автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Структура и свойства многослойных материалов, полученных по технологии сварки взрывом тонколистовых заготовок из технически чистого титана ВТ1-0 и сплава ВТ23

На правах рукописи

005052934

Макарова Евгения Борисовна

структура и свойства многослойных материалов, полученных по технологии сварки взрывом тонколистовых заготовок из технически чистого титана вт1-0 и сплава вт23

Специальность 05.16.09 - материаловедение (в машиностроении)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

о 4 окт 2012

Новосибирск - 2012

005052934

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Батаев Анатолий Андреевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Шаркеев Юрий Петрович, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, профессор кафедры теоретической и экспериментальной физики

кандидата технических наук, доцент Прудников Александр Николаевич, Сибирский государственный индустриальный университет,

доцент кафедры физики металлов и новых материалов

Ведущая организация: Институт физики прочности и

материаловедения СО РАН, г. Томск

Защита состоится «18» октября 2012 г. в 14— часов на заседании диссертационного совета Д 212.173.13 в Новосибирском государственном техническом университете по адресу: 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан «17» сентября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Иванцивский

В.В.

Актуальность работы

Развитие многих отраслей современного производства неразрывно связано с разработкой новых материалов, обладающих высоким комплексом механических свойств. При использовании традиционных технологических процессов не всегда удается получать материалы с требуемым уровнем показателей прочности, надежности и долговечности. Один из эффективных путей получения высокопрочных материалов основан на использовании методов интенсивной пластической деформации, позволяющих формировать нано- и субмикрокристаллическую структуру в различных материалах конструкционного назначения. Недостатком, характерных для этих методов, является низкий уровень пластичности и ударной вязкости материалов. Альтернативой могут служить технологии формирования слоистых металлических материалов, основанные на сварке взрывом тонколистовых заготовок.

Анализ литературных данных и результатов собственных экспериментальных исследований свидетельствует о перспективности разработки многослойных материалов на основе титана и его сплавов, о возможности одновременного повышения комплекса их прочностных свойств и показателей надежности. Материалы такого типа могут эффективно применяться в самолето-, ра-кето-, автомобиле-, судостроении, химическом машиностроении. Чистый титан, обладающий отличной биосовместимостью, может быть использован также в медицине при изготовлении имплантатов и протезов различного типа. Сварка материалов взрывом позволяет эффективно решать задачи, связанные со снижением металлоемкости, повышением надежности и долговечности разрабатываемых конструкций.

Важным фактором, определяющим комплекс механических свойств сваренных взрывом многослойных пакетов, является структурное состояние исходных заготовок. При выполнении диссертационной работы в качестве заготовок для сварки взрывом использовали пластины отожженного титана ВТ 1-0 и сплава ВТ23. Проведенный анализ показал, что предварительное поверхностное и объемное упрочнение титановых заготовок, используемых для сварки взрывом, может быть обеспечено путем формирования нано- и субмикрокристаллической структуры. Для получения такой структуры были использованы технологии пластической деформации поверхностных слоев листовых заготовок индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, а также технологии ротационной вытяжки трубчатых заготовок.

Особенностью, характерной для титана и его сплавов, является относительно малая теплопроводность, объясняющая склонность этих материалов к локализации пластического течения. При реализации процессов высокоскоростного нагружения эта проблема является особо актуальной. Применение в качестве одного из объектов исследования сплава ВТ23, находящегося в двухфазном состоянии, позволило надежно визуализировать процессы локализации пластического течения при сварке металлических материалов, представить последовательность их развития во времени.

Исследования, представленные в диссертационной работе, выполнены в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.».

Цель диссертационной работы: повышение комплекса свойств многослойных композиций из технически чистого титана и титанового сплава ВТ23, сформированных сваркой взрывом и изучение процессов структурных преобразований, происходящих при динамическом взаимодействии тонколистовых титановых заготовок.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выявление эффективности объемного упрочнения технически чистого титана посредством ротационной вытяжки трубчатых заготовок и поверхностного упрочнения высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, как методов предварительной подготовки заготовок для сварки взрывом.

2. Изучение процессов локализации пластического течения в титане и двухфазном (а+(3) титановом сплаве ВТ23 при реализации высокоскоростного нагружения.

3. Исследование особенностей структуры и механических свойств многослойных материалов типа «ВТ1-0 - ВТ1-0» и «ВТ1-0 - ВТ23», полученных методом сварки взрывом тонколистовых заготовок.

4. Исследования особенностей статического, динамического и усталостного разрушения многослойных композиций «ВТ 1-0 - ВТ 1-0» и «ВТ 1-0 -ВТ23».

На защиту выносятся

1. Результаты структурных исследований зон сопряжения пластин технически чистого титана и сплава ВТ23, сформированных в процессе сварки взрывом.

2. Результаты исследования структуры и свойств технически чистого титана ВТ 1-0 после ротационной вытяжки трубчатых заготовок и после обработки плоских заготовок высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой.

3. Результаты изучения поведения многослойных материалов из титана ВТ 1-0 и титанового сплава ВТ23 в условиях статического, динамического и циклического нагружения.

4. Результаты математического моделирования процессов деформации и нагрева пластин в слоистых композиционных материалах типа «ВТ1-0 - ВТ1-0» и типа «ВТ1-0 - ВТ23» в процессе высокоскоростного нагружения.

Научная новизна

1. Для сварки взрывом многослойных пакетов из технически чистого титана предложено применять несимметричную угловую схему, способствующую образованию рациональной структуры материала. Показано, что формирование 12-слойного материала «ВТ1-0 - ВТ1-0» с использованием симметричной параллельной схемы сопровождается появлением повышенного количества полос локализованного течения. Наиболее высокой склонностью к об-

разованию полос обладают две центральные пластины титана, что обусловлено удвоением выделяемой энергии при их контакте по отношению к другим парам взаимодействующих заготовок.

2. Установлено, что формирование эффективной структуры семислойного композита «ВТ 1-0 - ВТ23» обеспечивает параллельная симметричная схема сварки взрывом. Предел прочности и ударная вязкость семислойного материала, полученного по параллельной симметричной схеме сварки взрывом, на 30 % и 40 % выше по сравнению с композитом, сваренным по угловой симметричной схеме.

3. Установлено, что сохранение в титановых заготовках нано- и субмикрокристаллической структуры, предварительно созданной по технологии обработки высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, возможно лишь на глубине, превышающей 200 мкм. В качестве заготовок для сварки взрывом предложено использовать пластины титана, полученные из трубчатых заготовок после холодной ротационной вытяжки со степенью обжатия 50 % и отжига в течение 1 часа при 400...450 "С.

4. Показано, что последовательность развития процессов пластического течения в технически чистом титане и сплаве ВТ23 может быть воспроизведена на основании анализа формы полос локализованного сдвига, возникших при сварке взрывом. Сдвиг, происходящий на позднем этапе, искажает форму полос, возникших ранее. В пределах сварных швов волнообразной формы наблюдаются системы криволинейных полос сдвига Искажение всех полос сдвига, образующих сетку, свидетельствует о том, что этап их формирования предшествовал возникновению волн.

5. Для изучения процессов пластического течения, имеющих место при сварке взрывом, предложено использовать титановый сплав ВТ23 с двухфазной (a+ß) структурой. Показано, что изменение формы зерен а- и ß-фазы является надежным критерием, характеризующим особенности деформации материала. Наличие или отсутствие этих зерен в полосах локализованной пластической деформации свидетельствует об уровне нагрева материала и развитии в его локальных микрообъемах фазовых превращений.

6. Доказано, что при сварке взрывом тонколистовых заготовок с получением многослойных материалов типа «ВТ1-0 - ВТ1-0» следует избегать безволновых режимов, приводящих к образованию сплошных прослоек жидкого металла. Образующиеся на их месте сварные швы являются особо хрупкими. В центре сплошных прослоек, возникших при кристаллизации расплава, обнаружено присутствие узких зон, отчетливо выявляемых методами химического травления. Показано, что механизм их образования связан с направленной кристаллизацией расплава титана одновременно с двух сторон при отводе тепла в холодные пластины. Повышенное содержание дефектов, характерное для зоны сопряжения растущих навстречу друг другу кристаллов, может являться причиной охрупчивания материала сварного шва.

Практическая значимость и реализация результатов работы 1. Экспериментально установлено, что многослойные материалы на основе титана ВТ1-0 и сплава ВТ23, полученные методом сварки взрывом, обладают

высоким комплексом механических свойств и могут использоваться в качестве изделий ответственного назначения.

2. На основании проведенных исследований разработаны практические рекомендации по измельчению структуры и повышению комплекса механических свойств технически чистого титана с использованием пластической деформации в холодном состоянии по технологии ротационной вытяжки и ультразвуковой обработки.

3. По результатам структурных исследований и механических испытаний материалов на основе титана разработаны рекомендации по улучшению качества многослойных композиций, изготовленных по технологии сварки взрывом.

4. Результаты проведенных исследований применяются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «Материаловедение в машиностроении», а также бакалавров и магистрантов по направлению «Материаловедение и технологии материалов» в Новосибирском государственном техническом университете.

5. Результаты исследований, полученных при выполнении диссертационной работы, отмечены медалями специализированных международных промышленных выставок «Машиностроение. Металлобработка. Сварка. Металлургия» (1ТЕ Сибирская ярмарка, 2010 и 2011 гг.).

Достоверность результатов

Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивалась применением современных методов изучения структуры и механических свойств многослойных материалов, использованием методов статистической обработки экспериментальных результатов, применением взаимодополняющих методов изучения структуры и механических свойств материалов, сопоставлением результатов физических исследований с данными, полученными в ходе математического моделирования.

Личный вклад автора состоял в формулировании задач, проведении структурных исследований и механических испытаний материалов, проведении математических расчётов, анализе и обобщении экспериментальных данных, сопоставлении результатов проведенных исследований с имеющимися в литературе данными, формулировании выводов по работе.

Апробация работы

Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались на всероссийской молодежной конференции «Проведение научных исследований в области индустрии наносистем и материалов», г. Белгород, 2009 г.; международной конференции «Нанофизика и наноэлектроника. Мезоскопиче-ские структуры в фундаментальных и прикладных исследованиях», г. Новосибирск, 2010 г.; всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», г. Новосибирск 2010 г.; 8 всероссийской научно-технической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе», г. Новосибирск, 2010 г.; уральских школах металловедов - термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», г. Екатеринбург, 2010 и 2011 г.; V международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и

молодых ученых «Образование, наука, инновации», г. Кемерово, 2010 г.; всероссийских научно-технических конференциях «Наука. Промышленность. Оборона», г. Новосибирск, 2010 и 2011 гг.; международных научно-практических конференциях «Современные техника и технологии», г. Томск, 2010 и 2011 гг.; 9 всероссийской научно-технической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе», г. Новосибирск, 2011 г.; международной конференции по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов, г. Томск, 2011 г.; IV всероссийской конференции по наноматериалам, Москва, 2011 г.; всероссийской молодежной конференции «Машиностроение -традиции и инновации», Томск, 2011 г.; IV международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов», Москва, 2011 г.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликованы 16 печатных научных работ, из них: 8 статей в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК, 8 - в сборниках научных трудов международных и всероссийских конференций.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, заключения и приложения. Основной текст работы изложен на 241 страницах и включает 107 рисунков, 18 таблиц, список литературы из 170 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, описаны основные направления экспериментальных исследований, выполненных в диссертационной работе.

В первом разделе «Повышение механических свойств титана и его сплавов» представлен обзор работ отечественных и зарубежных специалистов по исследуемой проблеме. Описаны структура, механические и физические свойства титана и его сплавов. Дана характеристика процессам, развивающимся при термической обработке и холодной пластической деформации анализируемых материалов. Один из разделов обзора посвящен анализу процессов получения слоистых композиционных материалов сваркой взрывом. На основании данных литературного обзора были сформулированы выводы, послужившие основой для постановки задач исследования.

Во втором разделе «Материалы и методы экспериментальных исследований» описаны исследуемые в работе материалы и условия формирования из них многослойных композиций. Для сварки взрывом использовали пластины технически чистого титана ВТ 1-0 толщиной 1,0; 0,6 и 0,2 мм. Пластины из сплава ВТ23 имели толщину 2,2 мм и находились в двухфазном (a+ß) состоянии. С использованием симметричной параллельной схемы были сварены две-надцатислойные пакеты «ВТ 1-0 - ВТ 1-0». Шестнадцатислойные материалы из пластин технически чистого титана были получены по угловой несимметричной схеме сварки (рис. 1). С использованием параллельной (рис. 2) и угловой симметричных схем сварки взрывом получили семислойные материалы типа

Рис. 1. Схема сварки взрывом 16-слойного композита типа «ВТ 1-0 - ВТ 1-0»

Детонатор

Взрывчатое

вещество

Сталь 20

(фальш-

пяастина)

ВТ23. -f4-'

S=2,2mm

ВУ1-0,

S-О.бмм

¿SJ Змм -

«ВТ1-0 - ВТ23». Во всех случаях в качестве взрывчатого вещества применяли аммонит 6ЖВ.

С целью получения ультрамелкозернистой структуры были реализованы процессы объемного и поверхностного упрочнения. Объемное упрочнение титана осуществляли по технологии ротационной вытяжки трубчатых заготовок с последующим их отжигом. В качестве технологии поверхностного упрочнения использовали обработку пластин высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой.

Структурные исследования выполняли на микроскопах Axio Observer А\т и AxioObserver Zlm, растровом электронном микроскопе EVO 50 XVP и трансмиссионном электронном микроскопе Tecnai G2 20TWIN. Анализ напряженного состояния материала проводили с использованием рентгеновского дифрактометра ARL X'TRA. Твердость композитов оценивали на микротвердомере Wolpert Group 402 MVD. Для проведения прочностных испытаний слоистых материалов использовали установку Instron 3369. Усталостные испытания композитов проводили на установке Instron 8801.

В третьем разделе диссертационной работы «Математическое моделирование процессов, протекающих при высокоскоростном косом соударении пластин» приведены результаты оценки ударно-волновых и тепловых процессов, развивающихся в околошовных зонах при высокоскоростном косом соударении металлических пластин. Математическое моделирование выполнено с использованием программного комплекса AUTODYN 11.0. В качестве анализируемых материалов использовали технически чистый титан и высокопрочный титановый сплав 77-6A1-AV.

Математическое моделирование выполнено для двух пар соединяемых материалов: «титан — титановый сплав» и «титан - титан». Максимальные значения температуры, давления, степени и скорости пластической деформации зафиксированы в метаемых пластинах. Установлено, что во всех случаях максимальная температура нагрева металла в зоне шва (1927...3207 К) превышает температуру плавления титана. Результаты проведенных расчетов свидетельствуют о том, что ширина зоны, нагретой до температур полиморфного превращения, составляет ~ 160...250 мкм. Развитие рекристаллизационных про-

Рис. 2. Схемы получения семислойных композитов типа «ВТ1-0 - ВТ23»

цессов возможно в зоне шириной ~ 210...300 мкм. Ширина зон, в которых развиваются рекристаллизационные процессы и полиморфные превращения, максимальна в случае соударения пластин из чистого титана.

В четвертом разделе «Формирование многослойных композиций «ВТ 1-0 - ВТ1-0» методом сварки взрывом тонколистовых заготовок из технически чистого титана, находящегося в различном структурном состоянии» отражены результаты исследования структуры и механических свойств двенадцати- и шест-надцатислойных сварных соединений. Форма получаемых швов зависит от выбранной схемы сварки взрывом и от технологических режимов, определяющих геометрию и скоростные параметры взаимодействия соединяемых пластин. При сварке пластин, расположенных ближе к слою взрывчатого вещества, образуются швы волнообразной формы. Сварка более удаленных пластин в случае использовании несимметричной схемы установки заготовок сопровождается уменьшением амплитуды и длины волн вплоть до их вырождения.

Формирование 12-слоптюго композита из тонколистового технически чистого титана ВТ 1-0 с использованием симметричной схемы сварки взрывом сопровождается образованием полос локализованного течения (рис. 3, указано стрелками). Наиболее высокой склонностью к образованию полос локализованного течения обладают две центральные пластины титана, что обусловлено удвоением выделяемой энергии при их контакте (по отношению к другим парам взаимодействующих пластин). Максимальная длина полос локализованного течения соизмерима с толщиной соединяемых пластин. При сварке многослойных пакетов из технически чистого титана наиболее рациональной является несимметричная схема сварки, при реализации которой образуется менее дефектный материал.

Характерной особенностью швов, полученных при сварке взрывом титановых заготовок, является наличие резко различающихся по строению зон. Основными из них являются: зоны сформировавшиеся из расплавленного металла, зоны рекристаллизованного материала (рис. 4, указано стрелкой), зоны сильно-деформированных зерен и зоны, имеющие структуру исходного типа. В зависимости от геометрических параметров сварных швов толщина сильнодеформи-рованных слоев, расположенных на безвихревых участках волнообразных границ, составляет ~ 20... 100 мкм. Пластическая деформация зерен а-титана сопро-

Рис. 3. Полосы локализованного течения вблизи гребней волн

Рис. 4. Рекристаллизация титана вблизи вихревых зон

вождается образованием множества двойников линзовидной (рис. 5, б) и пластинчатой (рис. 5, а) формы.

а б

Рис. 5. Тонкая структура сварных швов многослойных пакетов из технически чистого титана ВТ 1-0

Вихревые зоны, формируемые вблизи вершин и впадин волн сварных швов, преимущественно имеют литую структуру с характерным столбчатым строением кристаллитов. Локальный характер нагрева околошовных зон, окруженных холодным материалом, и высокая скорость охлаждения микрообъемов, нагретых при сварке до температур выше температуры полиморфного превращения, способствуют реализации мартенситного превращения и образованию в этих микрообъемах структуры а'-мартенсита (рис. 4, зона М).

При одновременной сварке взрывом тонколистовых заготовок из титана ВТ 1-0 по несимметричной схеме с получением пакетов, содержащих более десяти слоев, следует избегать безволновых режимов, приводящих к образованию прослоек жидкого металла. Соединения со сплошными прямолинейными прослойками, возникшими на месте пленок расплавленного титана, являются наиболее хрупкими (рис. 6). Расслоение материала вдоль этих прослоек приводит к формированию излома без признаков пластической деформации (рис. 7). В центре анализируемых прослоек формируются узкие зоны, отчетливо выявляемые методами химического травления. Механизм их образования предпо-

:: . 1- -. ..... ' И ■ - ■ ...

Ццз;; д.

ввпйе

Рис. 6. Плоские сварные швы в Рис. 7. Поверхность разрушения

многослойных материалах «ВТ 1-0 - многослойного материала вдоль

-ВТ 1-0» прослойки, возникшей на месте

расплавленного материала

ложительно связан с направленной кристаллизацией расплава титана одновременно с двух сторон при отводе тепла в холодные пластины.

Результаты дюрометрических исследований свидетельствуют об относительно слабом повышении микротвердости центральных зон пластин технически чистого титана и о существенном упрочнении материала в зонах сильно-деформированных зерен и в зонах, возникших на месте расплавленных прослоек материала (до ~ 3000 и ~ 5000 МПа, соответственно). В процессе сварки взрывом 16-слойного композита по несимметричной угловой схеме предел прочности титана ВТ 1-0 возрастает на 33 % (от 450 до 600 МПа, рис. 8, а). При этом относительное удлинение снижается с 27 % до 18 %.

Испытания на ударный изгиб композита, сформированного по несимметричной схеме сварки взрывом, свидетельствуют о явной зависимости ударной вязкости от ориентации надреза относительно сваренных пластин рис. 8, б. При испытании 16-слойных образцов, линии надреза на которых параллельны поверхности сопряжения пластин, зафиксирован уровень ударной вязкости (190 Дж/см2), соответствующий исходному титану (185 Дж/см2). На слоистых образцах с поперечным расположением надреза ударная вязкость снижается до 80 Дж/см2.

600 720

450 _

si 285 ■ 330 bits ¡И ш

к ж Ш 1 ■Ц J ;

16-слойный композит

12-слойный

КОМПОЗИТ

200 190 | Р\

150 Ж ^ 100 S ЪС 50

Титан ВТ1-0 1 6-слойный 12-слойный композит композит

а б

Рис. 8. Прочностные свойства (а) и ударная вязкость (б) титана ВТ1-0 в исходном состоянии, 16-слойного и 12-слойного композитов «ВТ1-0 -ВТ1-0»

Эффективным способом объемного упрочнения технически чистого титана является ротационная вытяжка трубчатых заготовок, обеспечивающая повышение плотности дислокаций. Результатом коллективной перестройки дислокационной структуры титана является формирование ячеистых построений диаметром ~ 200...500 нм, а также построений полосового типа (рис. 9). Интенсивная пластическая деформация заготовок трубчатой формы по технологии ротационной вытяжки с обжатием на 50.. .55 % обеспечивает двукратный рост предела прочности (от 390 до 700 МПа, рис. 10, а). Величина относительного удлинения холоднодеформированного титана составляет не менее 10 %. Эффективное решение проблемы снижения внутренних напряжений и хрупкости трубчатых титановых заготовок заключается в их отжиге при 400...450 °С в течение 1 часа (рис. 10, б).

а б

Рис. 9. Тонкое строение технически чистого титана после ротационной вытяжки: а -светлополыюе изображение титана; б - микродифракционная картина того же участка

а б

Рис. 10. Прочностные характеристики титановых труб после ротационной вытяжки (а). Влияние температуры нагрева на микротвердость титана, деформируемого по технологии ротационной вытяжки (б)

При сварке взрывом поверхностные слои титановых пластин с высокой скоростью прогреваются на глубину 200...300 мкм. В этом слое на месте исходной структуры формируется новая зеренно-субзеренная структура с размерами структурных элементов, равными 200...500 нм. Сохранение в титановых заготовках нано- и субмикрокристаллической структуры, предварительно созданной по технологии обработки высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, возможно лишь на глубине, превышающей зону высокотемпературного нагрева титана. Более рационально применение в качестве заготовок для сварки взрывом пластин титана, полученных из труб после холодной ротационной вытяжки со степенью обжатия 50 % и отжига в течение 1 часа при 400...450 °С.

Пятый раздел диссертационной работы «Структура и свойства слоистого материала «ВТ1-0 - ВТ23», сформированного методом сварки взрывом», посвящен анализу структуры и свойств композиций, состоящих из чередующихся разнородных сплавов. Установлено, что одновременная сварка взрывом множества пластин приводит к формированию сварных швов, характеризующихся различной геометрией и структурой. При формировании композитов по несим-

J

метричной схеме наиболее рельефной формой обладают швы, находящиеся на минимальном расстоянии от слоя взрывчатого вещества.

Характерной особенностью сварки взрывом сплавов на основе титана является локализация пластического течения, обусловленная низким коэффициентом теплопроводности этих материалов (рис. 11, а). В процессе высокоскоростного нагружения происходит быстрый нагрев локальных участков деформируемого материала и замедленный отвод тепла. Наличие термически разупрочненных зон препятствует однородности пластического течения титана при его динамическом нагружении. Формирование полос локализованного сдвига приводит к неэффективному исчерпанию запаса пластических свойств титановых сплавов. Результатом такого процесса является формирование зон сильно- и слабодеформированного материала. В процесс интенсивной пластической деформации вовлечено менее 5 % объема пластин из сплава ВТ23.

Анализ формы полос сдвига позволяет воспроизвести последовательность развития процессов пластического течения материалов во времени. Искажение систем полос сдвига, образующих сетку и расположенных в пределах сварных швов волнообразной формы, свидетельствует о том, что этап формирования полос предшествовал возникновению волн (рис. 11, б).

а б

Рис. 11. Полосы локализованного течения в сплаве ВТ23 (указаны стрелками).

Титановый сплав ВТ23 с двухфазной (а+р) структурой является эффективным модельным материалом для изучения процессов пластического течения, имеющих место при сварке взрывом. Изменение формы зерен а- и [3-фазы, видимых в электронном микроскопе в виде светлых и темных микрообъемов, является надежным критерием, характеризующим степень деформации материала (рис. 12). Наличие или отсутствие этих зерен в полосах локализованной пластической деформации свидетельствует об уровне нагрева материала и развитии в его локальных микрообъемах фазовых превращений.

Использование параллельной симметричной схемы сварки взрывом при создании многослойного композита «ВТ 1-0 - ВТ23» позволяет сформировать материал с меньшим количеством полос локализованного течения по сравнению с угловой симметричной схемой сварки, что снижает вероятность преждевременного разрушения материала (рис. 13). Предел прочности и ударная вязкость семислойного материала, полученного по параллельной симметричной

схеме сварки взрывом, на 30 % и 40 % выше по сравнению с композитом, сваренным по угловой симметричной схеме.

в г

Рис. 12. Полосы локализованного пластического течения в пластине ВТ23

а б

Рис. 13. Общий вид семислойных композитов «ВТ1-0 - ВТ23», полученных методом сварки взрывом по угловой (а) и параллельной (б) симметричной схеме

Установлено, что в результате деформационного упрочнения и фазовых превращений, имеющих место при сварке взрывом, микротвердость титана ВТ 1-0 и сплава ВТ23 возрастает. Средний уровень микротвердости упрочненных пластин титана ВТ1-0 и ВТ23 составляет 2550 МПа и 3900 МПа соответственно. В зоне сильнодеформированных зерен титана ВТ1-0 и сплава ВТ23

,2500 мкм,

значения микротвердости достигают 3000 МПа и 4500 МПа (рис. 14). Долговечность слоистой композиции, полученной по параллельной симметричной схеме сварки взрывом, почти в 10 раз превышает долговечность сплава ВТ23, находящегося в отожженном состоянии.

Характер распространения усталостных трещин в процессе малоцикловых испытаний многослойных материалов «ВТ1-0 -ВТ23» имеет ряд принципиальных отличий от процесса разрушения монолитных материалов. Полученные результаты объясняются благоприятным влиянием межслойных границ, при прохождении которых происходит смена траектории и торможение усталостных трещин. Неравномерность развития трещин особо проявляется на сварных швах с большой амплитудой.

Шестой раздел диссертационной работы посвящен апробации результатов экспериментальных исследований. Слоистые композиционные материалы, полученные сваркой взрывом листов титана и титановых сплавов, обладают рядом достоинств, позволяющих применять их в различных отраслях промышленности. Из них могут быть изготовлены емкости для хранения и транспортировки химически агрессивных сред.

По сравнению с традиционными титановыми сплавами процессы усталостного повреждения композиционных материалов развиваются медленнее, что позволяет обеспечить высокие характеристики надежности изделий. Целесообразно применение разработанных материалов для изготовления элементов авиационных конструкций, требующих сочетания высоких показателей сопротивления ударному и усталостному разрушению, высокой удельной прочности и коррозионной стойкости. Формирование на поверхности изделий слоя нелегированного титана обеспечивает высокие показатели биологической инертности и совместимости с живой тканью. При этом использование высокопрочных титановых сплавов позволяет более чем в два раза повысить прочностные характеристики имплантатов.

Результаты работы используются в учебном процессе в Новосибирском государственном техническом университете. Материалы, полученные при выполнении диссертационной работы, отмечены двумя медалями международной промышленной выставки «Машиностроение. Металлообработка. Сварка. Металлургия» (2010 и 2011 гг.).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Сварка взрывом пластин титана ВТ 1-0 и титанового сплава ВТ23 характеризуется особенностями, обусловленными низким коэффициентом теплопроводности материалов. При высокоскоростном нагружении происходит

а

а зооо

I < 11111 Ш (II ВТ23

вт23

Рис. 14. Результаты измерений микротвердости образца в направлении, перпендикулярном плоскости соединения исходных пластин

быстрый нагрев локальных участков деформируемого материала и замедленный отвод тепла. Наличие термически разупрочненных зон является причиной локализации пластического течения и неэффективного исчерпания запаса пластических свойств титановых сплавов.

2. При сварке многослойных пакетов из технически чистого титана наиболее рациональной является несимметричная схема сварки, обеспечивающая получение менее дефектного материала. Формирование 12-слойного материала «ВТ1-0 - ВТ1-0» с использованием симметричной угловой схемы сварки взрывом сопровождается образованием повышенного количества полос локализованного течения. Наиболее высокой склонностью к образованию полос обладают две центральные пластины титана, что обусловлено удвоением выделяемой энергии при их контакте (по отношению к другим парам взаимодействующих пластин). Для швов, формируемых при сварке центральных пластин, характерны волнообразная форма и наиболее высокие значения амплитуды и длины волн.

3. Использование параллельной симметричной схемы сварки взрывом позволяет сформировать многослойный композит «ВТ1-0 - ВТ23» с меньшим количеством полос локализованного течения по сравнению с угловой симметричной схемой сварки. Предел прочности и ударная вязкость семислойного материала, полученного по параллельной симметричной схеме сварки взрывом, на 30 % и 40 % выше по сравнению с композитом, сваренным по угловой симметричной схеме. В условиях малоцикловой усталости долговечность композиции, полученной по параллельной симметричной схеме сварки взрывом, почти на порядок превышает долговечность отожженного сплава ВТ23. Полученные результаты объясняются благоприятным влиянием межслойных границ, при прохождении которых происходит смена траектории и торможение усталостных трещин. Неравномерность развития трещин особо проявляется на сварных швах с большой амплитудой.

4. Сварка взрывом сопровождается высокоскоростным нагревом поверхностных слоев титановых пластин на глубину ~ 200...300 мкм. В пределах этого слоя происходит кардинальное преобразование исходной структуры и формируется зеренно-субзеренная структура с размерами структурных элементов, равными 200...500 нм. Сохранение в титановых заготовках нано- и субмикрокристаллической структуры, предварительно созданной по технологии обработки высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, возможно лишь на глубине, превышающей зону высокотемпературного нагрева титана. Более рационально применение в качестве заготовок для сварки взрывом пластин титана, полученных из трубчатых заготовок после холодной ротационной вытяжки со степенью обжатия 50 % и отжига в течение 1 часа при 400...450 "С.

5. Испытания на ударный изгиб композита, сформированного по несимметричной схеме сварки взрывом, свидетельствуют о явной зависимости ударной вязкости от ориентации надреза относительно сваренных пластин. При нагружении 16-слойных образцов силой, ориентированной перпендикулярно плоскости сопряжения слоев, зафиксирован уровень ударной вязкости (190

Дж/см2), соответствующий исходному титану (185 Дж/см2). При этом предел прочности сварного композита на 33 % выше по сравнению с исходным титаном ВТ1-0. Существенное снижение показателей ударной вязкости при испытании 12-слойного композита, сформированного по симметричной угловой схеме, обусловлено формированием множества протяженных полос локализованного пластического течения.

6. В результате деформационного упрочнения и фазовых превращений, имеющих место при сварке взрывом, микротвердость титана ВТ1-0 и сплава ВТ23 возрастает. Средний уровень микротвердости упрочненных пластин титана ВТ1-0 и ВТ23 составляет 2550 МПа и 3900 МПа, соответственно. В зоне сильнодеформированных зерен титана ВТ 1-0 и сплава ВТ23 значения микротвердости достигают 3000 МПа и 4500 МПа, соответственно. Максимальное значение микротвердости наблюдается в вихревых зонах сварного шва и составляет 6300 МПа.

7. Анализ формы полос сдвига позволяет воспроизвести последовательность развития процессов пластического течения материалов во времени. Полосы, сформировавшиеся на позднем этапе, искажают форму полос, возникших ранее. Искажение всех полос сдвига, образующих сетку и расположенных в пределах сварных швов волнообразной формы, свидетельствует о том, что этап формирования полос предшествовал возникновению волн. Наибольшее число дефектов наблюдается в титановом сплаве ВТ23 в непосредственной близости от сварных швов в окрестностях гребней и впадин волн. В процесс интенсивной пластической деформации вовлечено менее 5 % объема пластин. Самые протяженные полосы локализованного сдвига, расположенные под углом 30° к плоскости сопряжения пластин, зафиксированы в центральной части семи-слойного композиционного материала.

8. Титановый сплав ВТ23 с двухфазной (а+Р) структурой является эффективным модельным материалом для изучения процессов пластического течения, имеющих место при сварке взрывом. Изменение формы зерен а- и р-фазы является надежным критерием, характеризующим степень деформации материала. Наличие или отсутствие этих зерен в полосах локализованной пластической деформации свидетельствует об уровне нагрева материала и развитии в его локальных микрообъемах фазовых превращений.

9. При сварке взрывом тонколистовых заготовок с получением многослойных материалов типа «ВТ1-0 - ВТ1-0» следует избегать безволновых режимов, приводящих к образованию сплошных прослоек жидкого металла. Образующиеся на их месте сварные швы являются особо хрупкими. В центре сплошных прослоек, возникших при кристаллизации расплава, формируются узкие зоны, отчетливо выявляемые методами химического травления. Механизм их образования связан с направленной кристаллизацией расплава титана одновременно с двух сторон при отводе тепла в холодные пластины. Повышенное содержание дефектов, характерное для зоны сопряжения растущих навстречу друг другу кристаллов, может являться причиной охрупчивания материала сварного шва. Данные рентгеноспектрального анализа свидетельствуют о повышенном содержании кислорода в зонах расплава.

10. Вихревые зоны, формируемые вблизи вершин и впадин волн сварных швов, преимущественно имеют литую структуру с характерным столбчатым строением кристаллитов, ориентированных в направлении отвода тепла. Образование структурных построений последнего типа свидетельствует о высокой температуре нагрева титана и сплава ВТ23 в сварных швах. Локальный характер нагрева околошовных зон до температур выше температуры полиморфного превращения и высокая скорость охлаждения микрообъемов за счет теплоотво-да в холодный материал способствуют реализации мартенситного превращения и образованию в этих микрообъемах структуры а'-мартенсита.

11. Для обеспечения повышенных прочностных свойств и биосовместимости при изготовлении изделий медицинского назначения (имплантатов и протезов), длительное время находящихся в контакте с живой тканью, целесообразно применение слоистых композиционных материалов с плакирующими слоями из пластичного чистого титана и центральным слоем из прочного титанового сплава, соединенными между собой сваркой взрывом по параллельной симметричной схеме. Реализация такой схемы исключает высокоскоростной перегиб центрального слоя, обладающего пониженной пластичностью и снижает вероятность образования полос адиабатического сдвига, оказывающих охрупчивающее воздействие на материал.

12. Результаты диссертационной работы используются при реализации учебного процесса по направлению «Материаловедение и технология материалов» и специальности «Материаловедение в машиностроении» в качестве составных частей курсов «Материаловедение», «Технология материалов и покрытий», «Технологические основы производства порошковых материалов и изделий». Материалы, полученные при выполнении диссертационной работы, отмечены серебряной медалью международной промышленной выставки «Машиностроение. Металлообработка. Сварка. Металлургия - 2010 г.» и золотой медалью международной промышленной выставки «Машиностроение. Металлообработка. Сварка. Металлургия - 2011 г.».

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Влияние температуры нагрева на структуру и свойства титана ВТ 1-0 после ротационной вытяжки / Е.Б. Макарова, A.A. Батаев, Т.В. Журавина, И.А. Батаев, Д.В. Павлюкова, A.A. Руктуев // СТИН. 2012, № 4, С. 38-40.

2. Структура и механические свойства многослойных композиционных материалов из титана ВТ 1-0 / И.А. Балаганский, И. А. Батаев, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, В.И. Мали, А. И. Смирнов // Обработка металлов. 2011, № 2, С. 43-45.

3. Неоднородность пластической деформации титановых сплавов при высокоскоростном нагружении в процессе сварки взрывом / Д. В. Павлюкова, И. А. Батаев, В.И. Мали, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, П. С. Ярцев // Обработка металлов. 2011, № 2, С. 46-47.

4. Формирование сваркой взрывом слоистых композиционных материалов из разнородных сталей / И. А. Батаев, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, Д. В. Павлюкова, Д. С. Терентьев // Обработка металлов. 2010, № 1, С. 6-8.

5. Интенсивная пластическая деформация и упрочнение титана в процессе ротационной раскатки труб / И. А. Батаев, З.Б. Батаева, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, Д. В. Павлюкова, А. И. Попелюх, А. А. Руктуев // Обработка металлов. 2010, № 2, С. 32-35.

6. Пластическая деформация и поверхностное упрочнение высокомарганцовистой стали индентором сферической формы, колеблющимся с ультразвуковой частотой. / А. А. Батаев, И. А. Батаев, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, Д. В. Павлюкова, Ю.Н. Ромашова // Деформация и разрушение материалов. 2010, № 4, С. 32-35.

7. Особенности процессов, происходящих при ультразвуковой поверхностной пластической деформации и термической обработке технического железа / А. А. Батаев, В. А. Батаев, И. А. Батаев, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, Д. В. Павлюкова, Ю. Н. Ромашова // Физическая мезомеханика. 2010, Т. 13, № 2, С. 97-101.

8. Особенности поверхностного упрочнения стали Гадфильда при воздействии высокопрочного индентора / В. А. Батаев, И. А. Батаев, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, А. Ю. Огнев, Д. В. Павлюкова, А. М. Теплых // Научный вестник НГТУ. 2010, № 1 (38), С. 181-184.

9. Макарова Е. Б., Великосельская Е. Ю., Прохов Д. П. Структура и свойства композиционных материалов, полученных методом сварки взрывом титановых пластин // Машиностроение - традиции и инновации: сборник трудов Всероссийской молодежной конференции. - Юрга: изд-во Юргинский технологический институт. 2011, С. 238-240.

10. Особенности пластической деформации поверхностных слоев титановых заготовок при сварке взрывом / Павлюкова Д.В., Мали В.И., Батаев A.A., Батаев И.А., Макарова Е.Б. // IV Международная Конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов»: сборник материалов. - М.: изд-во ИМЕТ РАН, 2011. С. 481-483.

11. Макарова Е. Б., Журавина Т. В., Руктуев A.A. Структура и прочностные свойства титана ВТ 1-0 деформированного в холодном состоянии по технологии ротационной вытяжки // Современные технологии: сборник трудов XVII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 3 т. Т. 2 - Томск: изд-во Томский политехнический университет. 2011, С. 181-182.

12. Макарова Е. Б., Голиков А. Ю., Степанова Н. В. Особенности структуры и прочностных свойств титановых труб, полученных в процессе ротационной вытяжки // Труды XII Всероссийской научно-технической конференции «Наука. Промышленность. Оборона» - Новосибирск: изд-во НГТУ. 2011, С. 430-432.

13. Структурные исследования стали 20, подвергнутой сварки взрывом / И. А. Батаев, Е. Д. Головин, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, Д. В. Павлюкова // Наука. Промышленность. Оборона.: труды XI Всероссийской научно-технической конференции. - Новосибирск: изд-во НГТУ. 2010, С. 37-40.

14. Структурные особенности сваренных взрывом листовых заготовок разнородных сталей / И. А. Батаев, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, Д. В. Павлю-

кова, Д. С. Терентьев // Труды всероссийской научно-технической конференции «Наука. Промышленность. Оборона». - Новосибирск: изд-во НГТУ. 2010, С. 4143.

15. Батаев И. А., Макарова Е. Б., Мали В.И. Сварка взрывом тонколистовых пластин из низкоуглеродистой стали 20 // Образования, наука, инновации -вклад молодых исследователей: материалы V (XXXVII) Международной научно-практической конференции. - Кемерово: изд-во ООО «ИНТ». 2010, Вып. 11, Т.2, С. 560-563.

16. Особенности строения соединений, полученных методом сварки взрывом листовых заготовок из низкоуглеродистых сталей / В. А. Батаев, И. А. Батаев, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, В. И. Мали // Материалы 8-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе» - Новосибирск: изд-во НГТУ. 2010, С. 155-158.

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К.Маркса, 20, тел./факс: (383)346-08-57 формат 60x84 1/16, объем 1,25 п.л., тираж 100 экз. заказ № 1247 подписано в печать 14.09.2012 г.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПОВЫШЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ (литературный обзор).

1.1. Титан и его механические свойства.

1.2. Классификация титана и титановых сплавов.

1.3. Области применение титана и его сплавов.

1.4. Способы упрочнения титана и сплавов на его основе.

1.4.1. Легирование титана.

1.4.2. Упрочнение титана и титановых сплавов методами термической обработки.

1.4.3. Особенности холодной пластической деформации титана.

1.4.4. Упрочнение титана методами интенсивной пластической деформации.

1.5. Получение слоистых композиционных материалов на основе титана методом сварки взрывом.

1.6. Выводы.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Материалы исследования.

2.2. Химический анализ исследуемых материалов.

2.3. Методы исследования структуры материалов.

2.3.1. Оптическая металлография.

2.3.2. Растровая электронная микроскопия и микрорентгено-спектральный анализ.

2.3.3. Просвечивающая электронная микроскопия.

2.3.4. Рентгеноструктурные исследования.

2.3.4.1. Исследование фазового состава образцов.

2.3.4.2. Исследование напряженного состояния образцов.

2.4. Оценка механических свойств.

2.4.1. Дюрометрические исследования.

2.4.2. Прочностные испытания.

2.4.3. Испытания на ударную вязкость.

2.4.4. Усталостные испытания.

2.4.5. Адгезионные испытания.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ КОСОМ СОУДАРЕНИИ ПЛАСТИН.

3.1. Постановка задач численного моделирования.

3.2. Константы материалов, используемые в расчетах.

3.3. Соударение двух титановых пластин.

3.4. Соударение пластин из титана и высокопрочного титанового сплава.

3.5. Соударение пластины из высокопрочного титанового сплава с титановой пластиной.

3.6. Выводы.

4. ФОРМИРОВАНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ КОМПОЗИЦИЙ «ВТ 1-0 - ВТ 1-0» МЕТОДОМ СВАРКИ ВЗРЫВОМ ТОНКОЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОГО ТИТАНА, НАХОДЯЩЕГОСЯ В РАЗЛИЧНОМ СТРУКТУРНОМ СОСТОЯНИИ. 8?

4.1. Анализ структурных превращений, происходящих при получении слоистого материала «ВТ 1-0 - ВТ 1-0» методом сварки взрывом.

4.1.1 Особенности строения многослойных материалов, полученных по технологии сварки взрывом тонколистовых титановых заготовок.

4.1.1.1. Макроструктура слоистых композиционных материалов, полученных сваркой взрывом.

4.1.1.2. Микроструктура сваренных взрывом слоистых композиционных материалов.

4.1.1.3. Микротвердость сварных швов в многослойных материалах.

4.1.2. Электронно-микроскопические исследования сварных швов в слоистых материалах из технически чистого титана.

4.2. Определение остаточных напряжений в многослойных материалах, полученных сваркой взрывом.

4.3. Механические свойства слоистых композиционных материалов на основе технически чистого титана.

4.3.1. Прочность слоистых материалов, полученных методом сварки взрывом пластин титана ВТ1-0.

4.3.2. Ударная вязкость многослойных материалов «ВТ1-0-ВТ1-0».

4.3.3. Определение прочности соединения слоев в сварных пакетах «ВТ1-0 - ВТ1-0».

4.3.4. Усталостные испытания многослойных материалов из технически чистого титана.

4.4. Структура и свойства титана ВТ 1-0 после пластической деформации в холодном состоянии.

4.4.1. Структура и свойства трубчатых заготовок из технически чистого титана ВТ 1-0 после ротационной вытяжки.

4.4.2. Влияние температуры отжига на структуру и свойства титана ВТ 1-0 после ротационной вытяжки трубчатых заготовок.

4.5. Поверхностное упрочнение технически чистого титана высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой.

4.5.1. Электронно-микроскопические исследования слоистого композита, полученного сваркой взрывом поверхностно-упрочненных пластин.

4.6. Выводы.

5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СЛОИСТОГО МАТЕРИАЛА «ВТ1-0 -ВТ23», СФОРМИРОВАННОГО МЕТОДОМ СВАРКИ ВЗРЫВОМ.

5.1. Технологические параметры сварки взрывом пластин из титановых сплавов различного химического состава.

5.2. Структурные исследования слоистых композиционных материалов, полученных в процессе сварки взрывом.

5.2.1. Электронно-микроскопические исследования процесса локализации пластической деформации в композиционном материале, сваренном по угловой схеме.

5.2.2. Исследование строения многослойного материала «ВТ1-0 -ВТ23» методом просвечивающей электронной микроскопии.

5.3. Микротвердость сварных швов в композиции «ВТ 1-0 - ВТ23».

5.4. Механические свойства слоистых композитов «ВТ1 -0 - ВТ23».

5.4.1. Прочностные испытания семислойных композитов «ВТ1-0 -ВТ23».

5.4.2. Ударная вязкость слоистых композитов.

5.4.3. Усталостные испытания многослойных материалов «ВТ1-0 -ВТ23».

5.5. Выводы.

6. АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

6.1. Преимущества слоистых композиционных материалов «титан -титан» и «титан - титановый сплав» перед промышленными титановыми сплавами и композиционными материалами на основе титана.

6.2. Перспективы использования композиционных материалов в различных отраслях промышленности.

6.3. Использование результатов работы при реализации учебного процесса.

6.4. Выводы.

Развитие многих отраслей современного производства неразрывно связано с разработкой новых материалов, обладающих высоким комплексом механических свойств. При использовании традиционных технологических процессов далеко не во всех случаях удается получать материалы с требуемым уровнем показателей прочности, надежности и долговечности. В этой связи, как в отечественных, так и в зарубежных лабораториях ведутся исследования по созданию металлических материалов, композитов различного типа, материалов с покрытиями, наноструктурированных материалов, обладающих уровнем свойств, удовлетворяющим требованиям конструкторов, разрабатывающих новые виды изделий.

Один из эффективных путей получения высокопрочных материалов с измельченной зеренной и субзеренной структурой основан на их деформационном упрочнении. В последние годы разрабатываются методы интенсивной пластической деформации, позволяющие формировать нано- и субмикрокристаллическую структуру, обеспечивающую получение высокого комплекса механических свойств различных материалов конструкционного назначения. В основе этих подходов лежат технологии равноканального углового прессования и многократного всестороннего прессования. Важнейшим достоинством этих процессов является возможность двух- трехкратного повышения прочностных свойств. Однако в большинстве случаев одновременно с упрочнением отмечается существенное снижение пластичности обработанных материалов и других показателей, характеризующих надежность изготовленных из них конструкций.

Одна из проблем, характерных для обсуждаемых технологий, заключается в трудности обеспечения однородной нано- либо субмикрокристаллической структуры по всему объему деформируемого материала. Важный недостаток, ограничивающий широкое распространение развиваемых в настоящее время методов интенсивной пластической деформации, связан с их низкой производительностью.

Альтернативой процессам, основанным на интенсивной пластической деформации, могут служить технологии формирования слоистых металлических композиционных материалов, основанные на сварке взрывом тонколистовых заготовок, а также заготовок с предварительно созданной нано-, субмикро-или микрокристаллической структурой. Сварка взрывом широко используется как промышленный способ получения биметаллических материалов. Наиболее весомые результаты достигнуты при использовании взрывных технологий для плакирования заготовок из углеродистых сталей пластинами из аустенитных хромоникелевых сталей.

Примеров использования сварки взрывом для получения многослойных композиционных материалов мало. Специалистами Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН и Новосибирского государственного технического университета разработаны процессы получения слоистых пакетов на базе низкоуглеродистой стали 20 с количеством слоев, превышающим 20. Изучены структура и свойства композитов, полученных путем сварки множества чередующихся пластин из сталей 20 и 12Х18Н10Т. Выполнены эксперименты по сварке взрывом и последующей термической обработке многослойных материалов типа «сталь 20 - сталь 5ХВ2С». Анализ полученных результатов свидетельствует о высокой эффективности технологии формирования многослойных материалов, о возможности одновременного повышения комплекса их прочностных свойств и показателей надежности. Результаты выполненных ранее работ позволяют сделать вывод о том, что целесообразна разработка новых композиционных материалов на базе титана и его сплавов.

Сплавы на основе титана обладают уникальными свойствами, такими как малый удельный вес, высокие прочностные свойства, высокая коррозионная стойкость, биосовместимость. Однако нелегированный титан имеет низкие прочностные характеристики, что затрудняет его использование в качестве конструкционного материала. По этой причине специалисты, занятые разработкой изделий биомедицинского назначения, пытаются решить задачу получения прочных конструкционных материалов на основе титана, которые являются нетоксичными для человеческого организма. Легирование, термическая обработка и интенсивная пластическая деформация являются основными технологическими процессами упрочнения титана и его сплавов. Легирующие элементы резко увеличивает показатели прочности и надежности титана. В то же время большинство легирующих элементов, присутствующих в титановых сплавах, являются токсичными для человеческого организма. По этой причине многие сплавы на основе титана не могут быть использованы в медицине. Термическая обработка титана не обеспечивает высокий комплекс его прочностных свойств. Интенсивной пластической деформацией можно повысить прочность титана и титановых сплавов до значений выше 800 МПа, но при этом резко снижаются показатели пластичности материалов.

Анализ литературных данных и результатов исследований, полученных сотрудниками Института гидродинамики СО РАН, Волгоградского государственного технического университета и Новосибирского государственного технического университета, свидетельствует о возможности существенного повышения комплекса свойств сплавов на основе титана путем создания из них композиций слоистого типа. Предполагается, что материалы такого типа могут эффективно применяться в самолето-, ракето-, автомобиле-, судостроении, химическом машиностроении, медицине.

Важнейшими достоинствами сварки взрывом являются простота подготовки заготовок, возможность получения пакетов больших размеров, отсутствие сложного технологического оборудования, возможность соединения разнородных материалов, плохо свариваемых при использовании термических методов сварки.

Характерной особенностью титана и его сплавов является активное насыщение газами, в первую очередь кислородом, при нагреве материалов, особенно до плавления. При использовании сварки взрывом эта проблема не актуальна. С высоким качеством могут быть соединены пластины титана без какой-либо дополнительной подготовки, что объясняется благоприятным воздействием кумулятивной среды и кумулятивной пелены, эффективно устраняющей загрязнения с поверхностных слоев заготовок. Важным обстоятельством, характеризующим сварку взрывом, является то, что при реализации этого процесса в интенсивно деформируемом материале может быть сформирована структура, оказывающая благоприятное влияние на его прочностные свойства и показатели надежности.

Комплекс механических свойств сваренных взрывом многослойных пакетов в значительной степени определяется структурным состоянием исходных заготовок. Проведенный анализ показал, что предварительное поверхностное и объемное упрочнение титановых заготовок, используемых для сварки взрывом, может быть обеспечено путем формирования нано- и субмикрокристаллической структуры. Получение такой структуры возможно при использовании технологии интенсивной пластической деформации поверхностных слоев листовых заготовок высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, а также технологии ротационной вытяжки трубчатых заготовок. Применение этих технологических процессов в сочетании с последующей сваркой взрывом позволяет в итоге получить структуру, обеспечивающую возможность одновременного повышения прочностных свойств и показателей надежности композиционных материалов.

В качестве метода, обеспечивающего формирование многослойных материалов, в работе использовали сварку взрывом пластин технически чистого титана и титанового сплава ВТ23. Сочетание методов интенсивной пластической деформации и сварки взрывом представляет собой перспективный подход к проблеме формирования слоистых композиционных материалов с повышенным комплексом механических свойств. Работа посвящена реализации этого подхода, изучению структуры и механических свойств, формируемых на различных стадиях анализируемых технологических процессов.

Цель диссертационной работы: повышение комплекса свойств многослойных композиций из технически чистого титана и титанового сплава ВТ23, сформированных сваркой взрывом и изучение процессов структурных преобразований, происходящих при динамическом взаимодействии тонколистовых титановых заготовок.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выявление эффективности объемного упрочнения технически чистого титана посредством ротационной вытяжки трубчатых заготовок и поверхностного упрочнения высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, как методов предварительной подготовки заготовок для сварки взрывом.

2. Изучение процессов локализации пластического течения в титане и двухфазном (а+Р) титановом сплаве ВТ23 при реализации высокоскоростного нагружения.

3. Исследование особенностей структуры и механических свойств многослойных материалов типа «ВТ1-0 - ВТ1-0» и «ВТ1-0 - ВТ23», полученных методом сварки взрывом тонколистовых заготовок.

4. Исследования особенностей статического, динамического и усталостного разрушения многослойных композиций «ВТ 1-0 - ВТ 1-0» и «ВТ 1-0 -ВТ23».

На защиту выносятся

1. Результаты структурных исследований зон сопряжения пластин технически чистого титана и сплава ВТ23, сформированных в процессе сварки взрывом.

2. Результаты исследования структуры и свойств технически чистого титана ВТ 1-0 после ротационной вытяжки трубчатых заготовок и после обработки плоских заготовок высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой.

3. Результаты изучения поведения многослойных материалов из титана ВТ 1-0 и титанового сплава ВТ23 в условиях статического, динамического и циклического нагружения.

4. Результаты математического моделирования процессов деформации и нагрева пластин в слоистых композиционных материалах типа «ВТ1-0 - ВТ1-0» и типа «ВТ 1-0 - ВТ23» в процессе высокоскоростного нагружения.

Научная новизна

1. Для сварки взрывом многослойных пакетов из технически чистого титана предложено применять несимметричную угловую схему, способствующую образованию рациональной структуры материала. Показано, что формирование 12-слойного материала «ВТ1-0 - ВТ1-0» с использованием симметричной параллельной схемы сопровождается появлением повышенного количества полос локализованного течения. Наиболее высокой склонностью к образованию полос обладают две центральные пластины титана, что обусловлено удвоением выделяемой энергии при их контакте по отношению к другим парам взаимодействующих заготовок.

2. Установлено, что формирование эффективной структуры семислойного композита «ВТ1-0 - ВТ23» обеспечивает параллельная симметричная схема сварки взрывом. Предел прочности и ударная вязкость семислойного материала, полученного по параллельной симметричной схеме сварки взрывом, на 30 % и 40 % выше по сравнению с композитом, сваренным по угловой симметричной схеме.

3. Установлено, что сохранение в титановых заготовках нано- и субмикрокристаллической структуры, предварительно созданной по технологии обработки высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, возможно лишь на глубине, превышающей 200 мкм. В качестве заготовок для сварки взрывом предложено использовать пластины титана, полученные из трубчатых заготовок после холодной ротационной вытяжки со степенью обжатия 50 % и отжига в течение 1 часа при 400. .450 °С.

4. Показано, что последовательность развития процессов пластического течения в технически чистом титане и сплаве ВТ23 может быть воспроизведена на основании анализа формы полос локализованного сдвига, возникших при сварке взрывом. Сдвиг, происходящий на позднем этапе, искажает форму полос, возникших ранее. В пределах сварных швов волнообразной формы наблюдаются системы криволинейных полос сдвига Искажение всех полос сдвига, образующих сетку, свидетельствует о том, что этап их формирования предшествовал возникновению волн.

5. Для изучения процессов пластического течения, имеющих место при сварке взрывом, предложено использовать титановый сплав ВТ23 с двухфазной (a+ß) структурой. Показано, что изменение формы зерен а- и ß-фазы является надежным критерием, характеризующим особенности деформации материала. Наличие или отсутствие этих зерен в полосах локализованной пластической деформации свидетельствует об уровне нагрева материала и развитии в его локальных микрообъемах фазовых превращений.

6. Доказано, что при сварке взрывом тонколистовых заготовок с получением многослойных материалов типа «ВТ1-0 - ВТ1-0» следует избегать безволновых режимов, приводящих к образованию сплошных прослоек жидкого металла. Образующиеся на их месте сварные швы являются особо хрупкими. В центре сплошных прослоек, возникших при кристаллизации расплава, обнаружено присутствие узких зон, отчетливо выявляемых методами химического травления. Показано, что механизм их образования связан с направленной кристаллизацией расплава титана одновременно с двух сторон при отводе тепла в холодные пластины. Повышенное содержание дефектов, характерное для зоны сопряжения растущих навстречу друг другу кристаллов, может являться причиной охрупчивания материала сварного шва.

Практическая значимость и реализация результатов работы

1. Экспериментально установлено, что многослойные материалы на основе титана ВТ1-0 и сплава ВТ23, полученные методом сварки взрывом, обладают высоким комплексом механических свойств и могут использоваться в качестве изделий ответственного назначения.

2. На основании проведенных исследований разработаны практические рекомендации по измельчению структуры и повышению комплекса механических свойств технически чистого титана с использованием пластической деформации в холодном состоянии по технологии ротационной вытяжки и ультразвуковой обработки.

3. По результатам структурных исследований и механических испытаний материалов на основе титана разработаны рекомендации по улучшению качества многослойных композиций, изготовленных по технологии сварки взрывом.

4. Результаты проведенных исследований применяются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «Материаловедение в машиностроении», а также бакалавров и магистрантов по направлению «Материаловедение и технологии материалов» в Новосибирском государственном техническом университете.

5. Результаты исследований, полученных при выполнении диссертационной работы, отмечены медалями специализированных международных промышленных выставок «Машиностроение. Металлобработка. Сварка. Металлургия» (1ТЕ Сибирская ярмарка, 2010 и 2011 гг.).

Достоверность результатов

Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивалась применением современных методов изучения структуры и механических свойств многослойных материалов, использованием методов статистической обработки экспериментальных результатов, применением взаимодополняющих методов изучения структуры и механических свойств материалов, сопоставлением результатов физических исследований с данными, полученными в ходе математического моделирования.

Личный вклад автора состоял в формулировании задач, проведении структурных исследований и механических испытаний материалов, проведении математических расчётов, анализе и обобщении экспериментальных данных, поставлении результатов проведенных исследований с имеющимися в литературе данными, формулировании выводов по работе.

Апробация работы

Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались на всероссийской молодежной конференции «Проведение научных исследований в области индустрии наносистем и материалов», г. Белгород, 2009 г.; международной конференции «Нанофизика и наноэлектроника. Мезоскопиче-ские структуры в фундаментальных и прикладных исследованиях», г. Новосибирск, 2010 г.; всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», г. Новосибирск 2010 г.; 8 всероссийской научно-технической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе», г. Новосибирск, 2010 г.; уральских школах металловедов - термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», г. Екатеринбург, 2010 и 2011 г.; V международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Образование, наука, инновации», г. Кемерово, 2010 г.; всероссийских научно-технических конференциях «Наука. Промышленность. Оборона», г. Новосибирск, 2010 и 2011 гг.; международных научно-практических конференциях «Современные техника и технологии», г. Томск, 2010 и 2011 гг.; 9 всероссийской научно-технической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе», г. Новосибирск, 2011 г.; международной конференции по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов, г. Томск, 2011 г.; IV всероссийской конференции по наноматериа-лам, Москва, 2011 г.; всероссийской молодежной конференции «Машиностроение - традиции и инновации», Томск, 2011 г.; IV международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов», Москва, 2011 г.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликованы 16 печатных научных работ, из них: 8 статей в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК, 8 - в сборниках научных трудов международных и всероссийских конференций.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, заключения и приложения. Основной текст работы изложен на 241 страницах и включает 107 рисунков, 18 таблиц, список литературы из 170 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Сварка взрывом пластин титана ВТ1-0 и титанового сплава ВТ23 характеризуется особенностями, обусловленными низким коэффициентом теплопроводности материалов. При высокоскоростном нагружении происходит быстрый нагрев локальных участков деформируемого материала и замедленный отвод тепла. Наличие термически разупрочненных зон является причиной локализации пластического течения и неэффективного исчерпания запаса пластических свойств титановых сплавов.

2. При сварке многослойных пакетов из технически чистого титана наиболее рациональной является несимметричная схема сварки, обеспечивающая получение менее дефектного материала. Формирование 12-слойного материала «ВТ 1-0 - ВТ 1-0» с использованием симметричной угловой схемы сварки взрывом сопровождается образованием повышенного количества полос локализованного течения. Наиболее высокой склонностью к образованию полос обладают две центральные пластины титана, что обусловлено удвоением выделяемой энергии при их контакте (по отношению к другим парам взаимодействующих пластин). Для швов, формируемых при сварке центральных пластин, характерны волнообразная форма и наиболее высокие значения амплитуды и длины волн.

3. Использование параллельной симметричной схемы сварки взрывом позволяет сформировать многослойный композит «ВТ1-0 - ВТ23» с меньшим количеством полос локализованного течения по сравнению с угловой симметричной схемой сварки. Предел прочности и ударная вязкость семислойного материала, полученного по параллельной симметричной схеме сварки взрывом, на 30 % и 40 % выше по сравнению с композитом, сваренным по угловой симметричной схеме. В условиях малоцикловой усталости долговечность композиции, полученной по параллельной симметричной схеме сварки взрывом, почти на порядок превышает долговечность отожженного сплава ВТ23. Полученные результаты объясняются благоприятным влиянием межслойных границ, при прохождении которых происходит смена траектории и торможение усталостных трещин. Неравномерность развития трещин особо проявляется на сварных швах с большой амплитудой.

4. Сварка взрывом сопровождается высокоскоростным нагревом поверхностных слоев титановых пластин на глубину ~ 200.300 мкм. В пределах этого слоя происходит кардинальное преобразование исходной структуры и формируется зеренно-субзеренная структура с размерами структурных элементов, равными 200.500 нм. Сохранение в титановых заготовках нано- и субмикрокристаллической структуры, предварительно созданной по технологии обработки высокопрочным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, возможно лишь на глубине, превышающей зону высокотемпературного нагрева титана. Более рационально применение в качестве заготовок для сварки взрывом пластин титана, полученных из трубчатых заготовок после холодной ротационной вытяжки со степенью обжатия 50 % и отжига в течение 1 часа при 400.450 °С.

5. Испытания на ударный изгиб композита, сформированного по несимметричной схеме сварки взрывом, свидетельствуют о явной зависимости ударной вязкости от ориентации надреза относительно сваренных пластин. При нагружении 16-слойных образцов силой, ориентированной перпендикулярно плоскости сопряжения слоев, зафиксирован уровень ударной вязкости (190

2 2 Дж/см ), соответствующий исходному титану (185 Дж/см ). При этом предел прочности сварного композита на 33 % выше по сравнению с исходным титаном ВТ1-0. Существенное снижение показателей ударной вязкости при испытании 12-слойного композита, сформированного по симметричной угловой схеме, обусловлено формированием множества протяженных полос локализованного пластического течения.

6. В результате деформационного упрочнения и фазовых превращений, имеющих место при сварке взрывом, микротвердость титана ВТ 1-0 и сплава ВТ23 возрастает. Средний уровень микротвердости упрочненных пластин титана ВТ1-0 и ВТ23 составляет 2550 МПа и 3900 МПа, соответственно. В зоне сильнодеформированных зерен титана ВТ1-0 и сплава ВТ23 значения микротвердости достигают 3000 МПа и 4500 МПа, соответственно. Максимальное значение микротвердости наблюдается в вихревых зонах сварного шва и составляет 6300 МПа.

7. Анализ формы полос сдвига позволяет воспроизвести последовательность развития процессов пластического течения материалов во времени. Полосы, сформировавшиеся на позднем этапе, искажают форму полос, возникших ранее. Искажение всех полос сдвига, образующих сетку и расположенных в пределах сварных швов волнообразной формы, свидетельствует о том, что этап формирования полос предшествовал возникновению волн. Наибольшее число дефектов наблюдается в титановом сплаве ВТ23 в непосредственной близости от сварных швов в окрестностях гребней и впадин волн. В процесс интенсивной пластической деформации вовлечено менее 5 % объема пластин. Самые протяженные полосы локализованного сдвига, расположенные под углом 30° к плоскости сопряжения пластин, зафиксированы в центральной части семи-слойного композиционного материала.

8. Титановый сплав ВТ23 с двухфазной (а+Р) структурой является эффективным модельным материалом для изучения процессов пластического течения, имеющих место при сварке взрывом. Изменение формы зерен а- и (3-фазы является надежным критерием, характеризующим степень деформации материала. Наличие или отсутствие этих зерен в полосах локализованной пластической деформации свидетельствует об уровне нагрева материала и развитии в его локальных микрообъемах фазовых превращений.

9. При сварке взрывом тонколистовых заготовок с получением многослойных материалов типа «ВТ 1-0 - ВТ 1-0» следует избегать безволновых режимов, приводящих к образованию сплошных прослоек жидкого металла. Образующиеся на их месте сварные швы являются особо хрупкими. В центре сплошных прослоек, возникших при кристаллизации расплава, формируются узкие зоны, отчетливо выявляемые методами химического травления. Механизм их образования связан с направленной кристаллизацией расплава титана одновременное двух сторон при отводе тепла в холодные пластины. Повышенное содержание дефектов, характерное для зоны сопряжения растущих навстречу друг другу кристаллов, может являться причиной охрупчивания материала сварного шва. Данные рентгеноспектрального анализа свидетельствуют о повышенном содержании кислорода в зонах расплава.

10. Вихревые зоны, формируемые вблизи вершин и впадин волн сварных швов, преимущественно имеют литую структуру с характерным столбчатым строением кристаллитов, ориентированных в направлении отвода тепла. Образование структурных построений последнего типа свидетельствует о высокой температуре нагрева титана и сплава ВТ23 в сварных швах. Локальный характер нагрева околошовных зон до температур выше температуры полиморфного превращения и высокая скорость охлаждения микрообъемов за счет теплоотво-да в холодный материал способствуют реализации мартенситного превращения и образованию в этих микрообъемах структуры а'-мартенсита.

11. Для обеспечения повышенных прочностных свойств и биосовместимости при изготовлении изделий медицинского назначения (имплантатов и протезов), длительное время находящихся в контакте с живой тканью, целесообразно применение слоистых композиционных материалов с плакирующими слоями из пластичного чистого титана и центральным слоем из прочного титанового сплава, соединенными между собой сваркой взрывом по параллельной симметричной схеме. Реализация такой схемы исключает высокоскоростной перегиб центрального слоя, обладающего пониженной пластичностью и снижает вероятность образования полос адиабатического сдвига, оказывающих ох-рупчивающее воздействие на материал.

12. Результаты диссертационной работы используются при реализации учебного процесса по направлению «Материаловедение и технология материалов» и специальности «Материаловедение в машиностроении» в качестве составных частей курсов «Материаловедение», «Технология материалов и покрытий», «Технологические основы производства порошковых материалов и изделий». Материалы, полученные при выполнении диссертационной работы, отмечены серебряной медалью международной промышленной выставки «Машиностроение. Металлообработка. Сварка. Металлургия - 2010 г.» и золотой медалью международной промышленной выставки «Машиностроение. Металлообработка. Сварка. Металлургия - 2011 г.».

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

2. Муравьев В. И., Бахматов П. В., Долотов Б. И. Обеспечение надежности конструкций из титановых сплавов. М. : Эком, 2009. 752 с.

3. Колачев Б. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М. : МИСИС, 2001. 416 с.

4. Арзамасов Б. Н., Макарова В. И., Мухин Г. Г. Материаловедение : учеб. для вузов. 5-е изд., стер. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. 648 с.

5. Гордиенко А. И., Шипко А. А. Структурные и фазовые превращения в титановых сплавах при быстром нагреве. Минск : Наука и техника, 1983. 336 с.

6. Металлы и сплавы : справочник / В. К. Афонин, Б. С. Ермакова, Е. Л. Лебедев, Е. И. Пряхин и др. СПб. : Профессионал : Мир и Семья, 2006. 1090 с.

7. Колачев Б. А. Физическое металловедение титана. М. : Металлургия, 1976. 184 с.

8. Зубков Л. Б. Космический металл: все о титане. М. : Наука, 1987. 128с.

9. Лазарев Э. М., Корнилова 3. М., Федорчук Н. М. Окисление титановых сплавов. М. : Наука, 1985. 140 с.

10. Колачев Б. А., Габидуллин Р. М., Пигузов Ю. В. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов. М. : Металлургия, 1980. 280 с.

11. Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов / Н. Ф. Анош-кин, Г. А. Бочвар, В. А. Ливанов, И. С. Полькин, В. Н. Моисеев. М. : Металлургия, 1980. 464 с.

12. Чечулин Б. Б. Титановые сплавы в машиностроении. Л. : Машиностроение, 1977. 248 с.

13. Абковиц С., Бурке Дж., Хильц Р. Титан в промышленности. М. : Обо-ронгиз, 1957. 145 с.

14. Liitjering G., Williams J. C. Titanium (Engineering Materials and Processes). Berlin : Springer, 2007. 442 p.

15. Biomedical applications of titanium and its alloys / C. N. Elias, J. H. C. Lima, R. Valiev, M. A. Meyers // Journal of the Minerals, Metals and Materials Society. 2008. Vol. 60, № 3. P. 46-49.

16. Souto R. M., Burstein G. T. A preliminary investigation into the microscopic depassivation of passive titanium implant materials in vitro // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 1996. Vol. 7, № 6. P. 337-343.

17. Characterization of surface oxide films on titanium and bioactivity / B. Feng, J. Y. Chen, S. K. Qi, L. He, J. Z. Zhao, X. D. Zhang II Journal of Material Science: Materials in Medicine. 2002. Vol. 13, № 5. P. 457-464.

18. Practice of intramedullary locked nails: new developments in techniques and applications / K. Leung, G. Taglang, R. Schnettler, V. Alt, H. Haarman, H. Seidel, I Kempf. Berlin : Springer, 2006. 320p.

19. Колобов Ю. P. Технологии формирования структуры и свойств титановых сплавов для медицинских имплантатов с биоактивными покрытиями // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4, № 11-12. С. 69-81.

20. Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. М. : Машиностроение, 1964. 493 с.

21. Тушинский Л. И. Структурная теория конструктивной прочности материалов. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2004. 400 с.

22. Бернштейн М. Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. М. : Металлургия, 1968. Т. 2. 570 с.

23. Глазунов С. Г. Жаропрочные сплавы на основе титана. М. : Оборон-гиз, 1958. 77 с.

24. Моисеев В. Н. Основные предпосылки создания высокопрочных титановых сплавов с a+p-структурой путем легирования и термической обработки // Металловедение титана. М. : Наука, 1964. С. 147-150.

25. Меркулова Г. А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов : учеб. пособие. Красноярск, 2008. 312 с.

26. Вульф Б. К. Термическая обработка титановых сплавов. М. : Металлургия, 1969. 374 с.

27. Предводителев А. А., Троицкий О. А. Дислокации и точечные дефекты в гексагональных металлах. М. : Атомиздат, 1973. 200 с.

28. Orava R. N., Stone G., Conrad H. The effects of temperature and strain rate on the yield and flow stresses of a-Titanium // Transactions Quarterly. 1966. Vol. 59, №2. P. 171-184.

29. Paton N. E., Backofen W A. Plastic deformation of titanium at elevated temperatures // Metallurgical and Materials Transactions. B. 1970. Vol. 1, № 10. P. 2839-2847.

30. Полухин П. И., Горелик С. С., Воронцов В. К. Физические основы пластической деформации. М. : Металлургия, 1982. 584 с.

31. Бриджмен П. У. Исследования больших пластических деформаций и разрыва. Влияние высокого гидростатического давления на механические свойства. М. : Либроком, 2010. 446 с.

32. Валиев Р. 3., Александров И. В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М. : Логос, 2000. 272 с.

33. Пластическая обработка металлов простым сдвигом / В. М. Сегал, В. И. Резников, А. Е. Дробышевский, В. И. Копылов // Изв. АН СССР. Металлы. 1981. № 1. С. 115-123.

34. Будилов И. Н., Лукащук Ю. В. Анализ деформированного состояния заготовок из титана при равноканальном угловом прессовании и влияние многопроходное™ // Вестн. Уфим. гос. авиац. техн. ун-та. 2006. Т. 8, № 5. С. 7-10.

35. Валиев Р. 3. Развитие равноканального углового прессования для получения ультрамелкозернистых металлов и сплавов // Металлы. 2004. № 1. С. 15-22.

36. Объемные наноструктурные материалы и сплавы с уникальными механическими свойствами для перспективных применений / Р. 3. Валиев, Д. В. Гундеров, М. Ю. Мурашкин, И. П. Семенова // Вестн. Уфим. гос. авиац. техн. ун-та. 2006. Т. 7, № 3. С. 23-34.

37. Особенности локализации деформации и механического поведения титана ВТ1-0 в различных структурных состояниях / А. В. Панин, В. Е. Панин, Ю. И. Почивалов и др. // Физическая мезомеханика. 2002. Т. 5, № 4. С. 73-84.

38. Влияние состояния поверхности субмикрокристаллических титана и а-железа на их деформацию и механические свойства / А. В. Панин, В. Е. Панин, И. П. Чернов и др. // Физическая мезомеханика. 2001. Т. 4, № 6. С. 87-94.

39. Александров И. В., Ситдиков В. Д., Бонарски Я. Т. Эволюция кристаллографической текстуры в технически чистом титане, подвергнутом равно-канально-угловому прессованию // Вестн. Уфим. гос. авиац. техн. ун-та. 2009. Т. 12, №2. С. 76-82.

40. Структура и деформационное поведение субмикрокристаллического титана при ползучести / Г. П. Грабовецкая, JI. В. Чернова, Ю. Р. Колобов, Н. В. Гирсова // Физическая мезомеханика. 2002. Т. 5, № 6. С. 87-94.

41. Деформационное поведение и локализация пластической деформации на мезо- и макромасштабном уровнях в субмикрокристаллическом титане / Е. Ф. Дударев, Г. П. Бакач, Г. П. Грабовецкая и др. // Физическая мезомеханика. 2001. Т. 4, № 1.С. 97-104.

42. Деформационное поведение и разрушение субмикрокристаллического титана при циклическом нагружении / О. А. Кашин, Е. Ф. Дударев, Ю. Р. Колобов и др. // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Серия «Физ.-мат. науки». 2004. Вып. 27. С. 130-134.

43. Москаленко В. А., Смирнов А. Р. Нанокристаллический титан, полученный криомеханическим методом: микроструктура и механические свойства // Физика низких температур. 2009. Т. 35, № 4. С. 1160-1164.

44. Исследование наноструктуры титана, деформированного при низких температурах / И. С. Брауде, Н. Н. Гальцов, В. А. Москаленко, А. Р. Смирнов // Физика низких температур. 2011. Т. 37, № 12. С. 1307-1314.

45. Микромеханические свойства нанокристаллического титана, полученного криопрокаткой / JI. С. Фоменко, А. В. Русакова, С. В. Лубенец, В. А. Москаленко // Физика низких температур. 2010. Т. 36, № 7. С. 809-818.

46. Microstructure and microtexture of highly cold-rolled commercially pure titanium / N. Bozzolo, N. Dewobroto, H. R. Wenk, F. Wagner // Journal of Materials Science. 2007. Vol. 42, № 7. P. 2405-2416.

47. Microstructure evolution and nanogram formation during shear localization in cold-rolled titanium / D. K. Yang, P. Cizek, P. D. Hodgson, С. E. Wen // Acta Materialia. 2010. Vol. 58, iss. 13. P. 4536-4548.

48. Наноструктурный титан биомедицинского назначения / Ю. П. Шарке-ев, А. Д. Братчиков, Ю. Р. Колобов, А. Ю. Ерошенко, Е. В. Легостаева // Физическая мезомеханика. 2004. Т. 7, № S 2. С. 107-110.

49. Структура и механические свойства наноструктурного титана после дорекристаллизационных отжигов / Ю. П. Шаркеев, А. Ю. Ерошенко, А. Д. Братчиков и др. // Физическая мезомеханика. 2005. Т. 8, № S. С. 91-94.

50. Закономерности формирования субмикрокристаллических структур в титане, подвергнутом пластическому деформированию по различным схемам / Ю. П. Шаркеев, В. А. Кукареко, А. Ю. Ерошенко и др. // Физическая мезомеханика. 2006. Т. 9, № S. С. 129-132.

51. Цвиккер У. Титан и его сплавы. М. : Металлургия, 1979. 512 с.

52. Батаева 3. Б. Повышение конструктивной прочности низкоуглеродистых сталей путем формирования анизотропной гетерофазной структуры в условиях горячей и холодной пластической деформации : дис. . канд. техн. наук : 05.16.01 / Новосибирск, 2003. 206 с.

53. Батаев И. А. Структура и механические свойства многослойных материалов, сформированных по технологии сварки взрывом тонколистовых заготовок из низкоуглеродистой стали : дис. . канд. техн. наук : 05.16.09 / Новосибирск, 2010. 231 с.

54. Обработка металлов взрывом / А. В. Крупин, В. Я. Соловьев, Г. С. Попов, М. Р. Кръстев. М. : Металлургия, 1991. 496 с.

55. Захаренко И. Д. Сварка металлов взрывом. Минск : Наука и техника, 1990. 205 с.

56. Дерибас А. А. Физика упрочнения и сварки взрывом. Новосибирск : Наука, 1980. 221 с.

57. Конон Ю. А., Первухин Л. Б., Чудновский А. Д. Сварка взрывом. М. : Машиностроение, 1987. 216 с.

58. Кудинов В. М., Коротеев А. Я. Сварка взрывом в металлургии. М. : Металлургия, 1978. 168 с.

59. Мейерса М. А. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов : пер. с англ. / под ред.: М. А. Мейерса, Л. Е. Мура. М. : Металлургия, 1984. 512 с.

60. Рябкин Д. М., Рябов В. Р., Гуревич С. М. Сварка разнородных металлов. Киев : Техшка, 1975. 208 с.

61. Трыков Ю. П., Шморгун В. Г., Гуревич Л. М. Титан-сталь: от биметалла до интерметаллидных композитов // Изв. Волгоград, гос. техн. ун-та. 2008. № 2. С. 5-14.

62. Формирование структуры в многослойных соединениях титана со сталями с различным содержанием углерода после высокотемпературных нагревов/ В. Г. Шморгун, Ю. П. Трыков, Д. Ю. Донцов, О. В. Слаутин // Изв. Волгоград. гос. техн. ун-та. 2009. № 3. С. 23-26.

63. Основные закономерности температурно-временных условий обработки сваренных взрывом титано-стальных биметаллов/ В. И. Лысак, Н. Н. Казак, Ю. П. Трыков, В. Н. Корнеев // Применение энергии взрыва в сварочной технике. Киев, 1985. С. 129-133.

64. Плакирование стали взрывом /А. С. Гельман, А. Д. Чудновский, Б. Д. Цемахович, И. Л. Харина. М. : Машиностроение, 1978. 191 с.

65. Седых В. С. Изменение структуры и свойств сваренного взрывом композиционного материала титан-сталь под действием нагревов // Сваркавзрывом и свойства сварных соединений : межвуз. сб. науч. трудов. Волгоград, 1995. С. 46-63.

66. Седых В. С., Казак Н. Н. Сварка взрывом и свойства сварных соединений. М. : Машиностроение, 1971. 70 с.

67. Лысак В. И., Кузьмин С. В. Сварка взрывом. М. : Машиностроение, 2005. 544 с.

68. Деформация металлов взрывом / А. В. Крупин, В. Я. Соловтев, Н. И. Шевтель, А. Г. Кобелев. М. : Металлургия, 1976. 416 с.

69. Казак Н. Н. О микронеоднородности соединения при сварке взрывом : дис. . канд. техн. наук / Волгоград, политех, институт. Волгоград, 1968. 278 с.

70. Трыков Ю. П., Ярошенко А. П., Слаутин О. В. Структура и свойства композита титан-сталь с интерметаллидными слоями // Изв. Волгоград, гос. техн. ун-та. 2007. № 5. С. 31-33.

71. Akbari Mousav S. A. A., Al-Hassani S. Т. S., Atkins A. G. Bond strength of explosively welded specimens // Materials & Design. 2008. Vol. 29, iss. 7. P. 13341352.

72. Akbari Mousav S. A. A., Farhadi Sartangi P. Effect of post-weld heat treatment on the interface microstructure of explosively welded titanium-stainless stee composite // Materials Science and Engineering. A. 2008. Vol. 494, № 1-2. P. 329-336.

73. Akbari Mousav S. A. A., Farhadi Sartangi P. Experimental investigation of explosive welding of ср-titanium/AISI 304 stainless steel // Materials Design. 2009. Vol. 30, iss. 3. P. 459-468.

74. Ghosh M., Chatterjее S. Characterization of transition joints of commercially pure titanium to 304 stainless steel // Materials Characterization. 2002. Vol. 48, iss. 5. P. 393-399.

75. Corrosion and microstructural aspects of dissimilar joints of titanium and type 304L stainless steel / U. Kamachi Mudali, В. M. Ananda Rao, K. Shanmugam, R. Natarajan, B. Raj // Journal of Nuclear Materials. 2003. Vol. 321, iss. 1. P. 40^18.

76. Hierarchical microstructure of explosive joints: Example of titanium to steel cladding / J. Songa, A. Kostka, M. Veehmayer, D. Raabe // Materials Science and Engineering. A. 2011. Vol. 528. P. 2641-2647.

77. Влияние состава атмосферы на образование соединения титана со сталью при сварке взрывом / О. JI. Первухина, А. А. Бердыченко, JI. Б. Первухин, Д. В. Олейников// Изв. Волгоград, гос. техн. ун-та. 2006. № 9. С. 51-54.

78. Бердыченко А. А., Первухин JI. Б Теоретические основы технологии сварки взрывом в среде защитных газов // Сварка взрывом и свойства сварных соединений : межвуз. сб. науч. тр. Волгоград, 2002. С. 114-151.

79. О возможном возгорании выбрасываемых в зазор частиц при сварке титана взрывом / А. А. Бердыченко, Б. С. Злобин, JI. Б. Первухин, А. А. Штер-цер // Физика горения и взрыва. 2003. № 2. С. 128-136.

80. Бердыченко А. А., Первухин JI. Б., Олейников Д. В. Возможность протекания СВС-процесса в виде теплового взрыва в сварочном зазоре на примере титана // Изв. Волгоград, гос. техн. ун-та. 2004. № 6. С. 65-70.

81. Бердыченко А. А. Особенности структуры сварного соединения ти-тан+титан, полученного сваркой взрывом в среде воздуха и защитных газов // Вестн. Том. гос. ун-та. Композиционные материалы специального назначения. 2006. № 86. С. ЗЗ^Ю.

82. Хаммершмидт М., Крейе X. Микроструктура и механизм образования соединения при сварке взрывом // Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов : пер. с англ. / под ред.: М. А. Мейерса, JI. Е. Мурра. М. : Металлургия, 1974. С. 447-456.

83. Dor-Ram Y., Weiss B. Z., Komem Y. Explosive cladding of Cu/Cu systems: an electron microscopy study and a thermomechanical model // Acta Metallurgica. 1979. Vol. 27, iss. 9. P. 1417-1429.

84. Практические методы в электронной микроскопии / под ред. О. М. Глоэра ; пер. с англ. под ред. В. Н. Верцнера. J1. : Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1980. 375 с.

85. Брандон Д., Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля. М. : Техносфера, 2006. 384 с.

86. ГОСТ Р 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. Введ. 1986-01-01. М. : Изд-во стандартов, 1987. 37 с.

87. ГОСТ Р 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. Введ. 1979-01-01. М. : Изд-во стандартов, 1994. 14 с.

88. Павлюкова Д. В. Структура и механические свойства слоистых материалов на основе титана и алюминия, полученных по технологии сварки взрывом и дополнительной термической обработки : дис. . канд. техн. наук : 05.16.09 / Новосибирск, 2011. 237 с.

89. Johnson G. R., Cook W. Н. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures II Proceedings of the 7 International Symposium on Ballistics. Hague, 1983. Vol. 547. P. 541-547.

90. Орленко Л. П. Физика взрыва. М. : Физматлит, 2002. 832 с.

91. Akbari Mousav S. A. A., Shahab A. R., Mastoori М. Computational study of ti-6al-4v flow behaviors during the twist extrusion process // Materials and Design. 2008. Vol. 29, № 7. P. 1316-1329.

92. Hussain Т., McCartney D. G., Shipway P. H. Impact phenomena in cold-spraying of titanium onto vari ous ferrous alloys // Surface and Coatings Technology 2011. Vol. 205, iss. 21-22. P. 5021-5027.

93. Высокоскоростная деформация титана при динамической канально-угловом прессовании / В. И. Зельдович, Е. В. Шорохов, Н. Ю. Фролова и др. // Физика металлов и металловедение. 2008. Т. 105, № 4, С. 431-437.

94. Формирование сваркой взрывом слоистых композиционных материалов из разнородных сталей / И. А. Батаев, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, Д. В. Павлюкова, Д. С. Терентьев // Обработка металлов. Технология. Оборудование. Инструменты. 2010, №1, С.6-8.

95. Гуляев А. П. Металловедение. : учеб. для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М. : Металлургия, 1986. 544 с.

96. Производство слоистых композиционных материалов / А. Г. Кобе-лев, В. И. Лысак, В. Н. Чернышев и др.. М. : Интермет Инжиниринг, 2002. 496 с.

97. Условия и причины возникновения в соединении трещин типа «елочка» / Б. Д. Цемахович, Л. Б. Первухин, Ю. И. Апаликов, А. С. Гельман // Труды АНИТИМ «Сварка взрывом». Барнаул, 1972. С. 21-30.

98. Peculiarities of weld seams and adjacent zones structures formed in process of explosive welding of sheet steel plates /1. A. Bataev, A. A. Bataev, V. I.

99. Mali, M. A. Esikov, V. А. Вataev // Materials Science Forum. 2011. Vol. 673. P. 95100.

100. Бердыченко А. А. Структурные изменения титана при образовании сварного соединения сваркой взрывом // Изв. Волгоград, гос. техн. ун-та. 2008. № 3. С. 57-67.

101. Покатаев Е. П., Трыков Ю. П., Храпов А. А. Остаточные напряжения в соединениях, полученных сваркой взрывом // Сварочное производство. 1972. № 9. С. 10-12.

102. Покатаев Е. П. Исследование остаточных напряжений в сваренных взрывом композиционных соединениях : дис. . канд. техн. наук / Волгоград, политехи, ин-т. Волгоград, 1976. 207 с.

103. Покатаев Е. П., Трыков Ю. П. Особенности образования остаточных напряжений при сварке взрывом // Сварочное производство. 1978. № 3. С. 1012.

104. Покатаев Е. П., Тарабрин Г. Т., Трыков Ю. П. Расчет остаточных напряжений в сваренных взрывом пластинах // Сварка взрывом и свойства сварных соединений : межвуз. сб. науч. трудов. Волгоград, 1974. Вып. 1. С. 85-96.

105. Joshi V. A. Titanium alloys: an atlas of structures and fracture features. Bocton : Taylor & Francis Group, 2006. 248 p.

106. Синтез и свойства слоистых композитов системы Ti-Al с интерми-таллидной прослойкой / А. М. Пацелов, В. В. Рыбин, Б. А. Гринберг и др. // Деформация и разрушение материалов. 2010. № 6. С. 27-31.

107. Золоторевский В. С. Механические свойства металлов. М. : МИСИС, 1998. 398 с.

108. Энгель Л., Клингеле Г. Растровая электронная микроскопия. Разрушение : справочник : пер. с нем. М. : Металлургия, 1986. 232 с.

109. Школьник Л. М. Методика усталостных испытаний : справочник. М. : Металлургия, 1978. 304 с.

110. Ярема С. Я., Мельничок JI. С., Попов Б. А. Аналитическое описание диаграмм усталостного разрушения по участкам // Физико-химическая механика материалов. 1982. Т. 18, № 6. С. 56-58.

111. Горицкий В. М., Терентьев В. Ф. Структура и усталостное разрушение металов. М. : Металлургия, 1980. 207 с.

112. Иванов В. С., Терентьев В. Ф. Природа усталости металлов. М. : Металлургия, 1975. 455 с.

113. Трегубов В. И. Ротационная вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из труб на специализированном оборудовании. Тула, 2002. 148 с.

114. Юдин JI. Г., Яковлев С. П. Ротационная вытяжка цилиндрических оболочек. М. : Машиностроение, 1984. 128 с.

115. Влияние температуры нагрева на структуру и свойства титана ВТ1-0 после ротационной вытяжки / Е.Б. Макарова, A.A. Батаев, Т.В. Журавина, И.А. Батаев, Д.В. Павлюкова, A.A. Руктуев // СТИП Станки Инструменты. 2012, №4, С. 38-40.

116. Муханов И. И., Голубев Ю. М. Поверхностный слой стальных деталей машин после ультразвуковой чистовой и упрочняющей обработки // Металловедение и термическая обработка металлов. 1969. № 9. С. 29-32.

117. Муханов И. И. Импульсная упрочняющечистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. М. : Машиностроение, 1978. 44 с.

118. Муханов И. И. Ультразвуковая упрочняющечистовая обработка стали и чугуна // Вестник машиностроения. 1968. № 6. С. 64-66.

119. Алехин В. П., Алехин О. В. Нанотехнологии поверхностной упрочняющей и финишной обработки деталей из конструкционных и инструментальных сталей // Машиностроение и инженерное образование. 2007, № 4. С. 213.

120. Особенности поверхностного упрочнения стали Гадфильда при воздействии высокопрочного индентора / В. А. Батаев, И. А. Батаев, Т. В. Журавина, Е. Б. Макарова, А. Ю. Огнев, Д. В. Павлюкова, А. М. Теплых // Научный вестник НГТУ. 2010, №1 (38). С. 181-184.

121. Федчишин О. В., Трофимов В. В., Клименов В. А. Формирование и свойства оксидных покрытий, нанесенных механическим способом на титан ВТ1-0, обработанный ультразвуком // Сибирский медицинский журнал. 2009. № 7. С. 120-122.

122. Федчишин О. В., Трофимов В. В., Клименов В. А. Влияние ультразвуковой обработки на структуру и физико-механические свойства титана ВТ1-0 // Сибирский медицинский журнал. 2009. № 6. С. 189-192.

123. Кретова О. М., Казаченок М. С. Методы поверхностного упрочнения технического титана ВТ1-0 // Перспективы развития фундаментальных наук :тр. 5 междунар. конф. студентов и молодых ученых. Томск : Изд-во Том. политехи. ун-та, 2008. С. 47^8.

124. Гордополов Ю. А., Дремин А. Н., Михайлов А. Н. Экспериментальное определение зависимости длины волны от угла соударения в процессе сварки металлов взрывом // Физика горения и взрыва. 1976. Т. 12, № 4. С. 601— 605.

125. Дерибас А. А., Кудинов В. М., Матвеенков Ф. И. Влияние начальных параметров на процесс волнообразования при сварке металлов взрывом // Физика горения и взрыва. 1967. Т. 3, № 4. С. 561-568.

126. Кузьмин Г. Е., Симонов В. А., Яковлев В. И. Зависимость параметров волн при сварке взрывом от фазы разгона метаемой пластины // Физика горения и взрыва. 1976. Т. 12, № 3. С. 458^61.

127. О моделировании процесса волнообразования при сварке взрывом / А. А. Дерибас, В. М. Кудинов, Ф. И. Матвеенков, В. А. Симонов // Физика горения и взрыва. 1968. Т. 4, № 1. С. 100-107.

128. Bahrani A. S., Cross land В. Explosive welding and cladding: an introductory survey and preliminary results // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. 1964. Vol. 179, № I. P. 264-305.

129. Kowalick J. F., Hay D. R. A mechanism of explosive bonding // Metallurgical and Materials Transactions. B. 1971. Vol. 2, № 7. P. 1953-1958.

130. Mckee F., Cross land B. Further experiments on the mechanism of explosive welding // Proceedings 5 international conference of high energy rate fabrication. Denver, 1975. P. 4.3.1^.3.14.

131. Хореев А.И. Теория и практика создания современных титановых сплавов для перспективных конструкций/ А.И. Хореев// Технология машиностроения. 2007. №12 (66) - с.5-12.

132. Глазунов С. Г., Моисеев В. Н. Конструкционные титановые сплавы. М. : Металлургия, 1974. 367 с.

133. Применение титана в промышленности : сб. ст. М. : Цветметинфор-мация, 1970. Вып. 2. 112 с.

134. Галицкий Б. А., Абелев М. М., Шварц Г. Л. Титан и его сплавы в химической промышленности. М. : Машиностроение, 1968. 282 с.

135. Корнилов И. И., Заикин Ю. К., Важенин С. Ф. Перспективы применения титановых сплавов для деталей дизельных и автомобильных двигателей // Применение титана в промышленности. М. : Цветметинформация, 1970. Вып. 1. С. 31-36.

136. Кручер Г. Н. Производство и применение титановых полуфабрикатов за рубежом. М. : Цветметинформация, 1966. 126 с.

137. Titanium and titanium alloys: fundamentals and applications / ed.: C. Leyens, M. Peters. Wiley-VCH Verlag GmbH, 2003. 532 p. (Advances in electrochemical sciences and engineering series).

138. Titanium in the family automobile: the cost challenge / F. H. Froes, H. Friedrich, J. Kiese, D. Bergoint II Journal of the Minerals, Metals and Materials Society (JOM). 2004. Vol. 56, № 2. P. 40^4.

139. Hartman A. D., Gerdemann S. J., Hansen J. S. Producing lower-cost titanium for automotive applications // Journal of the Minerals, Metals and Materials Society (JOM). 1998. Vol. 50, № 9. P. 16-19.

140. Roncone K. A conversation with titanium suppliers and end users // Journal of the Minerals, Metals and Materials Society (JOM). 2005. Vol. 57, № 3. P. 1113.

141. Boyer R. R. Attributes, characteristics and applications of titanium and its alloys // Journal of the Minerals, Metals and Materials Society (JOM). 2010. Vol. 62, № 5. P. 22-24.

142. Шабуров H. П., Важенин С. Ф., Колобов Г. А. Пути расширения применения титанового оборудования в цветной металлургии // Применение титана в промышленности. М. : Цветметинформация, 1970. Вып. 2. С. 5-19.