента при уровне значимости 0,05.

В третьей главе изучали влияние наличия оксидов на поверхности после воздушного и вакуумного отжига на изменение концентрации водорода в металле в процессе эксплуатации при повышенных температурах, а также воздействие температур отжига на сопротивляемость замедленному разрушению и циклическую долговечность различных участков зоны термического влияния сплава ОТ4.

Аргонодуговой сваркой сваривали листы встык технического титана ВТ 1-0 толщиной 1,5 мм. После сварки производили воздушный отжиг по режимам 400-650 °С, 1 ч. и вакуумный отжиг по режиму 550 °С, 1 ч. при остаточном давлении не более 6,65-10"2 Па. Различные условия эксплуатации имитировали вылёживанием сваренных и отожжённых образцов в течение 1000-2500 часов в сухой и влажной атмосфере при 30, 50 и 100 °С.

Выявлено, что температура отжига в интервале 400...650 °С не оказывает заметного влияния на содержание водорода.

Особый интерес вызывает вопрос, в какой мере зависит процесс наводороживания от наличия интерференционно окрашенных плёнок, формирующихся после отжига сварных соединений.

В работе измеряли концентрацию водорода после воздушного (470-550 °С, 1 час.) и вакуумного (550 °С, 1 час.) отжига и длительного (до 2500 часов) вылёживания в сухой атмосфере.

Не обнаружено заметного влияния температуры воздушного отжига на содержание водорода, в металле.

Концентрация водорода на глубине 30-40 мкм после вылёживания в сухой атмосфере при 30 °С в течение 100 часов составила по массе, а после 2000 часов - 7,8-10'3 % по массе, что, по-видимому, объясняется диффузией водорода с поверхности в глубь металла.

Принципиально важно, что образцы после вакуумного отжига при 550 °С, 1 час., проявили большую склонность к насыщению водородом в сравнении с воздушным отжигом (см. рис.1).

Таким образом, наличие интерференционно окрашенных оксидных плёнок, формирующихся на поверхности сварных титановых изделий, не приводит к росту концентрации водорода в металле. Более того, в условиях длительной эксплуатации состояние поверхности после вакуумного отжига, характеризуемое отсутствием видимых интерференционно окрашенных оксидных плёнок, приводит к большему насыщению водородом титана в сравнении с состоянием поверхности после воздушного отжига, характеризуемым наличием оксидных плёнок с цветами побежалости.

[H]1Ö3%,

Время вылёживания, час.

Рис.1. Зависимость содержания водорода (без зачистки) в сварных соединениях титана ВТ 1-0 от времени вылёживания в сухой атмосфере:

Вылёживание при 30 °С после часового отжига: х - без отж.; о - возд. 470 °С; А - возд. 510 °С; о - возд. 550 °С; • - вакуумный 550 °С

Изучали влияние температур отжига на сопротивляемость замедленному разрушению металла различных участков зоны термического влияния сплава ОТ4. Цилиндрические заготовки, вырезанные из прутка, подвергали в целях имитации металла различных участков ЗТВ ускоренному нагреву в установке ТГВ-1М со скоростью ~ 300 °С/с до температур Ту,, = 800-1400 °С при остаточном давлении -1,33 Па. Далее заготовки подвергали часовому отжигу при температурах 450-660 °С, и в заключение вытачивали образцы для испытаний.

Рис. 2. Микроструктура образцов сплава ОТ4 после ускоренного нагрева до 800 (а), 1000 (б) и 1400 °С (в) в районе излома. хЮО

Содержание водорода в образцах не превышало 0,006 % (по массе). 0Д для исследованных типов микроструктур (см. рис. 2) снижается (см. рис. 3) с повышением температуры отжига от 450 до 660 °С.

Од, МПа 1200

1150110010501 °000 20 ' 450 500 550 600 650 700

Т °С

Рис.З. Расчётные зависимости ая образцов сплава ОТ4 после ускоренного нагрева до 1000 °С от температуры отжига

Для образцов, подвергнутых ускоренному нагреву выше полиморфного превращения (Ту„ = 1000 и 1400 °С), наибольшая стд зафиксирована после отжига при 450 °С. Это можно объяснить эффектом термического упрочнения сплава по механизму дисперсионного твердения при распаде метастабильных фаз. Образцы после Тун= 1400 °С показали более низкую од в сравнении с Тун = 1000 и 800 °С в неото-жжённом состоянии и после низких температур отжига (450-500 °С). При более высоких температурах отжига при Т = 550-660 °С тип микроструктуры образцов заметного влияния на од не оказывает.

Обнаружено также, что эффект упрочнения после низкотемпературного отжига сходным образом проявляется доя показателей длительной и кратковременной прочности надрезанных образцов: зависимости 0Д= f (Тот*) и о„и= f (Te™.) имеют аналогичный характер (см. рис. 4) для исследованных типов микроструктур. При этом с ростом о, соответственно растёт и од надрезанных образцов.

Таким образом, воздушный отжиг при Т= 450-470 °С обеспечивает сварным титановым соединениям меньшую склонность к наводоро-живанию в процессе длительного вылёживания в сравнении с полным вакуумным отжигом и более высокую длительную прочность.

В четвертой главе рассматривали вопросы влияния термических циклов сварки и режимов последующего отжига на циклическую долговечность, ударную вязкость, кратковременную прочность и технологическую пластичность титановых сварных соединений.

Образцы для циклических испытаний выполняли с отверстием-концентратором 02,5 мм с центром на расстоянии 1,0±0,15 мм от ли-

нии сплавления для регламентации места разрушения образца. Микроструктура в данной зоне во всех случаях соответствовала 5-6 баллу по шкале микроструктур ВИАМ.

О", МПа

1250

1200

1100

1050

1000.

0*

СУд

г ч

\ ч \ N

-1- 1 ■ ■о

Т °С

'вгж/ >-

Рис. 4. Влияние температуры часового отжига на а, и од образцов с надрезом сплава ОТ4 после ускоренного нагрева до 1000 °С

Установлено, что жёсткие режимы сварки в сравнении с мягкими обеспечивают повышение повторно-статической долговечности в 1,7 - 1,4 раза. Это может объясняться высокими скоростями охлаждения и благоприятными условиями для нагартовки металла ЗТВ; при мягких режимов сварки металл успевает в той или иной мере разупроч-няться. Низкотемпературный отжиг заметно повышает циклическую долговечность сварных соединений: для сплава ОТ4 - только при жестком режиме сварки, для титана ВТ1-0 - при обоих режимах сварки.

Следует отметить, что больший рост долговечности для образцов из титана ВТ 1-0 в сравнении со сплавом ОТ4 вероятно объясняется более высокой склонностью к деформационному упрочнению технически чистого титана. Этим же можно объяснить, что эффект дорекристалли-зационного упрочнения для титана ВТ 1-0 имеет место и при "мягких" режимах сварки, т.е. даже при относительно низких скоростях сварки металл ЗТВ нагартовывается в достаточной мере для проявления упомянутого эффекта. У сплава же ОТ4 эффект упрочнения при мягких режимах сварки практически не проявляется. Отжиг при повышенных температурах (650 °С) практически полностью снимает упрочнение и снижает циклическую долговечность до исходного уровня.

Для высокопрочного и низкопластичного сплава ВТбч отмечается слабый эффект упрочнения при низкотемпературном отжиге для

мягкого режима сварки и существенно более сильный - для жёсткого (см. рис. 5): при мягком режиме сварки фиксируется меньшее количество метастабильных фаз, и эффект упрочнения существенно меньше.

N.

тыс. цикл.

К и

як.

цвел.

10

8/

8

шгпэюшялиоповн

юа гоо эоо «ю зоо еоо

т."с

""т'с™

а б

Рис. 5. Влияние температуры отжига на долговечность при повторно-статическом нагружении образцов сплава ВТбч, полученных: а - на мягких режимах сварки, б - на жёстких

Таким образом, используя преимущественно "жесткие" режимы сварки в сочетании с низкотемпературным отжигом, можно заметно повысить усталостные характеристики металла зоны термического влияния сварных соединений титановых сплавов.

Исследовали влияние термических циклов сварки и режимов последующего отжига на ударную вязкость сварных соединений сплава ВТбч, как наиболее высокопрочного из исследованных в работе. Стыковые сварные швы на листовых заготовках толщиной 0,8 мм имитировали сквозным проплавлением по мягким, промежуточным и жёстким режимам со скоростями сварки от 2,85 до 11,1 мм/с.

Скорость охлаждения \у0 в диапазоне от 1000 до 600 °С в ЗТВ на расстоянии 1 мм от линии сплавления составила для мягкого, среднего и жёсткого режимов сварки 50, 90 и 130 °С/с соответственно. После сварки производили воздушный отжиг заготовок по режимам 350-750 °С, 1 ч. Далее из заготовок вырезали образцы для испытаний на КСи. Центр надреза располагали в центре шва, по линии сплавления и на расстоянии 1 мм от линии сплавления. В заключение проводили облагораживающее травление для полного удаления газонасыщенного слоя.

Для всех исследованных технологических вариантов фиксируется максимум ударной вязкости в диапазоне 400...550 °С, т. е. температуры максимума для ударной вязкости, кратковременной прочности и циклической долговечности практически совпадают (см. рис. 6).

5 -1_I-1-1-1-1-1-1

О ЮО ZOO ЗОО 400 ЗОО 6 ОО 700 800

т,чс

Рис. 6. Расчётные зависимости ударной вязкости шва от температуры отжига образцов сплава ВТбч при различных режимах сварки

Для жёсткого режима сварки максимумы ударной вязкости смещены в сторону более высокой температуры (550°С) в сравнении с мягким режимом (430°С): при больших скоростях охлаждения фиксируется соответственно и большее количество метастабильных фаз.

Характер разрушения для всех изученных вариантов сварки и отжига приблизительно одинаковый - вязкий. Только для жёсткого режима сварки при температуре отжига 750°С наблюдаются квазисколы, занимающие не более 15% от общей площади излома (см. рис. 7).

а б

Рис. 7. Фрактографии излома после испытаний на ударную вязкость образца сплава ВТбч, выполненного ААрДЭС: а - на мягком режиме без отжига; б - на жёстком режиме после отжига при 750 °С, 1ч. Надрез на расстоянии 1 мм от линии сплавления. хЮО

Исследовали влияние Тотж на технологическую пластичность сварных соединений титановых сплавов, полученных на мягких и жё-

стких режимах сварки. Для титана ВТ 1-0 и сплава ОТ4 выявлен практически одинаковый характер пластичности от температур отжига для всех изученных режимов сварки. При Т ~ 450 °С выявляются максимумы пластичности, что можно связать с некоторым упорядочиванием структуры нагартованного в процессе сварки металла ЗТВ. Далее пластичность монотонно снижается по мере повышения температуры отжига до ~ 700 °С. Для сплава ВТбч независимо от термических циклов сварки при 400-450 °С фиксируются минимумы пластичности с последующим её восстановлением и слабо оформленными максимумами в районе температур 550-620 °С. Минимумы пластичности можно объяснить дисперсионным твердением при распаде метасгабильных фаз.

Изучали влияние температур отжига на ов сварных соединений для мягких и жёстких режимов сварки. Для сплавов ОТ4 и ВТбч после отжига при 420 - 490 °С фиксировали максимумы прочности; при повышении температуры отжига свыше 500 °С для всех изученных сплавов прочность монотонно падает независимо от режима сварки. При этом жёстким режимам сварки в сравнении с мягкими соответствует несколько большая прочность. Отмечено, что зависимости о„ и циклической долговечности листовых соединений из титановых сплавов от температуры отжига имеют практически один и тот же характер.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Исследованы и обоснованы термические циклы технологического процесса изготовления тонкостенных сварных конструкций из титана и его сплавов псевдо а- и мартенситного типа с повышенными механическими характеристиками, основанные на использовании преимущественно жёстких режимов аргоно-дуговой сварки и последующего низкотемпературного отжига.

2. Изучено влияние температуры отжига на стойкость к замедленному разрушению металла зоны термического влияния сварных соединений. Выявлен эффект повышения стойкости к замедленному разрушению после низкотемпературного отжига различных типов структур металла зоны термического влияния сварных соединений сплава ОТ4, подвергавшихся нагреву свыше температуры полиморфного превращения, что может быть объяснено дисперсионным твердением при распаде метастабильных фаз. При этом для всех исследованных типов микроструктур длительная прочность снижается с повышением температуры отжига от 450 до 660 °С.

3. Исследовано влияние наличия интерференционно окрашенных оксидных плёнок, формирующихся в процессе отжига, на склонность к наводороживанию титановых изделий в процессе эксплуатации. Установлено, что при наличии оксидных плёнок с цветами побежалости после воздушного отжига при температурах 400-600 °С практически не происходит рост концентрации водорода в металле при вылёживании, в то время как существенно более тонкие оксидные плёнки после вакуумного отжига приводят к заметно большему насыщению водородом титана.

4. При исходном содержании водорода в пределах допустимых норм низкотемпературный воздушный отжиг при Т = 450- 470 °С обеспечивает сварным титановым соединениям меньшую склонность к наводороживанию в процессе длительного вылёживания в сравнении с полным вакуумным отжигом, а также более высокую стойкость к замедленному разрушению.

5. Установлены основные закономерности совместного воздействия термических циклов аргоно-дуговой сварки и последующего отжига на усталостную прочность сварных титановых конструкций. Выявлено, что жесткие режимы сварки в сочетании с низкотемпературным отжигом позволяют на 30-40 % повысить повторно-статическую долговечность металла зоны термического влияния сварных соединений титановых сплавов а -, псевдо а- и мартенситного класса. Для пластичных сплавов низкой прочности это можно объяснить преимущественно эффектом дорекристаллизационного упрочнения, а для высокопрочных - дисперсионным твердением при распаде метастабильных Р- и а'-фаз, зафиксированных в процессе сварки.

6. Исследовано воздействие термических циклов сварки и последующего отжига на ударную вязкость высокопрочного сплава ВТбч. Выявлено, что жёсткие режимы сварки в сочетании с низкотемпературным отжигом, обеспечивающие повышение циклической долговечности, не приводят к потере ударной вязкости. Для всех исследованных технологических вариантов фиксируется максимум ударной вязкости в диапазоне 400...550 °С, что практически совпадает с температурой максимумов для кратковременной прочности и циклической долговечности. С повышением температуры до режима полного отжига ударная вязкость монотонно снижается.

7. Выявленные закономерности и разработанные технологические рекомендации по выбору оптимальных термических циклов сварки и режимов термообработки позволяют наряду с повышением стой-

кости к замедленному разрушению, циклической долговечности и ударной вязкости сварных титановых конструкций принципиально упростить и сократить технологический процесс их изготовления и снизить производственные затраты. Это достигается заменой вакуумного отжига, требующего применения дорогостоящих вакуумных печей и оснастки из нержавеющей стали, на низкотемпературный воздушный отжиг в универсальных термические печах.

По материалам работы выпущено дополнение к отраслевой производственной инструкции НИАТ ПИ 1.4.1898-2003 и инструкции АНТК «Антонов» ТИ 148.00.5800.001.000И.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Зубарев В.Ю. Влияние мягких и жёстких режимов сварки на ударную вязкость сварных соединений титановых сплавов / В.Ю. Зубарев, Б.А. Коломенский, А.Б. Коломенский // Сварочное производство.-2010.- №4.-С. 9-11.

2. Сравнительное влияние режимов отжига на характеристики работоспособности зоны термического влияния сварных соединений сплава ОТ4 / М.Н. Шушпанов, Б.А. Коломенский, В.Ю. Зубарев и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2009. - № 4. - С. 39-42.

3. Пешков А.В Повышение циклической долговечности сплава ВТ6 / A.B. Пешков, В.Ф. Селиванов, Б.А. Коломенский // Технология машиностроения. - 2006. - № 12. - С. 9-13.

Статьи и материалы конференций:

4. Коломенский Б.А. О влиянии режимов сварки на механические характеристики зоны термического влияния сварных соединений титановых сплавов / Б.А. Коломенский, В.В. Пешков, А.Б. Коломенский // Славяновские чтения: сб. материалов Рос. науч.-техн. конф. с Между-нар. участием. - Липецк: ЛГТУ, 2004. - С. 186-188.

5. Оптимизация параметров отжига тонкостенных сварных конструкций из титановых сплавов / М.Н. Шушпанов, Б.А. Коломенский, В.В. Пешков и др. // Славяновские чтения: сб. материалов Рос. науч.-техн. конф. с Междунар. участием. - Липецк: ЛГТУ, 2004. - С. 397-402.

6. Коломенский, Б.А. Влияние мягких и жестких режимов арго-нодуговой сварки на выносливость сварных соединений титановых сплавов / Б.А. Коломенский, В.В. Пешков, A.B. Дегтярёв // Сварка и

родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2005. -С. 141-145.

7. Влияние поверхностных оксидных плёнок, формирующихся в процессе сварки и отжига, на содержания водорода в сварных соединениях технического титана / Б.А. Коломенский, В.В. Пешков, В.Ю. Зубарев и др. // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2006. - С. 77-84.

8. Влияние режимов сварки и отжига на ударную вязкость сварных соединений титанового сплава / Б.А. Коломенский, В.В. Пешков, В.Ю. Зубарев и др. // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2007. -С. 8-13.

9. Коломенский Б.А. Влияние режимов отжига на стойкость к замедленному разрушению и циклическую долговечность металла ЗТВ титанового сплава ОТ4 / Б.А. Коломенский, В.Ю. Зубарев // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2007. - С. 19-24

10. Коломенский Б.А. К вопросу о низкотемпературном отжиге сварных титановых соединений / Б.А. Коломенский, В.Ю. Зубарев, А.Б. Коломенский // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2008. - С. 86-92.

11. Коломенский, Б.А. О воздействии режимов сварки на ударную вязкость титановых сварных соединений / Б.А. Коломенский, В.В. Пешков // Сборник трудов победителей конкурса на лучшую научную работу студентов и аспирантов. - Воронеж: ВГТУ, 2009. - С. 113-114.

12. Заявка на изобретение N 2009 122123/02 от 09.06.2009 г. (положительное решение). Способ изготовления сварных листовых изделий из титановых сплавов / А.Б. Коломенский, В.Ю. Зубарев, A.B. Ткачёв, Б.А. Коломенский, М.Н. Шушпанов

Подписано в печать 2010 г.

Формат 60x84 1/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 90 экз. Заказ № ЗбЛ

ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

1.1. Особенности структуры и механические свойства зоны термического влияния сварных соединений титана и его сплавов псевдоаи мартенситного типа.

1.2. Влияние скорости охлаждения при сварке и режимов отжига на кратковременные механические характеристики сварных титановых соединений.

1.3. Воздействие отжига на служебные характеристики сварных соединений и основного металла титановых сплавов.

1.4. Влияние остаточных напряжений, микроструктуры и нагартовки на характеристики работоспособности сварных титановых соединений

1.5. ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ РАБОТЫ.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика исходных материалов.

2.2. Методы исследований.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВАРИАНТОВ ОТЖИГА НА СКЛОННОСТЬ К НАВОДОРОЖИВАНИЮ И СТОЙКОСТЬ К ЗАМЕДЛЕННОМУ РАЗРУШЕНИЮ ТИТАНОВЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

3.1. Влияние поверхностных оксидных плёнок, формирующихся в процессе сварки и отжига, на содержание водорода в сварных соединениях технического титана.

3.2. Сравнительное влияние режимов отжига на характеристики работоспособности различных зон сварных соединений сплава ОТ4.

Выводы и результаты по главе 3.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ОТЖИГА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЕДИНЕНИЙ, СВАРЕННЫХ НА МЯГ

КИХ И ЖЕСТКИХ РЕЖИМАХ

4.1. Циклическая долговечность.

4.1.1. Влияние мягких и жестких режимов аргонодуговой сварки на выносливость сварных соединений титановых сплавов.

4.1.2. Влияние режимов отжига на циклическую долговечность титановых сварных соединений, выполненных на различных режимах аргонодуговой сварки.

4.2. Кратковременные механические характеристики.

4.2.1 Ударная вязкость

4.2.2 Временное сопротивление разрыву и технологическая пластичность.

Выводы и результаты по главе 4.

Актуальность темы. Широкое применение в изделиях авиационной техники и ракетостроения находят сварные конструкции из титановых сплавов, во многом определяющие ресурс и надежность изделий в целом. Сюда относятся, в частности, тонкостенные силовые узлы различных конструкций насосов, компрессоров, трубопроводов авиационных силовых установок, несущие обшивки и панели, трубы воздушных систем, изготовляемые из а-, псевдо а-, а также из а+Р- сплавов мартенситного типа и работающие в широком спектре усталостных и малоцикловых нагрузок и при переменном внутреннем давлении.

Объем применения сварных титановых конструкций в летательных аппаратах зависит, во-первых, от показателей их ресурсных характеристик и, во-вторых, от себестоимости их изготовления.

К числу наиболее важных условий достижения высокой работоспособности сварных титановых соединений относится назначение оптимальных термических циклов сварки и режимов отжига.

В настоящее время недостаточно обоснован вопрос о возможности назначения низкотемпературных режимов отжига сварных титановых конструкций.

Ранее было установлено, что механические характеристики сварных титановых соединений после низкотемпературного воздушного отжига выше, чем после полного вакуумного отжига. При этом, однако, неясно, как будет влиять различная степень окисления поверхности после воздушного и вакуумного отжига на изменение концентрации водорода в металле и, как следствие, на вероятность замедленного разрушения в процессе эксплуатации.

Практически отсутствуют данные и о сравнительном влиянии полного и низкотемпературного отжига на стойкость к замедленному разрушению титановых сварных соединений.

Отсутствие таких сведений приводит к тому, что в ряде случаев устанавливаются требования подвергать сварные титановые конструкции заключительному полному вакуумному отжигу, осуществляемому, как правило, в дорогостоящих вакуумных печах. Это усложняет технологию, требует изготовления' специальной оснастки, удлиняет цикл изготовления и существенно повышает производственные расходы.

Кроме того, не исследованным является вопрос совместного влияния различных термических циклов аргонодуговой сварки и последующего отжига на механические характеристики, в частности, циклическую долговечность и ударную вязкость сварных соединений.

Настоящая работа направлена на совершенствование процесса изготовления сварных титановых конструкций и решение перечисленных задач.

Работа выполнена в рамках научного направления ГОУВПО «Воронежский государственный, технический университет» «Наукоёмкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике», а также в рамках ГБ НИР 2007.28 «Разработка и исследование прогрессивных технологических процессов в сварочном производстве».

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является-выбор оптимальных вариантов термической обработки титановых сварных конструкций, обеспечивающих повышение их эксплуатационной долговечности при упрощении технологического процесса и снижении производственных затрат.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

- исследовать закономерности влияния температуры отжига на длительную прочность зоны термического влияния титановых сплавов;

- изучить влияние интерференционно окрашенных поверхностных оксидных плёнок, формирующихся на изделиях при воздушном отжиге, на кинетику изменения концентрации водорода в металле в процессе эксплуатации;

- исследовать воздействие термических циклов аргонодуговой сварки в сочетании с различными вариантами последующего отжига на циклическую долговечность и ударную вязкость сварных соединений титановых сплавов;

- разработать технические рекомендации по выбору оптимальных режимов термической обработки, обеспечивающие высокую длительную прочность, ударную вязкость и циклическую долговечность листовых сварных соединений титановых сплавов.

Объектом исследования являются титановые тонкостенные сварные конструкции.

Научная новизна. Обнаружено, что при отжиге различных типов структур металла зоны термического влияния сварных соединений сплава ОТ4, подвергавшихся нагреву свыше температуры полиморфного превращения, максимумы стойкости к замедленному разрушению зафиксированы после низкотемпературного отжига, что объясняется эффектом термического упрочнения сплава по механизму дисперсионного твердения. При этом эффект упрочнения проявляется для показателей как длительной, так и кратковременной прочности для всех исследованных типов микроструктур.

Установлено, что низкотемпературный отжиг в сочетании с жёсткими режимами сварки повышает на 30-40 % долговечность при повторно-статических нагрузках титановых сплавов а-, псевдо а-, а также мартенситного типа.

Выявлено, что при наличии интерференционно окрашенных оксидных плёнок, формирующихся на поверхности сварных титановых соединений в процессе воздушного отжига при Т = 400-600 °С, практически не происходит рост концентрации водорода в металле при вылёживании. Состояние поверхности после вакуумного отжига, характеризуемое отсутствием интерференционно окрашенной оксидной плёнки, приводит к большему насыщению водородом титана в сравнении с состоянием поверхности после воздушного отжига.

Обнаружено, что максимумы ударной вязкости сварного шва и различных участков зоны термического влияния высокопрочного сплава ВТбч достигаются после низкотемпературного отжига, при этом для жёсткого режима сварки максимум ударной вязкости смещён в сторону более высокой температуры (500.550 °С) в сравнении с мягким режимом (390.460 °С).

Практическая значимость работы. На основе анализа стойкости к замедленному разрушению и циклической долговечности обоснована целесообразность применения низкотемпературного отжига сварных изделий из титановых сплавов взамен дорогостоящего вакуумного отжига.

Показано, что наличие оксидных плёнок цветов побежалости, формирующихся на поверхности сварных изделий из титановых сплавов при воздушном отжиге, не приводит к росту концентрации водорода в металле и при длительной эксплуатации обеспечивает меньшее наводороживание в сравнении с вариантом вакуумного отжига, при котором оксидные плёнки существенно тоньше.

Разработаны и внедрены на ВАСО в серийное производство оптимальные варианты аргонодуговой сварки и последующего низкотемпературного отжига, позволяющие повысить эксплуатационную долговечность сварных изделий из титановых сплавов при снижении прямых производственных затрат в процессе их изготовления.

По материалам работы выпущено дополнение к отраслевой производственной инструкции НИАТ ПИ 1.4.1898-2003 и инструкции АНТК «Антонов» ТИ 148.00.5800.001.000И.

Апробация* работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции, посвященной 30-летию кафедры «Оборудование и технология сварочного производства ВГТУ» (Воронеж, 2003), Международной научно-технической конференции «Славяновские чтения» (Липецк, 2004); ежегодных научно-технических конференциях Воронежского государственного технического университета (2004-2009); научных семинарах кафедры оборудования и технологии сварочного производства ВГТУ.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных результатов и выводов, библиографического списка и приложений. Основная часть работы изложена на 141 странице, содержит 62 рисунка, 14 таблиц, список литературьгиз 119 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Исследованы и обоснованы термические циклы технологического процесса изготовления тонкостенных сварных конструкций из титана и его сплавов псевдоа- и мартенситного типа с повышенными механическими характеристиками, основанные на использовании преимущественно жёстких режимов арго-но-дуговой сварки и последующего низкотемпературного отжига.

2. Изучено влияние температуры отжига на стойкость к замедленному разрушению металла зоны термического влияния сварных соединений. Выявлен эффект повышения стойкости к замедленному разрушению после низкотемпературного отжига различных типов структур металла зоны термического влияния сварных соединений сплава ОТ4, подвергавшихся нагреву свыше температуры полиморфного превращения, что может быть объяснено дисперсионным твердением при распаде метастабильных фаз. При этом для всех исследованных типов микроструктур длительная прочность снижается с повышением температуры отжига от 450 до 660 °С.

3. Исследовано влияние наличия интерференционно окрашенных оксидных плёнок, формирующейся в процессе отжига, на склонность к наводоражи-ванию титановых изделий в процессе эксплуатации. Установлено, что при наличии оксидных плёнок с цветами побежалости после воздушного отжига при температурах 400-600 °С практически не происходит рост концентрации водорода в металле при вылёживании, в то время как существенно более тонкие оксидные плёнки после вакуумного отжига приводят к заметно большему насыщению водородом титана.

4. При исходном содержании водорода в пределах допустимых норм низкотемпературный воздушный отжиг при Т = 450-470 °С обеспечивает сварным титановым соединениям меньшую склонность к наводораживанию в процессе длительного вылёживания в сравнении с полным вакуумным отжигом, а также более высокую стойкость к замедленному разрушению.

5. Установлены основные закономерности совместного воздействия термических циклов аргонодуговой сварки и последующего отжига на усталостную прочность сварных титановых конструкций. Выявлено, что жесткие режимы сварки в сочетании с низкотемпературным отжигом позволяют на 30-40 % повысить повторно-статическую долговечность металла зоны термического влияния сварных соединений титановых сплавов а -, псевдоа- и мартенситного класса. Для пластичных сплавов низкой прочности это можно объяснить преимущественно эффектом дорекристаллизационного упрочнения, а для высокопрочных — дисперсионным твердением при распаде метастабильных Р- и а'-фаз, зафиксированных в процессе сварки.

6. Исследовано воздействие термических циклов сварки и последующего отжига на ударную вязкость высокопрочного сплава ВТбч. Выявлено, что жёсткие режимы сварки в сочетании с низкотемпературным отжигом, обеспечивающие повышение циклической долговечности, не приводят к потере ударной вязкости. Для всех исследованных технологических вариантов фиксируется максимум ударной вязкости в диапазоне 400.550 °С, что практически совпадает с температурой максимумов для кратковременной прочности и циклической долговечности. С повышением температуры до режима полного отжига ударная вязкость монотонно снижается.

7. Выявленные закономерности и разработанные технологические рекомендации по выбору оптимальных термических циклов сварки и режимов термообработки позволяют наряду с повышением стойкости к замедленному разрушению, циклической долговечности и ударной вязкости сварных титановых конструкций принципиально упростить и сократить технологический процесс их изготовления и снизить производственные затраты. Это достигается заменой вакуумного отжига, требующего применения дорогостоящих вакуумных печей и оснастки из нержавеющей стали, на низкотемпературный воздушный отжиг в универсальных термические печах.

По материалам работы выпущено дополнение к отраслевой производственной инструкции НИАТ ПИ 1.4.1898-2003 и инструкции АНТК «Антонов» ТИ 148.00.5800.001.000И.

1. Белов С.П. Титановые сплавы. Металловедение титана и его сплавов / С.П. Белов, М.Я. Брун, С.Г. Глазунов и др. М.: Металлургия, 1992. - 352 с.

2. Моисеев В.Н Сварные соединения титановых сплавов / В.Н. Моисеев, Ф.Р. Куликов, Ю.Г. Кириллов, Ю.В. Васькин. М.: Металлургия. 1979. - 248 с.

3. Гуревич С.М. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов / С.М. Гуревич, В.Н. Замков, Я.Ю. Компан и др. Киев: Наукова думка, 1979. -300 с.

4. Проектирование сварных конструкций в машиностроении; под ред. С.А.Куркина. М.: Машиностроение, 1975. - 376 с.

5. Винокуров В.А. Теория сварочных деформаций и напряжений / В.А. Винокуров, А.Г. Григорьянц. М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

6. Чертов И.М. Влияние режимов термической* обработки на остаточные напряжения в сварных соединениях технического титана / И.М. Чертов, A.C. Карпенко, А.П. Островой // Автоматическая сварка. 1981. - № 8. - С. 68-69.

7. Топольский В.Ф. Свариваемость сплавов титана ОТ4у и ОТ4-1у / В.Ф. Топольский, В.П. Прилуцкий, H.A. Кушниренко и др. // Автоматическая сварка. 1975. - № 1.-С. 53-55.

8. Борисова Е.А. О сварке титанового сплава ВТ20 / Е.А. Борисова, Л.А. Груздева, В.М. Лоскутов и др. //Сварочное производство. 1969. - N 3. - С. 2829.

9. Горшков А.И. Влияние температуры отжига на величину остаточных напряжений и свойства сварных соединений из сплава ОТ4 / А.И. Горшков, И.А. Вакс // Сварочное производство. 1967. - № 8. - С. 37-39.

10. Лашко Н.Ф. Структура и надежность сварных соединений a+ß- титановых сплавов / Н.Ф. Лашко, М.И. Ермолова, М.А. Фоломеева // Автоматическая сварка. 1974. - № 5. - С. 27-30.

11. Колачев Б.А. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов / Б.А. Колачёв, P.M. Габидуллин, Ю.В. Пигузов. М.: Металлургия,1980. 280 с.

12. Глазунов С.Г. Конструкционные титановые сплавы / С.Г. Глазунов, В.Н. Моисеев. М.: Металлургия. 1974. - 368 с.

13. Колачев Б.А. Механические свойства титана и его сплавов / Б.А. Колачёв, В.А. Ливанов, A.A. Буханова. М.: Металлургия. 1974. - 544 с.

14. Obinata, I. On the recrystallisation of cold rolled commercially pure Ti. / I. Obinata, K. Nishimura // J. Inst. Metals. 84(1955-56). - P.97-101 .

15. Моисеев В.Н. Термомеханическая обработка титанового сплава ОТ4 / В.Н. Моисеев, Л.В. Шохолова, Л.Н. Терентьева // Производство титановых сплавов: сб. статей. ВИЛС, 1969. - Вып. 5. - С. 152-155.I

16. Моисеев В.Н. Упрочняющая, термическая обработка сплава ОТ4/ В.Н. Моисеев, Л.В. Шохолова // Применение титановых сплавов. Ч. 1. ОНТИ ВИ-АМ, 1967.-С. 51-57.

17. Хорев М.А. Термическая обработка сварных соединений сплавов титана ОТ4 и ВТ20/ М.А. Хорев, Ю.В'. Гусев, Н.К. Грибова // Автоматическая сварка. 1983. -№ 7.- С. 19-23.

18. Колачев Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов / Б.А. Колачёв, В.А. Ливанов, В.И. Елагин. М.: Металлургия,1981.-416с.

19. Максимович Г.Г. Влияние процессов окисления и газонасыщения на механические свойства титановых сплавов ВТ1-0 и ВТ14 / Г.Г. Максимович,

20. B.Н. Федирко, А.Т. Лизун, Л.А. Бунин // Физико-химическая механика материалов. Том 18. - 1982. - № 5. - С. 61-64.

21. Чечулин Б.Б. Циклическая и коррозионная прочность титановых сплавов / Б.Б. Чечулин, Ю.Д. Хесин. М:: Металлургия, 1987. - 208 с.

22. МатюшкинБ.А. О влиянии газонасыщенного слоя на образование трещин при замедленном разрушении сплавов титана после сварки / Б.А. Матюш-кин, А.И. Горшков // Сварочное производство. 1976. - № 4. - С. 11-12.

23. Чечулин Б.Б. Титановые сплавы в машиностроении / Б.Б. Чечулин, С.

24. C. Ушков, И.Н. Разуваева; В.Н. Гольдфайн. М.: Машиностроение. 1977. -248 с.

25. Поляков Д.А. Влияние состояния поверхности на газосодержание и свойства сварных соединений из титановых сплавов / Д.А. Поляков, В.Н. Абрамова // Сварочное производство. 1971. - № 7. - С. 31-32.

26. Петраков А.Ф. Сопротивление титановых сплавов^ повторно-статическим нагрузкам / А.Ф. Петраков, А.И.^'Хорев, Л.М. Петров, Я:Л. Рублев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1973. - № 4. - С. 46-50.

27. Поляков Д.А, Свариваемость титановых сплавов типа ОТ4у / Д.А. Поляков, В.Н. Абрамова // Сварочное производство. 1976. - № 3. - С. 23-25.

28. Анисимова Н.В. Свойства титановых сплавов при повторных статических нагрузках / Н.В. Анисимова, С. И. Кишкина, Я:А. Рублев // Применение титановых сплавов: сб. статей. ОНТИ ВИАМ, 1968. - С. 154-162.

29. КолачевБ.А. Структура и свойства сплавов ОТ4 и ОТ4-1 после вакуумного отжига / Б.А. Колачёв, Ю.В. Горшков, В.В. Шевченко, Ю.Н. Арцыбасов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1972. - № 5. - С. 6-10.

30. Арцыбасов Ю.Н. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. М.: МАТИ, 1975.- 153 с.

31. Хорев М.А. Влияние структурно-фазового состояния на механические свойства сварных соединений псевдоа- титановых сплавов / М.А. Хореев // Физико-химическая механика материалов. 1990. - Том 26. - № 5. - С. 72-76.

32. Борисова Е.А. Выбор режимов вакуумного отжига для титановых сплавов / Е.А". Борисова // Металловедение и термическая обработка металлов. -1975.-№4. -С. 37-41.

33. Борисова Е.А. О вакуумном отжиге титановых сплавов / Е.А. Борисова // Металловедение и термическая обработка металлов. 1972. - № 5. - С. 10-11.

34. Максимович Г.Г. Влияние длительности высокотемпературного вакуумного отжига на структуру и свойства титановых сплавов / Г.Г. Максимович, Я.И. Спектор, В.Н. Федирко и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1982. - № 7. - С. 11-14.

35. Максимович Г.Г. Высокотемпературный аргоно-вакуумный отжиг и его влияние на физико-механические свойства титановых сплавов / Г.Г. Максимович, Я.И; Спектор, В.Н. Федиркош др. //Физико-химическая механика материалов. -1981.- Том 17. № 6. - С. 45-49.

36. ЛясоцкаяВ.С. Особенности термической обработки сварных соединений титановых сплавов / B.C. Лясоцкая // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. - № 7. - С. 20-22.

37. Лысенков Ю.Т. Электронно-лучевая сварка и зональная термообработка соединений из титановых сплавов и высокопрочных сталей / Ю.Т. Лысенков, A.B. Герасименко, Е.М. Феоктистова7/ Сварочное производство. 1993. - № 10.-С. 14-16.

38. Кудрявцев П.И. О развитии трещин малоцикловой усталости в сплаве титана 7 П.И.Кудрявцев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1975.-№6.-С. 44.

39. Книжник Г.С. Пластичный и хрупкий излом в титане / Г.С. Книжник // Металловедение и термическая обработка металлов. 1974. - № 5. - С. 48-49.

40. Винокуров В.А., Куркин С. А. Съемный прибор для измерения на базе 10 мм / B.A. Винокуров; С.А. Куркин // Заводская лаборатория. 1961.,- № 11.-С. 1426-1427. '

41. Куркин С. А. Снятие остаточных напряжении в тонколистовых элементах из титановых сплавов / С.А. Куркин // Сварочное производство. 1962'. - № 10.-С. 1-5.

42. Поляков Д.А., Сагалевич В.М. Исследование остаточных напряжений и изыскание методов их уменьшения, в сварных соединениях из сплавов титана // Сварочное производство. 1970; - № 7.-С. 6-7.

43. Третьяков Ф.Е. Сварка плавлением; титана и его.сплавов. / Ф.Е. Третьяков. М.: Машиностроение, 1968.-142 с.

44. Поваров И.А. Релаксация напряжений в,сварных соединениях при термической обработке конструкций из сплавов титана / И.А. Поваров, С.Г. Глазунов// Сварочное производство. 1980. - № 8 - С. 8-10.

45. Поваров И.А. Релаксация напряжений в конструкционных сплавах титана;/ И.А. Поваров // Металловедение и термическая обработка металлов; -1980: № 6. - С. 42-46.

46. Чертов И.М. Оценка напряжений при предварительном растяжении пластин для сварки встык / И.М. Чертов, А.С. Карпенко, А.Е. Бабенко и др. // Сварочное производство. 1980. - № 2. - С. 5-8.

47. Акулов А.И. Стабильность напряженно-деформированного состояния сварных соединений титановых сплавов / А.И. Акулов А.И., В.Ф. Савельев, Л.Д. Столярова // Металловедение и термическая обработка металлов. 1986. -№ 8.-С. 32-33.

48. Колачев Б.А. Вакуумный отжиг титановых конструкций / Б.А. Колачёв; В.В. Садков, В.Д. Талалаев и др. М.: Машиностроение, 1991. - 224 с.

49. Ros, М. Experiments for the determination of the influence of residual welding stresses // Welding research. BWRA. 4(5) 83- 92 932 (October, 1950).

50. Hebrant, F.; Louis, M.; Soete, W. and Vinckier, A. The relaxation of residual welding stresses and fatigue loading// Welding research abroad. 58-63 (September, 1957).

51. Brucker, W.H. and Munse,W.H. The effect of metallurgical changer due to heat treatment upon the fatigue strength of carbon-steel plates // Ibid. 23 (10). Research Supp.l. 499-5 to 510-5 (1944).

52. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов^ 4.1. / Я.Б. Фридман. -М.: Машиностроение, 1974. 472 с.

53. Винокуров В.А. Об отмене высокого отпуска / В.А. Винокуров, М.М. Фишкис, В.В. Черных // Автоматическая сварка. 1967. - № 2. - С. 26-30:

54. Окерблом Н.О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций / Н.О. Окерблом. М.: Машиностроение, 1964. - 419 с.

55. ТруфяковВ.И. Вопросы методики испытаний сварных соединений, на выносливость / В.И. Труфяков // Автоматическая сварка. 1963. - № 1. - С. 1-8.

56. ТруфяковВ.И. О роли остаточных напряжений в понижении выносливости сварных соединений /'В.И. Труфяков // Автоматическая сварка. 1956. -№5.-С. 90-103.

57. Serensen, S.V., Trufjakov, V.l., Korjagin, J.A. Residual stresses and fatigue of weld joints. IIW. Doc. XIII-436-66.

58. Труфяков В.И. Усталость сварных соединений / В.И. Труфяков. Киев: Наукова думка, 1973. - 137 с.

59. Труфяков В.И. Влияние остаточных сварочных напряжений на развитие усталостных трещин в конструкционной стали / В.И. Труфяков, П.П. Михеев, А.З. Кузьменко // Автоматическая сварка. 1977. - № 10. - G. 6-7.

60. Игнатьева B.C. Оценка влияния сварочных напряжений на долговечность соединений с продольными стыковыми швами в условиях малоциклового нагружения / B.C. Игнатьева, P.P. Кулакметьев, В.В. Ларионов // Автоматическая сварка. 1,983. № 2. - С. 14-16.

61. Клыков H.A. Влияние остаточных напряжений на прочность сварных соединений / H.A. Клыков. Челябинск: ЧПИ, 1980. - 37 с.

62. Кудрявцев И.В. Усталость сварных конструкций / И.В. Кудрявцев, Н.Е. Наумченков. М.: Машиностроение, 1976. - 270 с.

63. Труфяков В.И. Кинетика остаточной напряженности в образцах с концентратором при циклическом нагружении / В.И. Труфяков, О.И. Гуща, В.П. Троценко // Автоматическая сварка. 1975. - № 4. - С. 5-7.

64. Труфяков В.И. Влияние остроты концентратора на сварочные остаточные напряжения при многоцикловом нагружении / В.И. Труфяков, О.И. Гуща, Ю.Ф. Кудрявцев // Автоматическая сварка. 1981. - № 7. - С. 13-16.

65. Лукьянов В.Ф. Прогнозирование долговечности сварных соединений с учетом остаточных напряжений / В.Ф. Лукьянов, М.В. Солтовец, A.C. Короб-цов //Физико-химическая механика материалов. 1987. - Том 23. - № 3. - С. 6872.

66. Труфяков В.И. Прочность сварных соединений в области малоциклового нагружения при отнулевом растяжении / В.И. Труфяков, В.В. Якубовский // Автоматическая сварка. 1981. - № 10. - С. 1-4.

67. Turner, N.G.; Roberts, W.T. Fatigue behavior of Ti // Trans. AIME. -242(1968).- 1223-1230.

68. Бойцов Б.В. Закономерность подобия усталостного разрушения титанового сплава / Б.В. Бойцов // Проблемы прочности. 1981. - № 7. - С. 102-104.

69. Клыков H.A. Чувствительность к концентрации напряжений металла околошовной зоны и шва сварных соединений титановых сплавов / H.A. Клыков, A.JI. Решетов, B.JI. Руссо и др. // Автоматическая сварка. 1972. - № 11.-С. 30-32.

70. Горшков А.И. О влиянии структуры исходного металла сплава ОТ4 на склонность основного металла и сварного соединения к замедленному разрушению / А.И. Горшков, Б.А. Матюшкин, Ю.А. Лозовский // Сварочное производство. 1971. - № 3. - С. 14-16.

71. Горшков А.И. Методика оценки склонности сварных соединений из титановых сплавов к замедленному разрушению / А.И. Горшков, Б.А. Матюшкин // Сварочное производство. 1970¿ - № 1. - С. 46-49.

72. Базайкина Т.В. Влияние размеров а- и ß- фаз на долговечность титановых сплавов / Т.В. Базайкина и^др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. № 7. - С. 50-52.

73. Лимарь Л.В. Структурные аспекты роста усталостной трещины в титановом сплаве ВТЗ-1 / Л.В. Лимарь, Л.Р. Ботвина, С.Я. Ярема // Физико-химическая механика материалов. 1989. - Том 25. - № 1. - С. 83-88.

74. Борисова Е.А. Металлография титановых сплавов / Е.А. Борисова, Г.А. Бочвар, М.Я. Брун и др. М.: Машиностроение, 1986. - 464 с.

75. Кутепов С.М. Малоцикловая прочность сварных соединений листового титана ВТ1-0 / С.М. Кутепов, В.И. Рачков, К.В. Смольский // Сварочное производство. 1977. - № 3. - С. 29-30.

76. Стрижало В.А. Исследование закономерностей перехода от квазистатического к усталостному разрушению легких сплавов при малоцикловом на-гружении / В.А. Стрижало // Проблемы прочности. 1974. - № 5. - С. 42-48.

77. Цвиккер У. Титан и его сплавы / У. Цвиккер. М.: Металлургия, 1979. -512с.

78. Власова Е.С. Влияние низкотемпературного старения на несоизмеримые структуры в сплавах титана / Е.С. Власова, Н.Б. Дьяконова, И.В. Лясоцкий // Физика металлов и металловедение. 1984. - Т.57. - Вып. 3. - С. 599-608.

79. Лясоцкий И.В. Исследование структуры аномальных твердых растворов сплавов титана / И.В. Лясоцкий, Н.Б. Дьяконова // Физика металлов и металловедение. 1982. - Т. 53. - № 6. - С. 1161-1168.

80. Корнилов И.И. Титан. / И.И. Корнилов. М.: Наука, 1975. - 310 с.

81. Богачев И.Н. Титановые сплавы для новой техники / И.Н. Богачев, М.А. Дьякова. М.: Наука, 1968. - С. 131-137.

82. Локшин Ф.Р. К вопросу о фазовых превращениях при закалке титановых сплавов / Ф.Р. Локшин, О.С. Коробов, Р.Г. Кокнаев и др. // Изв. вузов. -Цветная металлургия. 1977. - № 5. - С. 112- 118.

83. Колачев Б.А. О фазовых превращениях в титановых сплавах / б.А. Ко-лачёв // Там же. С. 101-111.

84. Ильин A.A. Влияние температуры нагрева и скорости охлаждения на фазовый состав сплава ВТ23 / A.A. Ильин, М.Ю. Коллеров, М.Г. Экимян и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1987. - № 3. - С. 60-63.

85. Гриднев В.Н. Роль скорости охлаждения в формировании структуры титановых сплавов, термоупрочняемых с неполной гомогенизацией ß-фазы / В:Н. Гриднев, О.М. Ивасишин, П.Е. Марковский и др. // Металлофизика. -1985.-Т. 7.-С. 37-44.

86. Лясоцкая B.C. Особенности развития процессов рекристаллизации в промышленных листовых титановых сплавах / B.C. Лясоцкая , И.В. Лясоцкий, В.Н. Мещеряков и др. // Технология легких сплавов. 1984. № 6. - С. 48- 53.

87. Фролов В.А. Светолучевая сварка тонколистовых титановых сплавов / В.А. Фролов, B.C. Мамаев, И.С. Пронин и др. // Сварочное производство. -1993. -№ 1.-С. 4-6.

88. Фролов В.А. Технологические и металлургические особенности сварки титановых сплавов световым лучом / В.А. Фролов, B.C. Мамаев // Материалы I Международной' научно-технической конференции по титану стран СНГ. Том II. М.: ВИЛС, 1994. - С. 891-908.

89. Пачурин Г.В. Усталостное разрушение при нормальной температуре предварительно деформированных сплавов / Г.В. Пачурин // Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. - №10. - С. 35-38.

90. Максимович Г.Г. Влияние деформации на» газонасыщение и прочностные свойства титановых сплавов в воздухе / F.F. Максимович, В.Н. Федирко, Л.А. Бунин Л.А. и др. // Физико-химическая механика,материалов. 1988. - Том 24. - № 2. - С. 73-77.

91. Производственная, инструкция ПИ 6790(111 изд.) "Изготовление деталей, узлов и агрегатов из титановых сплавов". АНТК им. А.Н. Туполева, 1987.99: Новиков И.И. Теория термической обработки металлов / И.И. Новиков. М.: Металлургия, 1986. - 480 с.

92. Choi, B.H., Choi, B.K. The effect of welding conditions according to mechanical properties of pure titanium // Journal of Materials Processing Technology, Volume 201, Issues 1-3, 26 May 2008, Pages 526-530.

93. Balasubramanian, M., Jayabalan, V., Balasubramanian, V. Effect of microstructure on impact toughness of pulsed current GTA welded a-(3 titanium alloy // Materials Letters, Volume 62, Issues 6-7, 15 March 2008, Pages 1102-1106.

94. Balasubramanian, M., Jayabalan, V., Balasubramanian, V. Effect of pulsed gas tungsten arc welding on corrosion behavior of Ti-6A1-4V titanium alloy // Materials & Design, Volume 29, Issue 7, 2008, Pages 1359-1363.

95. Zhou, Wei, Chew, K. G. Effect of welding on impact toughness of butt-joints in a titanium alloy // Materials Science and Engineering A, Volume 347, Issues 1-2, 25 April 2003, Pages 180-185.

96. Oh, Jinkeun, Kim, Nack J., Lee, Sunghak. Lee. Eui W. Correlation of fatigue properties and microstructure in investment cast Ti-6A1-4V welds // Materials Science and Engineering A, Volume 340, Issues 1-2, 15 January 2003, Pages 232242.

97. Sundaresan, S., Janaki Ram, G. D., Reddy, G. Madhusudhan Microstructural refinement of weld fusion zones in a-|3 titanium alloys using pulsed current welding // Materials Science and Engineering A, Volume 262, Issues 1-2, 1 April 1999, Pages 88-100.

98. Yung, Winco K. C., Ralph, B., Lee, W. B., Fenn, R. An investigation into welding parameters affecting the tensile properties of titanium welds // Journal of Materials Processing Technology, Volume 63, Issues 1-3, January 1997, Pages 759764.

99. Mohandas, T., Banerjee, D., Kutumba Rao, V.V. Observations on impact toughness of electron beam welds of an a+P titanium alloy // Materials Science and Engineering: A, Volume 254, Issues 1-2, 15 October 1998, Pages 147-154.

100. Lynch, S. P., Hole, B., Pasang, Timotius Failures of welded titanium aircraft ducts // Engineering Failure Analysis, Volume 2, Issue 4, December 1995, Pages 257-273.

101. Шоршоров М.Х., Мещеряков В.Н. Фазовые превращения и изменения свойств сплавов титана при сварке / М.Х. Шоршоров, В.Н. Мещеряков. Атлас. М.: Металлургия, 1973. - 159 с.

102. Коломенский А.Б. Повторно-статическая долговечность деформированных сварных соединений титановых сплавов / А.Б. Коломенский, В.А. Садиков, А.Н. Рощупкин, A.B. Дегтярев // Сварочное производство. 1996. N 10. -С. 9-11.

103. Братухин А.Г. Технология производства титановых самолетных конструкций / А.Г. Братухин, Б.А. Колачев, В.В. Садков и др. М.: Машиностроение, 1995.-448 с.

104. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976 -276 с.

105. Кутепов С.М Малоцикловая прочность сварных соединений листового титана ВТ1-0 / С.М. Кутепов, В.И. Рачков, К.В. Смольский // Сварочное производство. 1977. -N 3. - С. 29-30.

106. Коломенский А.Б. Влияние режимов отжига на циклическую и кратковременную прочность тонких листов титана ВТ1-0 и сплава ОТ4 / А.Б. Коломенский, И.И. Муравьев, Б.А. Колачев и др. // Физико-химическая механика материалов. 1984. - Т.20. -N 4.- С.120-122.

107. Муравьев И.И. Влияние температуры вакуумного отжига на работоспособность сварных соединений титановых конструкций / И.И. Муравьев, А.Б. Коломенский, А.Н. Рощупкин и др. // Сварочное производство. 1981. - N 11. -С. 28-30.

108. Гущин А.Н. Механические характеристики сварных соединений из титана при циклическом нагружении / А.Н. Гущин, Г.В. Пачурин // Сварочное производство. 2007. - № 2. - С. 7-10.

109. Колачёв Б.А. Титановые сплавы разных стран: Справочник / Б.А. Ко-лачёв, И.С. Полькин, В.Д. Талалаев. М.: ВИЛС, 2000.- 316 с.