автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Термическая обработка в смеси аргона с азотом тонкостенных оболочковых конструкций из сплава ВТ6

На правах рукописи

ПЕШКОВ Алексей Владимирович;

у

□03053018

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА В СМЕСИ АРГОНА С АЗОТОМ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СПЛАВА ВТ6

Специальность: 05.16.01 - Металловедение и термическая

обработка металлов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск-2007

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Петренко Владимир Романович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гадалов Владимир Николаевич;

доктор технических наук, профессор Колмыков Валерий Иванович

Ведущая организация

Воронежское акционерное самолётостроительное общество

Защита состоится «21» марта 2007 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.105.01 Курского государственного технического университета по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курского государственного технического университета.

Автореферат разослан « fS » февраля 2007 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Локтионова О.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Титановые тонкостенные оболочковые конструкции, используемые в качестве теплообменников в энергетических установках, представляют собой усеченный конус с толщиной стенки 3,8 мм, в которой расположены тракты охлаждения высотой 2 мм. Для получения таких конструкций перспективна комбинированная обработка в смеси аргона с азотом, представляющая собой сочетание двух одновременно протекающих технологических процессов: азотирования и диффузионного соединения коаксиально собранных оболочек - внутренней, толщиной 3 мм с оребренной стенкой, и наружной, толщиной 0,8 мм с гладкой поверхностью.

При этом газовая смесь аргона с азотом выполняет две функции: повышение за счет азотирования сопротивления высокотемпературной деформации оболочек для уменьшения их прогибов на неподкрепленных межреберных участках; создание давления на поверхность соединяемых оболочек для развития процесса диффузионного соединения.

В литературе сообщается о перспективности процесса химико-термической обработки титана в газовой смеси аргона с азотом, но данных о кинетике развития этого процесса и его влиянии на сопротивление высокотемпературной деформации и свойства титана практически нет.

При изготовлении крупногабаритных тонкостенных конструкций оживальной формы для сохранения их макрогеометрии при термообработке необходимо использовать оснастку в виде посадочного места, наружный профиль которого повторяет внутренний профиль конструкции. Для изготовления оснастки используется сталь, как наиболее доступный и дешевый материал.

В контактном зазоре при нагреве между изделием и оснасткой может создаваться «микроклимат» и процесс азотирования на этих участках развиваться не будет, т.е. конструкция может быть «неравнопрочной» по своим свойствам.

Поэтому разработка процесса азотирования титановых оболочковых конструкций является актуальной задачей, в основе решения которой лежит исследование закономерностей азотирования титана в газовой смеси аргона с азотом и анализ процессов, протекающих в контакте изделия с технологической оснасткой.

Цель работы - разработка процесса термической обработки в смеси аргона с азотом титановых оболочковых конструкций из сплава ВТ6, обеспечивающего повышение их качества и служебных свойств.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ процесса изменения состава газовой смеси в контактном зазоре между титановым теплообменником и стальной технологической оснасткой при высокотемпературной термообработке;

- исследовать процесс азотирования в газовой смеси аргона с азотом сплава ВТ6 и влияние азотирования на его высокотемпературную ползучесть и служебные свойства;

- исследовать процесс контактного взаимодействия титана со сталью в условиях термообработки и влияние этого процесса на служебные свойства сплава ВТ6;

- разработать процесс азотирования поверхностей титановых изделий, находящихся при термической обработке в контакте со стальной оснасткой;

- исследовать возможность повышения выносливости при повторно-статических испытаниях азотированного сплава ВТ6.

Объект исследования: процесс термической обработки в смеси аргона с азотом крупногабаритных оболочковых конструкций из сплава ВТ6 с использованием стальной технологической оснастки.

Научная новизна

- Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что при температурах термообработки выше 950 °С и величинах зазора между поверхностями титановой оболочки и стальной технологической оснастки менее 0,1 мм глубина распространения фронта азотирования в зазоре при использовании смеси аргона (99 %) с азотом (1 %) не превышает 10 мм.

- Установлено, что при термической обработке сплава ВТ6 в газовой смеси аргона с азотом в интервале температур 900-1000 "С рост нитридных слоев подчиняется логарифмическому закону, а газонасыщенных и охруп-ченных слоёв - параболическому закону.

- Показано, что при испытаниях на ползучесть использование в качестве защитной среды вместо аргона его смеси с азотом повышает сопротивление высокотемпературной деформации сплава ВТ6, при этом если ползучесть в среде аргона осуществлялась по механизму вязкого течения, то в смеси аргона с азотом — движением дислокаций и их взаимодействием с поверхностью титана, заблокированной нитридами.

- Установлено, что при термообработке процесс контактного взаимодействия сплава ВТ6 со сталью 30 (при ее многоразовом использовании) сопровождается образованием на поверхности титана карбидов после первых термических циклов, а при увеличении числа циклов до 4 и более в зоне контакта образуются интерметаллиды и развивается процесс схватывания; при этом образование карбидов контролируется диффузией углерода в слое карбида, а формирование интерметаллидов - диффузией железа в слое, содержащем интерметаллиды.

- Сформирован и обоснован принцип азотирования поверхностей титановых конструкций, находящихся при термообработке в контакте со стальной оснасткой, заключающийся в использовании оснастки, предварительно насыщенной азотом.

Практическая ценность Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований явились основой новых технологиче-

ских решений в области получения титановых тонкостенных оболочковых конструкций.

- Получены выражения и номограммы, позволяющие прогнозировать влияние технологических параметров на распространение фронта газовой смеси с исходной концентрацией азота в контактном зазоре между титановым изделием и стальной технологической оснасткой.

- На основании экспериментальных данных получены зависимости, позволяющие анализировать влияние температуры и длительности термообработки в газовой смеси аргона с азотом на толщину образующихся на поверхности сплава ВТ6 нитридов, газонасыщенных и охрупченных слоев.

- Получены номограммы, позволяющие анализировать степень снижения накопленной деформации в условиях высокотемпературной ползучести сплава ВТ6 за счет применения в качестве защитной среды вместо аргона его смеси с азотом.

- При анализе влияния газонасыщенных и диффузионных поверхностных слоев на сплаве ВТ6 на его служебные свойства целесообразно использовать в качестве интегральной характеристики состояния поверхностных слоев глубину их охрупченной части - 8отр.

- Установлено, что для восстановления циклической выносливости азотированного сплава ВТ6 до уровня основного материала достаточно удалить поверхностный слой толщиной равной (2,1 - 2,3) 60!ф, а для достижения уровня повторно-статической выносливости, превышающей уровень выносливости основного металла на 15 - 20 %, необходимо удалить слой толщиной равной (2,7 - 2,9) 5охр.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждается достаточно хорошим совпадением экспериментальных данных и теоретических расчётов, систематическим характером экспериментальных исследований, использованием методов математической статистики при обработке результатов, использованием независимых дублирующих экспериментальных методов, а также практическим использованием полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции «Повышение эффективности сварочного производства» (Липецк, 1996); XII и XIII Российских научно - технических конференциях «Материалы и упрочняющие технологии» (Курск, 2005 и 2006, соответственно); 5-ой Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Быстрозакаливаемые материалы и покрытия» (г. Москва, 2006).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 14 печатных работ, основные научные положения и результаты работы изложены в центральных российских изданиях.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов работы, библиографического

списка из 135 наименований. Работа изложена на 177 страницах, содержит 91 иллюстрацию и 5 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, определены цель и задачи исследований, сформулированы научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе на примере теплообменников энергетических установок дана общая характеристика титановых тонкостенных оболочковых конструкций и сформулированы требования, предъявляемые к ним.

Показано, что перспективным процессом для получения таких конструкций является комбинированная обработка в смеси газов аргона с азотом, представляющая собой сочетание двух технологических процессов: азотирования и диффузионного соединения оболочек теплообменника между собой.

В работах Б.К.Вульфа, Г.Г.Максимовича, Ю.В.Левинского, Е.Гульбранса и др. сообщается о перспективности процесса химико-термической обработки титана в газовой смеси аргона с азотом, но данных о кинетике развития этого процесса и его влиянии на сопротивление высокотемпературной деформации и служебные свойства титана нет.

В настоящее время, благодаря работам Л.С.Батаронова, Л.С.Киреева, В.Ф.Селиванова и др., сформулировано достаточно обоснованное представление о механизме изменения состава газовой среды в контактном зазоре при термической обработке в вакууме, но, как будет изменяться состав газовой смеси в контакте между изделием и стальной оснасткой при использовании газовой смеси аргона с азотом, не известно.

Из работ А.Б.Коломенского, Б.А.Колачева, А.В.Дегтярёва и др. следует, что предварительные газонасыщенные поверхности титана и последующий неполный съём газонасыщенных слоев может приводить к повышению долговечности при повторно-статических нагрузках в малоцикловой области. Однако эти исследования были выполнены при газонасыщении поверхности титана кислородом; для ответа на вопрос, будет ли наблюдаться такой эффект при азотировании, необходимо проведение дополнительных исследований.

Исходя из вышеизложенного, для достижения поставленной в работе цели были сформулированы задачи исследования.

Во второй главе приведены характеристики сплава ВТ6 и методы исследований, использованные в работе.

Для анализа влияния термической обработки газовой смеси аргона с азотом на физико-химическое состояние поверхности использовались методы структурных исследований: измерение микротвердости, оптическая и растровая электронная микроскопия, рентгеноструктурный и спектральный анализ.

Исследование влияния термической обработки в газовой смеси на

служебные свойства сплава ВТ6 проводили испытаниями на циклическую усталость по схеме изгиба плоского образца с консольным закреплением при частоте нагружения 3000 циклов в минуту и на повторно - статическое растяжение по стандартной методике (с частотой нагружения 42 - 48 циклов в минуту и /? = + 0,1 при отах = 680 МПа).

Коррозионную стойкость титана определяли по потере массы образца в водном растворе соляной кислоты при 20 °С.

При подготовке экспериментов и обработке полученных данных использовались стандартные методы планирования экспериментов и математической статистики.

Третья глава посвящена анализу процесса изменения состава газовой фазы в контактном зазоре между титановым теплообменником и стальной технологической оснасткой, на которой размещается теплообменник при высокотемпературной термообработке в газовой смеси аргона с азотом.

При нагреве азот будет взаимодействовать с поверхностью металла, и его концентрация в смеси газов будет уменьшаться. Поскольку объём газовой смеси в зазоре между поверхностями теплообменника и технологической оснастки значительно меньше объёма газа в камере печи, то поглощение азота металлом может сопровождаться значительным снижением его концентрации в газовой смеси, находящейся в контактном зазоре и, как следствие этого, появлением градиента концентрации азота между контактным зазором и камерой печи, приводящего, в свою очередь, к дополнительному поступлению азота в контактный зазор.

Массоперенос азота вдоль щели описывается двумя потоками: потоком азота Jx в аргоне вдоль щели и потоком поглощения ]0 азота в титан, при этом потоком поглощения азота в сталь можно пренебречь (рис.1).

Рис. 1 Модель зоны контакта

Так как основной компонент газовой фазы - инертная среда, то механизмом массопереноса является диффузия азота в аргоне, которая при малых значениях величины зазора может быть описана уравнением

£/Г

И

где О - коэффициент диффузии азота в аргоне, п (х, т) - средняя молекулярная концентрация азота в поперечном сечении столба газа с координатой х.

При решении задачи считали, что поглощение азота титаном развивается с начального момента времени, но при условии нулевой начальной концентрации азота в зазоре. В квазистационарном режиме при граничных условиях

«(О)=я0; п(г) = 0 и ^(/) = 0, ах

(где п0 — начальная концентрация азота в газе) задача имеет решение:

,2 _ 8

I1

(2)

(3)

где М— масса молекулы азота; Ка - константа азотирования; т - время термообработки.

Используя выражение (3), был выполнен анализ влияния технологических параметров: высоты зазора - И, концентрации азота в газовой смеси - СЛ- и времени отжига - т на глубину перемещения фронта смеси газа с исходной концентрацией азота в зазоре — /. Зависимость, например I = (р(А), приведена на рис. 2.

I

/

И

А

_950°С МООО°С

Рис. 2. Зависимость / = ф(/г) при нагреве в течение 30 мин в газовой смеси аргона (99 %) с азотом (1,0 %)

Видно, что с увеличением высоты зазора и понижением температуры термообработки глубина проникновения фронта смеси газа в контактный зазор увеличивается.

В зоне контакта оболочки с оснасткой, образовавшегося в результате натяга при сборке {И ~ 10 мкм), при 950 °С и 1000 °С / будет составлять соответственно 3 и 2 мм, т.е. процесс азотирования поверхности титановой оболочки, находящейся в контакте, развиваться не будет.

Из анализа зависимостей / = <р(т) следует, что длительность нагрева приводит к незначительному увеличению / и, изменяя длительность термо-

обработки, практически невозможно увеличить глубину проникновения газовой смеси в контактный зазор.

Четвёртая глава посвящена исследованию процесса азотирования в газовой смеси аргона с азотом титанового сплава ВТ6 и влиянию азотирования на его высокотемпературную ползучесть и служебные свойства.

Физико-химическое состояние поверхности и приповерхностных слоев титана можно охарактеризовать: топографией поверхности, ее фазовым составом и микротвердостью, толщиной нитридной фазы - 5у, глубиной газонасыщенного слоя, выявляемого по изменению микротвердости -8ГТ, и методом металлографии (методом пробных заколок) - 6Гм, толщиной охрупченных слоев - 50хр, выявляемых по излому образца или растрескиванию его поверхности при деформации.

К технологическим параметрам процесса термообработки следует отнести: концентрацию См (парциальное давление Рк = 10 СЛ) азота в его газовой смеси с аргоном, температуру - ? и время - т термообработки.

Поскольку стоит задача разработки комбинированного процесса, сочетающего диффузионную сварку с азотированием, то область технологических параметров должна учитывать параметры процесса диффузионной сварки, то есть давление газовой смеси должно составлять (1-2)105 Па, температура ? = 950 - 1000 "С, время - т = 0.5 - 3.0 ч.

Поверхности исследуемых образцов после отжига при 950 °С в течение 60 мин. были покрыты пленками с мелкоглобулярной структурой, выявляемой при увеличениях до 10000 крат. С понижением концентрации Сц от 50 % до 0,5-% происходит уменьшение размеров микронеровностей и сглаживание поверхности, а после отжига при С^ = 0,1 % образовавшаяся плёнка не полностью покрывала поверхность.

Результаты рентгеноструктурного анализа поверхности образцов, термообработанных по этим же режимам, показали, что основной фазовой составляющей продуктов взаимодействия сплава ВТ6 с газовой смесью являются нитриды титана. На рентгенограммах образцов, отожжённых при См= 0,1 %, линии сдвинуты по сравнению с линиями исходных образцов, что может быть следствием образования твердого раствора внедрения азота в титане.

Из анализа полученных зависимостей 5дг = ДСд,) и 5Г = /(СЛ) следует, что понижение концентрации азота в газовой смеси с аргоном хотя и сопровождается деблокированием поверхности нитридами при См< 0,1 %, но это не приводит к увеличению глубины азотированного слоя, как об этом сообщалось в работе Б.К.Вульфа.

Применительно к разрабатываемому процессу достаточной концентрацией азота в газовой смеси с аргоном следует считать С,у = (0,5-1,5) % . В этом случае еще не уменьшается скорость азотирования и формируется менее хрупкая монослойная нитридная плёнка с более высокими адгезионными свойствами по сравнению с многослойной.

Анализ экспериментальных данных показал, что в исследованном интервале температур и времени кинетика роста нитридов подчиняется логарифмическому закону

8дг = 2,2 • 10б • ехр(-170000/Л7)- ^ т, мкм. (4)

Рост охрупченных и газонасыщенных слоёв описывается параболическими законами:

5^р=3-107.ехр(-203000/ЛГ)-т. (5) ■

8гт =3-108-ехр(-197000/ЛГ)-т. (6)

Найденные значения энергии активации процессов роста охрупченных и газонасыщенных слоёв 203 кДж/ моль и 197 кДж/ моль соответственно достаточно близки к энергии активации диффузии азота в а - титане, которая, согласно данным, приведённым в работе Б.К. Вульфа, С.С. Кипа-рисова, Ю.В.Левинского составляет 190 кДж/ моль. Это даёт основание считать, что в наших экспериментах рост охрупченных и газонасыщенных слоёв контролировался диффузией азота в металлической основе.

Влияние защитной среды на высокотемпературную ползучесть проводили в интервале температур 900 - 1000 °С в условиях сжатия при напряжениях р = 1,0-4,0 МПа на образцах размером 2x5x10 мм. В процессе испытания образец находился в среде аргона или газовой смеси аргона (99 %) с азотом (1,0 %).

Обработка экспериментальных данных показала, что ползучесть сплава ВТ6 в среде аргона осуществляется по механизму вязкого течения, контролируемого диффузионными процессами, развивающимися по границам зёрен, и оценку скорости ползучести в исследованном интервале температур и напряжений можно проводить по выражению

¿А = 1,8 • 105 • ри • ехр(-240000/ Д7), с"1. (7)

Кривые ползучести сплава ВТ6 е = ср(т) при испытании в смеси аргона с азотом и постоянной температуре могут быть аппроксимированы выражением

г„=Кр-т°-\ (8)

где Кр = ф(р).

Анализ зависимостей Кр = ср(р) показал, что Кр ~ р2'5. Это даёт основание считать, что процесс деформации титана в смеси аргона с азотом контролировался движением дислокаций.

С учётом температурной зависимости е = ф(т) были получены выражения для Су и с,у:

Ек= 1,7 ■ 106-Р2-5 • ехр(-265000/ Я 7) • т0 7, (9)

Бд, = = 1,2 • 106 • р2-5 • ехр(- 265000/°-3. <к

С практической точки зрения целесообразно дать количественную оценку эффективности снижения величины накопленной деформации при использовании вместо аргона его смеси с азотом. Такую оценку можно выполнить по выражению

ел/ 8л, = 1,05- 10"' • рл'ъ ■ ехр(25000/ ЯТ) ■ т0'3. (11)

Результаты расчёта по зависимости (11) показали, что с повышением р разница между гл и е,у уменьшается и, если при р = 1,0 МПа она составляет больше 10 раз, то при р > 3,5 МПа эти величины становятся близкими. Это можно объяснить тем, что при увеличении р облегчается преодоление дислокациями барьеров, которыми являются поверхностные плёнки и слои.

Исследование влияния термообработки в газовой смеси аргона (99 %) и азота (1,0 %) на механические свойства сплава ВТ6 показали, что при испытании образцов на одноосное растяжение влияние присутствующих на поверхности нитридов, охрупченных и газонасыщенных, проявляются слабо.

Результаты сравнительных испытаний образцов на циклический изгиб показали, что при увеличении 50хр до 35 мкм происходит уменьшение количества циклов нагружения до образования трещины с 7,5 ■ 104 циклов до 4 • 104 циклов.

При испытаниях на повторно - статическое растяжение разрушение образцов происходило в малоцикловой области. Охрупченные слои 5охр >35 мкм снижают его выносливость более чем в 10 раз.

Пятая глава посвящена исследованию процесса контактного взаимодействия титана с оснасткой из стали 30 при термообработке и влиянию этого процесса на служебные свойства.

Компоненты стали (железо, углерод) при взаимодействии с титаном могут образовывать карбиды, интерметаллиды, твердые растворы внедрения или замещения. Их комплексное воздействие на свойства титана может сопровождаться его охрупчиванием и уменьшением сопротивления разрушению.

При проведении экспериментальных исследований в качестве интегральной характеристики состояния поверхностных слоев титана использовали глубину охрупченного слоя, как это ранее делалось при анализе поверхностных слоёв, образующихся в процессе азотирования.

Стальная технологическая оснастка при диффузионной сварке предназначена для многоразового использования, при этом каждый цикл термообработки может сопровождаться изменением химического состава поверхностных слоев стали в результате их взаимодействия с титаном. Так, спектральный анализ поверхности образцов из стали 30 показал, что после

каждого отжига совместно со сплавом ВТ6 по режиму t = 975 °С в течение 120 мин. концентрация углерода понижалась. Если в исходном состоянии она составляла 0,32 % , то после первого термического цикла она была 0,19 %; после второго - 0,11 %, а после третьего - 0,05 %.

Поэтому при проведении экспериментов использовали, в условно названных, первом термическом цикле - стальные образцы в состоянии поставки; втором термическом цикле - стальные образцы, предварительно отожженные в контакте с титаном при t = 975 °С и т = 120 мин; третьем термическом цикле - стальные образцы, отожженные в контакте с титаном по вышеприведенному режиму дважды, и т.д.

Проведённые эксперименты показали, что после взаимодействия титана со сталью в первом термическом цикле в интервале температур 900 - 975 °С в течение 120 мин. на поверхности сплава ВТ6 присутствуют карбиды титана. Это согласуется с данными, приведенными в работах К.Е. Чарухиной, Л.С. Киреева, A.B. Бондаря.

Формирование карбидосодержащих пленок пассивирует поверхность титана и препятствует развитию процесса его схватывания со сталью.

Экспериментальные данные по кинетике роста охрупченных слоев характеризуются наличием на зависимостях 8охр = ср(т) некоторого инкубационного периода т„, в течение которого, несмотря на увеличение т, охруп-ченный слой не образуется. Наличие этого периода можно объяснить тем, что карбиды в начале образуются только на отдельных участках в местах контакта титана со сталью. Последующий рост карбидов происходит преимущественно вдоль поверхности титана, вследствие большей скорости поверхностной диффузии по сравнению с объёмной. И только после образования сплошного слоя карбидов при т > ти происходит рост толщины поверхностного охрупченного слоя.

Взаимодействие сплава ВТ6 со сталью 30 в четвёртом термическом цикле характеризуется развитием процесса схватывания, основной причиной появления которого следует считать обеднение стали углеродом в процессе предыдущих термических циклов и образование в контакте титана со сталью интерметаллидов TiFe и TiFe2. При этом толщина охрупченных слоёв на поверхности сплава ВТ6 примерно на порядок больше слоёв, образующихся в первом термическом цикле.

Исследование влияния отжига сплава ВТ6 в контакте со сталью 30 на его (титана) повторно - статическую выносливость показало, что при использовании в термических циклах одних и тех же стальных образцов до трёх раз количество циклов до разрушения снижается с 18000 до 16000, то есть в 1,25 раза.

После четвёртого раза использования одних и тех же стальных образцов при отжиге с титаном количество циклов до разрушения снижалось до 6000 (то есть в 3 раза), а после пятого термического цикла - до 2000 (то есть в 9 раз).

Существенное влияние процесс взаимодействия титана со сталью оказывает и на коррозионную стойкость титана. Так, если после первого термического цикла коррозионная стойкость сплава ВТ6 даже несколько повышается по сравнению с исходным состоянием, то после четвёртого цикла она уменьшается в несколько раз.

Задача азотирования поверхностей крупногабаритных титановых конструкций, находящихся в контакте со стальной оснасткой, может быть решена путём использования оснастки, предварительно насыщенной азотом.

Такая оснастка, как «аккумулятор», содержащий азот, при контактном высокотемпературном взаимодействии с титаном может «отдавать» азот, что будет приводить к развитию азотирования титана и повышению его сопротивления высокотемпературной деформации.

Для оценки роста нитридной фазы в контакте титана с азотированной сталью была рассмотрена задача реактивной диффузии, в которой первоначально в контакте находятся две фазы а и у, причем в у - фазе растворен диффундирующий элемент с концентрацей С0.

В результате химического взаимодействия элемента, растворенного в у - фазе, с фазой а образуется новая р - фаза на основе химического соединения. Распределение концентрации диффузанта в такой задаче имеет вид, представленный на рис. 3.

с

Рис. 3. Распределение кон центрации диффузанта, образующего химическое соединение - р - фазу

В результате диффузионная модель включает в себя уравнения диффузии в фазах, уравнения баланса диффузионных потоков на неподвижной (х = 0) и движущейся (х = 5Л{т)) фазовых границах

Цх = 0) = ]р(х = 0); ]р(х = 5Л-) - 13(х = 6Л) = (С2 - С3) 6№ (12) начальные условия:

Са(х, 0) = 0; Ср(х,0) = С2; Су(х,0) = С0; (13)

граничные условия:

С./0, т>) = Сх; Ср(0, т,) = С1; Ср(6Л{т)) = С2, Са(6л<т)) = С3. (14)

Сформулированная модель является задачей реактивной диффузии и её решение находится в виде параболического закона роста р - фазы

5л{т) = 2 С ^

(15)

Здесь С, - кинетический коэффициент диффузионной скорости роста.

Результаты расчета по уравнению (15) толщины слоя нитрида титана, образующегося за 1 час при различных температурах в зависимости от исходной концентрации азота в твердом растворе Ре-М, приведены на рис. 4.

8\, мкм

1 5

Рис. 4. Расчётная толщина слоя нитрида титана, образующегося за 1 час в зависимости от температуры и содержания азота в железе

Как видно из рисунка, существует пороговое значение концентрации азота в железе (а 1% ат), ниже которого нитрид титана не образуется вовсе.

Экспериментальную проверку теоретического анализа проводили на образцах из сплава ВТ6 и стали 30. Стальные образцы предварительно азотировали при 900 °С в течение 10 часов в среде газообразного азота.

Результаты рентгеноструктурного анализа показали, что после взаимодействия сплава ВТ6 с азотированной сталью на поверхности титана образуются нитриды.

Исследование кинетики роста охрупченных слоев на титане при его отжиге в контакте с азотированной сталью показало, что толщина этих слоёв соизмерима с толщиной слоёв, образующихся на титане при азотировании в газовой смеси аргона с азотом.

Как отмечалось выше, азотирование сплава ВТ6 хотя и приводит к повышению его сопротивления высокотемпературной деформации и коррозионной стойкости, но сопровождается снижением выносливости.

Чтобы повысить выносливость азотированного титана, необходимо: либо понизить концентрацию азота в поверхностных слоях до допустимого уровня, либо осуществить съём поверхностных слоёв с повышенным содержанием азота.

Понизить концентрацию азота в поверхностном слое можно отжигом в инертной среде, который обеспечит перераспределение примесей, снижающих пластичность поверхностного слоя сплава. Поэтому необходимо было определить технологические параметры отжига - температуру

4 и время гв, обеспечивающих восстановление пластичности и, как следствие этого, выносливости азотированного титана.

Экспериментальные исследования показали, что длительность восстановительного отжига может быть определена по выражению

где 50Хр - толщина охрупченного слоя, образовавшаяся на поверхности сплава ВТ6 при азотировании; Ар = 6,3 • 10 ехр (- 215000 / RT) мкм2/ с -константа растворения.

Исследование возможности повышения выносливости азотированного титана химическим стравливанием поверхностных слоев показало, что с увеличением глубины съёма азотированного слоя исходная микротвёрдость поверхности, составляющая 9-13 ГПа, падает, а количество циклов до разрушения возрастает. При этом обнаруживается закономерность, заключающаяся в том, что полный съём диффузионного слоя обеспечивает меньшую долговечность, чем неполный. Полученные результаты качественно согласуются с работами А.Б. Коломенского, Б.А. Колачева, A.B. Дегтярёва при исследовании газонасыщенных слобв, обогащённых кислородом.

Эффект повышения долговечности, как и в случае использования восстановительного отжига, обусловлен, вероятно, получением некоторого оптимального значения концентрацией примесей внедрения (в нашем случае азота) в поверхностном слое, что приводит к росту сжимающих напряжений в поверхностном слое и, как следствие этого, увеличению времени, необходимого для зарождения критической микротрещины.

Результатом работы является комплекс исследований процесса термической обработки сплава ВТ6 в газовой смеси аргона с азотом и его влияния на служебные свойства титана, использование которых при диффузионной сварке тонкостенных оболочковых конструкций обеспечивает повышение их качества (уменьшение остаточной деформации, повышение прочности диффузионного соединения, коррозионной стойкости и повышение выносливости при повторно - статических испытаниях).

1. При термической обработке титановых оболочковых конструкций в газовой смеси аргона с азотом с использованием технологической оснастки процесс азотирования поверхностей, находящихся в контакте с оснасткой, может не развиваться, так как повышение температуры термообработки, снижение концентрации азота в используемой газовой смеси и уменьшение величины зазора между изделием и оснасткой сопровождается уменьшением глубины распространения фронта газовой смеси с исходной концентрацией азота в контактном зазоре.

2. Термообработка сплава ВТ6 в газовой смеси аргона (99 %) с азотом (1,0 %) в интервале температур 900 - 1000 °С сопровождается образо-

(16)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

ванием на поверхности титана нитридов и диффузионных газонасыщенных слоев. При этом рост нитридов подчиняется логарифмическому закону, а рост диффузионных слоев - параболическому. Полученные имперические зависимости позволяют оценивать влияние температуры и длительности термообработки на глубину образующихся нитридных и диффузионных слоев.

3. Ползучесть сплава ВТ6 с исходной глобулярной структурой в интервале температур до окончания полиморфного превращения в среде аргона осуществляется по механизму вязкого течения, а в среде смеси аргона с азотом - движением дислокаций. При этом образующиеся нитрид-ные слои блокируют поверхность титана, что приводит к сокращению количества подвижных дислокаций и, как следствие этого, уменьшению скорости ползучести.

4. Результаты проведённых исследований дают основание считать, что при анализе влияния процесса термообработки в смеси аргона с азотом на служебные свойства титана в качестве интегральной характеристики состояния его поверхностных слоев целесообразно использовать глубину охрупченной части диффузионного слоя - 8охр.

5. Термическая обработка сплава ВТ6 в газовой смеси аргона с азотом приводит к снижению его усталостных характеристик и, особенно, выносливости при повторно - статических испытаниях в малоцикловой области. Уменьшение числа циклов до разрушения зависит от толщины образовавшихся при термообработке охрупченных слоёв, и при 5охр > 35 мкм выносливость снижается более чем в 10 раз.

6. При термообработке конструкций из сплава ВТ6 в результате их контактного взаимодействия с технологической оснасткой из стали 30 и образования карбидов или интерметаллидов происходит охрупчивание поверхности титана на глубину до 1,0 мкм при образовании карбидов и в 6 - 8 раз больше при образовании интерметаллидов. Экспериментальные данные по кинетике роста охрупченных слоёв на основе карбидов титана аппроксимируются кубической параболой, а при образовании интерметаллидов - квадратичной. Процесс образования карбидов титана контролируется диффузией углерода в слое карбидов, а интерметаллидов - диффузией железа в слое, содержащем интерметаллиды.

7. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что азотирование поверхностей титановых конструкций, находящихся в контакте со стальной оснасткой, может быть осуществлено путём использования оснастки, предварительно насыщенной азотом.

8. Циклическая выносливость азотированного сплава ВТ6 может быть повышена высокотемпературным отжигом в среде аргона или снятием (мерным химическим травлением) приповерхностной части азотированного слоя.

9. Разработан процесс термической обработки крупногабаритных оболочковых конструкций из сплава ВТ6 в смеси аргона с азотом, исполь-

зование которого при диффузионной сварке позволяет повысить прочность диффузионного соединения в 1,8 раза без увеличения накопленной деформации изделия.

Результаты работы приняты к внедрению ФГУП «Воронежский механический завод».

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Петренко, В.Р. Восстановление оксидов в зоне контакта стальной оснастки с титаном при диффузионной сварке в вакууме [Текст] / В.Р. Петренко, A.B. Пешков, Л.С. Киреев // Сварочное производство. -2005.-№5.-С. 15-19.

2. Петренко, В.Р. Служебные свойства титана после контактного взаимодействия с технологической стальной оснасткой при диффузионной сварке [Текст] / В.Р. Петренко, A.B. Пешков, В.Ю. Полевин // Технология машиностроения. — 2005. - № 6. — С. 33 - 37.

3. Петренко, В.Р. Повышение служебных характеристик титановых диффузионно - сварных слоистых конструкций [Текст] / В.Р.Петренко, A.B. Пешков, В.Ю. Полевин // Сварочное производство. - 2005. - №7,-С. 37-41.

4. Пешков, A.B. Азотирование и его влияние на свойства титанового сплава ВТ6 [Текст] / A.B. Пешков, В.Ф. Селиванов, В.Р. Петренко // Технология машиностроения. - 2006. - № 6. - С. 31 - 34.

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

Статьи и материалы конференций

6. Киреев, JI.C. Титанотермическое контактное восстановление оксидов на железе [Текст] / JI.C. Киреев, A.B. Пешков, H.A. Бугаевский // Повышение эффективности сварочного производства: сб. науч. тр. — Липецк: ЛГТУ, 1996. - С. 88 - 90.

7. Трёхфазная диффузионная задача с образованием химического соединения [Текст] / Л.В. Усачёва, A.B. Пешков, Т.П. Бесхлопотный, В.В. Шурупов // Прогрессивные технологии в сварочном производстве: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2002. - С. 27 - 35.

8. Petrenko, V.R. Reduction of oxides in the zone of contact of steel equipment with titanium in vacuum diffusion bonding [Text] / V.R. Petrenko, A.V. Peshkov, L.S. Kireev // Welding International. - 2005. - V. 19. - № 10. -P. 803 - 807.

9. Petrenko, V.R. Increasing the service characteristics of titanium diffusion - welded laminated structures [Text] / V.R. Petrenko, A.V. Peshkov, V.YIJ. Polevin // Welding International. - 2005. - V. 19. - № 12. - P. 995 -998.

10. Петренко, B.P. Моделирование процесса контактной химико -термической обработки металлов [Текст] / В.Р. Петренко, A.B. Пешков // Материалы и упрочняющие технологии: материалы XII Российской на-уч.-техн. конф. - Курск: КГТУ, 2005. - С. 49 - 52.

11. Влияние глубины съёма диффузионного слоя, формирующегося в контакте титан - сталь, на циклическую долговечность титановых сплавов [Текст] / В.Ю. Полевин, A.B. Пешков, А.Б. Коломенский, A.B. Дегтярёв // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2005. - С. 56 - 61.

12. Пешков, A.B. Повышение долговечности в малоцикловой области азотированного сплава ВТ6 [Текст] / A.B. Пешков, В.Ф. Селиванов, В.Р. Петренко // Материалы и упрочняющие технологии: - 2006: материалы ХП1 Российской науч. - техн. конф. - Курск: КГТУ, 2006. - С. 56 - 65.

13. Пешков, A.B. Высокотемпературная ползучесть сплава ВТ6 в аргоне и смеси аргона с азотом [Текст] / A.B. Пешков, В.Ф. Селиванов, В.Р. Петренко // Быстрозакалённые материалы и покрытия: труды 5-й Всероссийской с международным участием науч. - техн. конф. - Москва: «МАТИ» - РГТУ им. К.Э. Циолковского, 2006. - С. 11 -15.

14. Патент РФ RU 58400 U1 МПК B12D 11/20. Пуансон для диффузионной сварки слоистых конструкций из титановых сплавов [Текст] / A.B. Пешков, В.Ф. Селиванов, JI.B. Усачёва (РФ); Воронеж, гос. техн. ун-т (РФ), 2006113837/22,24.04.2006. Опубл. 27.11.2006 Бюл. № 33.

15. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2005130610/02 (034308) от 03.10.2005. - Способ диффузионной сварки слоистых титановых тонкостенных конструкций сложного профиля / A.B. Пешков, В.Р. Петренко, В.В. Пешков, В.Ф. Селиванов.

Личный вклад автора в приведенных работах заключается в формулирование идей и постановке задач исследований [4,5,7,10,12-15]; разработке методик и проведении экспериментов [1-6, 8-13]; обработке результатов, их анализе и теоретическом обобщении [2-5, 7-13].

Подписано в печать 09.02.2007.

Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 39 .

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

Введение.

1. Состояние вопроса и формирование задач исследования.

1.1. Титановый теплообменник, его конструкция, способ изготовления.

1.2. Взаимодействие титана с азотом.

1.3. Поведение газов в контактном зазоре при нагреве.

1.4. Процессы, протекающие в контакте титана со сталью при термообработке.

1.4.1. Изменение толщины оксидов.

1.4.2. Схватывание титана со сталью.

1.4.3. Образование твердых растворов, химических соединений и интерметаллидов.

1.5. Влияние примесей на служебные свойства титана.

1.5.1. Влияние примесей, равномерно распределенных в объеме титана, на его свойства.

1.5.2. Влияние диффузионных слоев и поверхностных пленок на свойства титана.

1.6. Цель и задачи исследований.

2: Методики проведения исследований.

2.1. Материалы.

2.2. Методики структурных исследований.

2.2.1. Измерение микротвёрдости.

2.2.2. Оптическая и растровая электронная микроскопия.

2.2.3. Рентгеноструктурный и спектральный анализы.

2.3. Определение глубины диффузионных слоёв на поверхности титана.

2.4. Определение глубины охрупченной части диффузионного слоя на поверхности титана.

2.5. Механические испытания.

2.6. Коррозионные испытания.

2.7. Установки и оборудование.

2.8. Обработка результатов экспериментальных исследований.

3. Анализ процесса изменения состава газовой смеси в контактном зазоре между титановой оболочкой и стальной технологической оснасткой при термообработке.

3.1. Оценка величины зазора между теплообменником и оснасткой при сборке для термообработки.

3.2. Построение физико - математической модели.

3.3. Численный анализ полученных зависимостей.

3.4. Экспериментальная проверка результатов теоретического анализа.

3.5. Результаты и выводы.

4. Взаимодействие сплава ВТ6 с азотом при термообработке в газовой . смеси аргона с азотом и влияние этого процесса на служебные свойства сплава.

4.1. Влияние парциального давления азота в смеси с аргоном на состояние поверхности и приповерхностных слоев титана.

4.2. Кинетика взаимодействия сплава ВТ6 с азотом при термообработке в газовой смеси аргона (99 %) с азотом (1,0 %).

4.2.1. Кинетика роста нитридов.

4.2.2. Кинетика роста охрупченных слоев.

4.2.3. Кинетика роста газонасыщенных слоев.

4.3. Высокотемпературная ползучесть сплава ВТ6.

4.3.1. Ползучесть в среде аргона.

4.3.2. Ползучесть в газовой смеси аргона с азотом.

4.4. Влияние термообработки сплава ВТ6 в смеси аргона с азотом на его механические свойства.

4.5. Результаты и выводы.

5. Взаимодействие сплава ВТ6 со стальной оснасткой при термообработке и влияние этого процесса на служебные свойства титана.

5.1. Кинетика образования охрупченных слоев на поверхности сплава ВТ6 при его контактном взаимодействии со сталью 30.

5.1.1. Взаимодействие титана со сталью в первом термическом цикле.

5.1.2. Взаимодействие титана со сталью в четвёртом термическом цикле.

5.2. Влияние процесса высокотемпературного взаимодействия сплава ВТ6 со сталью 30 на его служебные свойства.

5.2.1. Повторно - статическая выносливость сплава ВТ6.

5.2.2. Коррозионная стойкость сплава ВТ6.

5.3. Разработка процесса твёрдофазного азотирования титана.

5.3.1. Анализ процесса взаимодействия титана с азотированной сталью.

5.3.2. Кинетика роста охрупченных слоёв на сплаве ВТ6 при его термообработке в контакте с азотированной сталью.

5.3.3. Влияние охрупченных слоёв, образующихся на титане при контактном взаимодействии с азотированной сталью, на его повторно - статическую выносливость.

5.4. Повышение циклической долговечности аргона с азотом сплава ВТ6, азотированного в смеси аргона с азотом.

5.4.1. Повышение циклической выносливости восстановительным отжигом.

5.4.2. Повышение циклической выносливости химическим стравливанием поверхностных слоёв.

5.5. Результаты и выводы.

Использование газовой смеси аргона с азотом при диффузионной сварке оболочек теплообменника из сплава ВТ6.

Актуальность темы. Титановые тонкостенные оболочковые конструкции, используемые в качестве теплообменников в энергетических установках, представляют собой усеченный конус с толщиной стенки 3,8 мм, в которой расположены тракты охлаждения высотой 2 мм. Для получения таких конструкций перспективна комбинированная обработка в смеси аргона с азотом, представляющая собой сочетание двух одновременно протекающих технологических процессов: азотирования и диффузионного соединения коаксиально собранных оболочек - внутренней, толщиной 3 мм с оребренной стенкой, и наружной, толщиной 0,8 мм с гладкой поверхностью.

При этом газовая смесь аргона с азотом выполняет две функции: повышение за счет азотирования сопротивления высокотемпературной деформации оболочек для уменьшения их прогибов на неподкрепленных межреберных участках; создание давления на поверхность соединяемых оболочек для развития процесса диффузионного соединения.

В литературе сообщается о перспективности процесса химико-термической обработки титана в газовой смеси аргона с азотом, но данных о кинетике развития этого процесса и его влиянии на сопротивление высокотемпературной деформации и свойства титана практически нет.

При изготовлении крупногабаритных тонкостепных конструкций оживальной формы для сохранения их макрогеометрии при термообработке необходимо использовать оснастку в виде посадочного места, наружный профиль которого повторяет внутренний профиль конструкции. Для изготовления оснастки используется сталь, как наиболее доступный и дешевый материал.

В контактном зазоре при нагреве между изделием и оснасткой может создаваться «микроклимат» и процесс азотирования на этих участках развиваться не будет, т.е. конструкция может быть «неравнопрочной» по своим свойствам.

Поэтому разработка процесса азотирования титановых оболочковых конструкций является актуальной задачей, в основе решения которой лежит исследование закономерностей азотирования титана в газовой смеси аргона с азотом и анализ процессов, протекающих в контакте изделия с технологической оснасткой.

Цель работы - разработка процесса термической обработки в смеси аргона с азотом титановых оболочковых конструкций из сплава ВТ6, обеспечивающего повышение их качества и служебных свойств.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: провести анализ процесса изменения состава газовой смеси в контактном зазоре между титановым теплообменником и стальной технологической оснасткой при высокотемпературной термообработке; исследовать процесс азотирования в газовой смеси аргона с азотом сплава ВТ6 и влияние азотирования на его высокотемпературную ползучесть и служебные свойства; исследовать процесс контактного взаимодействия титана со сталью в условиях термообработки и влияние этого процесса на служебные свойства сплава ВТ6; разработать процесс азотирования поверхностей титановых изделий, находящихся при термической обработке в контакте со стальной оснасткой; исследовать возможность повышения выносливости при повторно-статических испытаниях азотированного сплава ВТ6.

Объект исследования: процесс термической обработки в смеси аргона с азотом крупногабаритных оболочковых конструкций из сплава ВТ6 с использованием стальной технологической оснастки.

Научная новизна

- Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что при температурах термообработки выше 950 °С и величинах зазора между поверхностями титановой оболочки и стальной технологической оснастки менее 0,1 мм глубина распространения фронта азотирования в зазоре при использовании смеси аргона (99 %) с азотом (I %) не превышает 10 мм.

- Установлено, что при термической обработке сплава ВТ6 в газовой смеси аргона с азотом в интервале температур 900-1000 "С рост нитридных слоев подчиняется логарифмическому закону, а газонасыщенных и охрупченных слоев - параболическому закону.

- Показано, что при испытаниях на ползучесть использование в качестве защитной среды вместо аргона его смеси с азотом повышает сопротивление высокотемпературной деформации сплава ВТ6, при этом если ползучесть в среде аргона осуществлялась по механизму вязкого течения, то в смеси аргона с азотом - движением дислокаций и их взаимодействием с поверхностью титана, заблокированной нитридами.

- Установлено, что при термообработке процесс контактного взаимодействия сплава ВТ6 со сталью 30 (при ее многоразовом использовании) сопровождается образованием на поверхности титана карбидов после первых термических циклов, а при увеличении числа циклов до 4 и более в зоне контакта образуются интерметалл иды и развивается процесс схватывания; при этом образование карбидов контролируется диффузией углерода в слое карбида, а формирование интерметаллидов -диффузией железа в слое, содержащем интерметаллиды.

- Сформирован и обоснован принцип азотирования поверхностей титановых конструкций, находящихся при термообработке в контакте со стальной оснасткой, заключающийся в использовании оснастки, предварительно насыщенной азотом.

Практическая ценность Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований явились основой новых технологических решений в области получения титановых тонкостенных оболочковых конструкций.

- Получены выражения и номограммы, позволяющие прогнозировать влияние технологических параметров на распространение фронта газовой смеси с исходной концентрацией азота в контактном зазоре между титановым изделием и стальной технологической оснасткой.

- Па основании экспериментальных данных получены зависимости, позволяющие анализировать влияние температуры и длительности термообработки в газовой смеси аргона с азотом на толщину образующихся на поверхности сплава ВТ6 нитридов, газонасыщенных и охрупченных слоев.

- Получены номограммы, позволяющие анализировать степень снижения накопленной деформации в условиях высокотемпературной ползучести сплава ВТ6 за счет применения в качестве защитной среды вместо аргона его смеси с азотом.

При анализе влияния газонасыщенных и диффузионных поверхностных слоев на сплаве ВТ6 на его служебные свойства целесообразно использовать в качестве интегральной характеристики состояния поверхностных слоев глубину их охрупченной части - 5()чр.

- Установлено, что для восстановления циклической выносливости азотированного сплава ВТ6 до уровня основного материала достаточно удалить поверхностный слой толщиной равной (2,1 - 2,3) 80Хр, а для достижения уровня повторно-статической выносливости, превышающей уровень выносливости основного металла на 15 - 20 %, необходимо удалить слой толщиной равной (2,7 - 2,9) 5охр.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждается достаточно хорошим совпадением экспериментальных данных и теоретических расчётов, систематическим характером экспериментальных исследований, использованием методов математической статистики при обработке результатов, использованием независимых дублирующих экспериментальных методов, а также практическим использованием полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции «Повышение эффективности сварочного производства» (Липецк, 1996); XII и XIII Российских научно - технических конференциях «Материалы и упрочняющие технологии» (Курск, 2005 и 2006, соответственно); 5-ой Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Быстрозакаливаемые материалы и покрытия» (г. Москва, 2006).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 14 печатных работ, основные научные положения и результаты работы изложены в центральных российских изданиях.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов работы, библиографического списка из 135 наименований. Работа изложена на 177 страницах, содержит 91 иллюстрацию и 5 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Результатом работы является комплекс исследований процесса термической обработки сплава ВТб в газовой смеси аргона с азотом и его влияния на служебные свойства титана, использование которых при диффузионной сварке тонкостенных оболочковых конструкций обеспечивает повышение их качества (уменьшение остаточной деформации, повышение прочности диффузионного соединения, коррозионной стойкости и повышение выносливости при повторно - статических испытаниях).

1. При термической обработке титановых оболочковых конструкций в газовой смеси аргона с азотом с использованием технологической оснастки процесс азотирования поверхностей, находящихся в контакте с оснасткой, может не развиваться, так как повышение температуры термообработки, снижение концентрации азота в используемой газовой смеси и уменьшение величины зазора между изделием и оснасткой сопровождается уменьшением глубины распространения фронта газовой смеси с исходной концентрацией азота в контактном зазоре.

2. Термообработка сплава ВТб в газовой смеси аргона (99 %) с азотом (1,0 %) в интервале температур 900 - 1000°С сопровождается образованием на поверхности титана нитридов и диффузионных газонасыщенных слоёв. При этом рост нитридов подчиняется логарифмическому закону, а рост диффузионных слоёв - параболическому. Полученные имперические зависимости позволяют оценивать влияние температуры и длительности термообработки на глубину образующихся нитридных идиффузионных слоёв.

3. Ползучесть сплава ВТб с исходной глобулярной структурой в интервале температур до окончания полиморфного превращения в среде аргона осуществляется по механизму вязкого течения, а в среде смеси аргона с азотом - движением дислокаций. При этом, образующиеся нитридные слои блокируют поверхность титана, что приводит к сокращению количества подвижных дислокаций и, как следствие этого, уменьшению скорости ползучести.

4. Результаты проведённых исследований дают основание считать, что при анализе влияния процесса термообработки в смеси аргона с азотом на служебные свойства титана в качестве интегральной характеристики состояния его поверхностных слоёв целесообразно использовать глубину охрупченной части диффузионного слоя - 80хр.

5. Термическая обработка сплава ВТ6 в газовой смеси аргона с азотом приводит к снижению его усталостных характеристик и, особенно, выносливости при повторно - статических испытаниях в малоцикловой области. Уменьшение числа циклов до разрушения зависит от толщины, образовавшихся при термообработке охрупченных слоёв, и при 80хр >35 мкм выносливость снижается более чем в 10 раз.

6. При термообработке конструкций из сплава ВТ6 в результате их контактного взаимодействия с технологической оснасткой из стали 30 и образования карбидов или интерметаллидов происходит охрупчивание поверхности титана на глубину до 1,0 мкм при образовании карбидов и в 6 -8 раз больше при образовании интерметаллидов. Экспериментальные данные по кинетике роста охрупченных слоёв на основе карбидов титана апроксимируется кубической параболой, а при образовании интерметаллидов - квадратичной. Процесс образования карбидов титана контролируется диффузией углерода в слое карбидов, а интерметаллидов - диффузией железа в слое, содержащем интерметаллиды.

7. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что азотирование поверхностей титановых конструкций, находящихся в контакте со стальной оснасткой, может быть осуществлено путём использования оснастки, предварительно насыщенной азотом.

8. Циклическая выносливость азотированного сплава ВТ6 может быть повышена высокотемпературным отжигом в среде аргона или снятием мерным химическим травлением) приповерхностной части азотированного слоя.

9. Разработан процесс термической обработки крупногабаритных оболочковых конструкций из сплава ВТб в смеси аргона с азотом, использование которого при диффузионной сварке позволяет повысить прочность диффузионного соединения в 1,8 раза без увеличения накопленной деформации изделия.

1. Макквиллэн А.Д., Макквиллэн М.К. М.: Металлургиздат, 1958458с.

2. Титан и его сплавы / JI.C. Мороз, Б.Б. Чечулин, И.В. Полин и др. -Л.: Судпромгиз, 1960.-516 с.

3. Пульцин Н.М. Титановые сплавы и их применение в машиностроении. -М.: Машгиз, 1962. 168 с.

4. Титан и его сплавы в машиностроении / Б.А. Галицкий, М.М. Абелев, Г.Л. Шварц и др. М.: Машиностроение, 1968. - 339 с.

5. Тавадзе Ф.Н., Манджгеладзе С.Н. Коррозийная стойкость титановых сплавов. М.: Металлургия, 1969. - 208 с.

6. Солонина О.П., Глазунов С.Г. Жаропрочные титановые сплавы. -М.: Металлургия, 1976.-447 с.

7. Титан для народного хозяйства: Сб. / Под ред. И.И. Корнилова. -М.: Наука, 1976.-288 с.

8. Титановые сплавы в машиностроении / Б.Б. Чечулин, С.С. Ушков, И.Н. Разуваева и др. Л.: Машиностроение, 1977. - 248 с.

9. Цвиккер У. Титан и его сплавы. М.: Металлургия, 1979. - 511 с. И.Хертель Г. Тонкостенные конструкции. - М.: Машиностроение,1965.-527 с.

10. Диффузионная сварка титана и его сплавов / А.В. Бондарь, В.В. Пешков, Л.С. Киреев, В.В. Шурупов Воронеж: Изд-во ВГУ, 1998. - 256 с.

11. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка в вакууме. М.: Машиностроение, 1968.-332 с.

12. М.Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка материалов. М.: Машиностроение, 1976. - 312 с.

13. Петренко В.Р., Пешков В.В., Полевнн В.Ю. Повышение прочности диффузионного соединения титановых оболочек теплообменника // Сварочное производство. -2005.- №3.- С. 13-18.

14. Пешков В.В., Родионов В.Н. Структура как фактор управления процессом диффузионной сварки титановых тонкостенных слоистых конструкций // Сварочное производство. 1984. - № 4. - С. 9 - 10.

15. АС N 679359 В23К 19/00, Опубл. 15.08.79. Бюллетень № 30. Способ диффузионной сварки слоистых конструкций / В.В. Пешков, В.Н. Родионов, О.Г. Кудашов, М.Н. Подоприхин.

16. Азотирование и его влияние на свойства титанового сплава ВТ20 / А.В. Пешков, В.Ф. Селиванов, В.Р. Петренко, А.В. Кравцов // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ. 2005. - С. 64 - 80.

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

18. Кипарисов С.С., Левинский Ю.В. Азотирование тугоплавких металлов. М.: Металлургия, 1972. - 160 с.

19. Смирнов А.В., Начинков А. Д. Азотирование титана при пониженном парциальном давлении // МиТОМ. 1960. - № 7. - С. 42 - 47.

20. Такамура А. Азотирование титана // Нихон киндзоку гаккайси. -1960. Т. 24. - № 9. - С. 565 - 569.

21. Новикова Е.Н. Азотирование титановых сплавов в чистом азоте // Сб. Титан и его сплавы.- М.: Изд-во АН СССР. 1960. - Вып. 3.- С. 35- 40.

22. Диффузия азота в титане / Ю.В. Левинский, Ю.Д. Строганов, С.Е. Салибоков и др. // Изв. АН СССР, сер. Неорганические материалы. 1968. -№4.-С. 2068-2073.

23. Минкевич А.Н. Химико термическая обработка металлов и сплавов.-М.: Машиностроение, 1965.-491 с.

24. Конторович И.Е., Кононова В.Ф. Влияние легирующих элементов на азотирование титановых сплавов // Сб. Технология, теплотехника и автоматизация металлургического производства. М.: Металлургия, 1971. -С. 301 -304.

25. Вульф Б.К. Термическая обработка титановых сплавов. М.: Металлургия, 1969. - 376 с.

26. Федирко В.Н., Погрелюк И.Н. О кинетике азотирования титановых сплавов при температуре 1173 К // ФХММ. 1983. - № 6. - С. 33 - 35.

27. Максимович Г.Г., Погрелюк И.Н., Федирко В.Н. Закономерности формирования структуры азотированных слоёв титановых сплавов / МиТОМ. 1986. -№ 6. - С. 11-14.

28. Максимович Г.Г., Федирко В.И., Погрелюк И.Н. Азотирование титановых сплавов при атмосферном давлении азота // ФХММ. 1987. -№.-С. 36-39.

29. Кофстад П. Высокотемпературное окисление металлов. М.: Мир, 169.-392 с.

30. Кубашевский О., Гопкинс Б. Окисление металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1965.-428 с.

31. Киреев JI.C., Пешков В.В., Селиванов В.Ф. Физико химия процесса получения пористо - компактных материалов на основе титана. -Киев: Изд - во ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ, 2003. - 354 с.

32. Левинский Ю.В., Петров А.П., Саул С.Н. Поведение легирующих элементов при диффузионном насыщении некоторых сплавов титана азотом // Материаловедение. 2003. - № 3. - С. 8- 16.

33. Gulbransen Е.А., Andrew К.Е/ Metals. 1949. - V. 1. - № 10. - P.741.

34. Новикова Е.Н. Металловедение титана. М.: Наука, 1964.370 механизме образования соединения при сварке и пайке / Г.Д. Никидоров , В.В. Дьяченко, Б.Д. Орлов и др. // Сварочное производство. -1967.-№ 12.-С. 4-7.

35. Баннов М.Д., Казаков Н.Ф. Расчетно графический метод определения технологических параметров диффузионной сварки // В кн. : Диффузионное соединение в вакууме металлов, сплавов и неметаллических материалов. - М.: Изд. ПНИЛДСВ, 1970. - С. 232 - 238.

36. Батурин А.В. Разработка технологии диффузионной сварки тавровых тонкостенных конструкций из титановых сплавов // Автореф. Дис. канд. техн. наук. -М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1983. 15 с.

37. Финкелынтейн М.Л. Диффузионная сварка в жидких средах. М.: Металлургия, 1978. - 64 с.

38. Данквертс Р.В. Газожидкостные реакции М.: Химия, 1973 - 296с.

39. Веркин Б.И. Исследование схватывания алюминия и меди в глубоком вакууме // Автоматическая сварка. 1966. - № 2. - С. 10-14.

40. Корсунская И.Г., Люмичев А.Н., Максименко Г.И. Диффузионная сварка магния с алюминием в вакууме // Сварочное производство. 1970. -№7. С. 19-20.

41. Пешков В.В. Остаточное давление кислорода в контактном зазоре при диффузионной сварке титана // Сварочное производство. 1984. - № 11. -С. 6-7.

42. Автовакуумирование в контактном зазоре при диффузионной сварке титана / В.В. Пешков, Г.П. Бесплохотных, Л.В. Усачёва, В.Р. Петренко // Сварочное производство. 2004. - № 11. - С. 15-17.

43. Анализ процесса изменения давления газа в трактах охлаждения теплообменников при диффузионной сварке в вакууме / В.Р. Петренко, Г.П. Бесплохотный, С.С. Доронкин, И.Л. Батаронов // Технология машиностроения. 2005. - № 1. - С. 38 - 41.

44. Kireev L.S., Peshkov V.V. Joining Titanium to Steel // Welding and surfacing reviews. V. 11.- part 2. - OPA Amsterdam, 1998. - 127 p.

45. Петренко B.P., Киреев Л.С., Пешков В.В. Сварка титана со сталыо. Воронеж: ВГТУ, 2004. - 173 с.

46. ПИ 540.25.130.01368 (Изд. 2) «Изготовление и приёмка деталей из листов и профилей в цехах заготовительно штамповочного производства».

47. Диффузионная сварка титана / Э.С. Каракозов, JI.M. Орлова, В.В. Пешков, В.И. Григорьевский. М.: Металлургия, 1977. - 272 с.

48. Сахацкий Г.П. Технология сварки металлов в холодном состоянии. Киев: Наукова думка, 1979. - 295 с.

49. Гельман А.С. Основы сварки давлением. М.: Машиностроение, 1970.-312 с.

50. Мусин Р.А., Анциферов В.Н., Квасницкий В.Ф. Диффузионная сварка жаропрочных сплавов. М.: Металлургия, 1979. - 208 с.

51. Пешков В.В., Холодов В.П., Воронцов Е.С. Кинетика растворения оксидных плёнок в титане при диффузионной сварке // Сварочное производство. 1985. - № 4. - С. 35 - 37.

52. Пешков В.В., Воронцов Е.С., Холодов В.П. О кинетике растворения оксидных плёнок в титане // ЖФХ. 1985. - № 5. - С. 1244 -1246.

53. Гунов Р.И. Использование вакуумных печей для дегазации металлов в твёрдом состоянии, пайки, отжига и других операций // В сб.: Вакуумная металлургия. М.: Металлургия, 1964. - С. 15-23.

54. Арман Г., Лапужольд Ж. Взаимодействие между нержавеющей сталью и окисью углерода в условиях низких давлений и высоких температур // В сб.: Сорбционные процессы в вакууме. М.: Атомиздат, 1966. - С. 7 - 18.

55. Гельман А.С., Большаков М.В. Механизм очистки поверхностей от оксидных плёнок при сварке металлов в вакууме // Труды ЦНИИТМАШ. -1967.-№74.-С. 72-86.

56. Радзиевский В.Н., Гарцунов Ю.Ф. Очистка поверхности углеродистой стали от оксидной плёнки при автовакуумированном нагреве // Сварочное производство. 1990. - № 5. - С. 31 - 33.

57. Киреев Л.С., Пешков А.В., Бугаевский Н.А. Титанотермическое контактное восстановление оксидов на железе // Сб.: Повышение эффективности сварочного производства. Липецк: ЛГТУ, 1996. - С. 88 - 90.

58. Петренко В.Р., Пешков А.В., Киреев Л.С. Восстановление оксидов в зоне контакта стальной оснастки с титаном при диффузионной сварке в вакууме // Сварочное производство. 2005. - № 5. - С. 15-19.

59. Титанотермическое восстановление оксидов на железе и стали / Л.С. Киреев, В.П. Холодов, В.Н. Чиканов, В.В. Пешков // Журнал физической химии. 1993. - Т. 67. - № 7. - С. 1369 - 1372.

60. Petrenko V.R., Peshkov A.V., Kireev L.S. Reduction of oxides in zone of contact of steel equipment with titanium in vacuum diffusion bonding // Welding International. 2005. - V. 19. - № 10. - P. 803 - 807.

61. Схватывание деталей из титана со стальной оснасткой при диффузионной сварке / С.Н. Фёдоров, А.В. Бондарь, В.В. Пешков, В.В. Шурупов // Автоматическая сварка. 2000. - № 1. - С. 23 - 26.

62. Образование охрупченных слоёв на титане при его взаимодействии со стальной технологической оснасткой в условиях диффузионной сварки / В.В. Шурупов, В.В. Пешков, М.Н. Шушпанов, Л.С. Киреев // Автоматическая сварка. 2001. - № 2. - С. 17 - 20.

63. Петренко В.Р., Пешков А.В., Полевин В.Ю. Служебные свойства титана после контактного взаимодействия с технологической стальной оснасткой при идиффузионной сварке // Технология машиностроения. -2005.-№8.-С. 33-37.

64. Петренко В.Р., Пешков А.В., Полевин В.Ю. Повышение служебных характеристик титановых диффузионно сварных слоистых конструкций // Сварочное производство. - 2005. - № 7. - С. 37 - 41.

65. Petrenko V.R., Peshkov A.V., Polevin V.Y. Increasing the service characteristics of titanium diffusion welded laminated structures // Welding International. - 2005. - V. 19. - № 12. - P. 995 - 998.

66. Рыкалин Н.Н., Шоршоров М.Х., Красулин IO.JI. Физические и химические проблемы соединения разнородных материалов // Изв. АН СССР, сер. Неорганические материалы. 1995. - Т. 1. - № 1. - С. 20 - 36.

67. Красулин Ю.Л., Шоршоров М.Х. О механизме образования соединения разнородных материалов в твёрдом состоянии // Физика и химия обработки материалов. 1967. -№ 1. - С. 89 - 97.

68. Семёнов А.П. Схватывание металлов. М.: Машгиз, 1958. - 208 с.

69. Каракозов Э.С. Соединения металлов в твёрдой фазе. М.: Металлургия, 1976. - 264 с.

70. Корнилов И.И. Титан. М.: Металлургия, 1975. - 308 с.

71. Гриднев В.Н., Трофимов В.И., Драгинский А.С. Изменение механических свойств при термической обработке сплавов Ti Fe // В кн.: Вопросы физики металлов и металловедения. - Киев: Изд - во АН СССР. -1959.-С. 82-88.

72. Молчанова Е.К. Атлас диаграмм состояния титановых сплавов. -М.: Машиностроение, 1964. 392 с.

73. Носова Г.И. Фазовые превращения в сплавах титана. М.: Металлургия, 1968. - 180 с.

74. Корнилов И.И. Интерметаллические соединения. М.: Металлургия, 1970. - 438 с.

75. Харченко Т.К., Гурский П.И., Гордонная А.А. Холодная сварка титана со сталью // Автоматическая сварка. 1985. - № 9. - С. 39 - 41.

76. Биметаллические соединения / К.Е. Чарухина, С.А. Голованенко,

77. B.А. Мастеров, Н.Ф. Казаков. М.: Металлургия, 1970. - 278 с.

78. Гуревич С.М., Харченко Т.К. Диффузионная сварка сплавов титана с нержавеющей сталью // Авиационная промышленность. 1967. - № 10.1. C. 85-88.

79. Киреев Л.С., Замков В.Н. Сварка давлением в вакууме технического титана со сталями 2X13 и 12Х18Н10Т // Автоматическая сварка. 1985. - № 3. - С. 10- 12.

80. Лариков Л.Н., Рябов В.Р., Фальченко В.М. Диффузионные процессы в твёрдой фазе при сварке. -М.: Машиностроение, 1974. 189 с.

81. Бугаков В.З. Диффузия в металлах и сплавах. М.: ГИТТЛ, 1949.212 с.

82. Физико химия схватывания титана со стальной оснасткой при диффузионной сварке / А.Н. Бондарь, Ю.П. Камышников, В.В. Пешков, С.Н. Фёдоров, В.В. Шурупов. - Воронеж: ВГТУ, 1999. - 185 с.

83. Киреев Л.С., Пешков В.В., Селиванов В.Ф. Физико химия процесса получения пористо - компактных материалов на основе титана -Киев: ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ, 2003. - 354 с.

84. Колачёв Б.А., Ливанов В.А., Буханов А.А. Механические свойства титана и его сплавов. М.: Металлургия, 1974. - 544 с.

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

86. Вавилова В.В. Влияние кислорода на свойства титана и его сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1973. - № 10.-С. 10-12.

87. Корнилов И.И. О влиянии кислорода на титан и его сплавы // Металловедение и термическая обработка металлов. 1973. - № 10. - С. 2- 5.

88. Кислород в сплавах титана с алюминием / В.В. Вавилова, Т. А. Перадзе, Л.П. Фаткуллина, О.С. Коробов. Металловедение и термообработка металлов. - 1975. - № 3. - С. 44 - 47.

89. Борисова Е.А., Кириченко Н.И. Влияние кислорода на работоспособность изделий из титанового сплава ВТ-1 // Технология лёгких сплавов. 1974. - № 6. - С. 36.

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

91. Горшков А.И., Матюшкин Б.А. Влияние водорода, кислорода и азота на склонность сварных соединений титановых сплавов к замедленному разрушению // Сварочное производство. 1976. - № 11. - С. 28 - 30.

92. Dittmar С.В., Bauer G.W., Evers D. The effect of microstructural variables and interstitial elements on the fatique behaviour of Ti and commercial Ti alloys, Mai lory, Sharon Titanium Corp. Ad - 110 726 WADC - TR - 303 (1957) 95.

93. Максимович Г.Г., Федирко B.H., Пичугин A.T. Влияние температуры отжига в воздухе на прочностные свойства титановых сплавов // Физико химическая механика материалов. - 1980. - № 5. - С. 85 - 88.

94. Матюшкин Б.А., Горшков А.И. О влиянии газонасышенного слоя на образование трещин при замедленном разрушении сплавов титана после сварки // Сварочное производство. 1976. - № 4. - С. 11-12.

95. Борисова Е.А., Шашенкова И.И., Захарова М.В. Влияние состояния поверхности деталей из титановых сплавов на их работоспособность после отжига в различных средах // Металловедение и термическая обработка металлов. 1986. - № 8. - С. 34 - 36.

96. Сопротивление титановых сплавов повторно статическим нагрузкам / А.Ф. Петраков, А.И. Хореев, JI.M. Петров, Я.Л. Рублёв // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1973. - № 4. - С. 46 -50.

97. Повторно статическая выносливость листового сплава ОТ4 с не полностью удалённым поверхностным газонасыщенным слоем / А.Б. Коломенский, Б.А. Колачев, А.Н. Рощупкин, А.В. Дегтярев // Физико -химическая механика материалов. - 1989. - № 5. - С. 112-114.

98. О влиянии глубины съёма газонасыщенного слоя на повторно -статическую долговечность и пластичность титановых сплавов ОТ4 и ВТ6У // Физико-химическая механика материалов. 1991. -№ 3. - С. 25-28.

99. Колачёв Б.А., Садков В.В., Талалаев В.Д. Вакуумный отжиг титановых конструкций. М.: Машиностроение, 1991. - 224 с.

100. Крамер И., Демер JI. Влияние среды на механические свойства металлов. -М.: Металлургия, 1964.- 131 с.

101. Азотирование и его влияние на свойства титанового сплава ВТ20 / А.В. Пешков, В.Ф. Селиванов, В.Р. Петренко, А.В. Кравцов // Сб.: Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике. Воронеж: ВГТУ, 2005. - С. 64 - 76.

102. Влияние глубины съёма диффузионного слоя, формирующегося в контакте титан сталь, на циклическую долговечность титановых сплавов /

103. B.Ю. Полевин, А.В. Пешков, А.Б. Коломенский, А.В. Дегтярёв // Сб.: Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике. Воронеж: ВГТУ, 2005.-С. 56-61.

104. Применение титана в народном хозяйстве / С.Г. Глазунов, С.Ф. Важенин, Г.Д. Зюков-Батырев, Я.Л. Ратнер. Под ред. А.Т. Туманова. Киев: Техшка, 1975.-200 с.

105. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова,

106. C.А. Вяткин и др. Под ред. В Г Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. -640 с.

107. Практическая растровая электронная микроскопия. Пер. с англ. / Под ред. Дж. Гоулдстейна. М.: Мир, 1978. - 656 с.

108. Фрактография средство диагностики разрушенных деталей / М.А. Балтер, А.П. Любченко, С.И. Аксенова и др. Под ред. М.А. Балтер-М.: Машиностроение, 1987. - 160 с.

109. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов и др. М.: Металлургия, 1982. -632 с.

110. Русаков А.А. Рентгенография металлов. М.: Атомиздат, 1977.480 с.

111. Пешков В.В., Милютин В.Н. Исследование окисленного поверхностного слоя на титане после отжига // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. - № 12. - С. 43 - 45.

112. Определение глубины охрупченной части окисленного слоя на поверхности титана / В.В. Пешков, Г.Д. Дель, Л.М. Орлова, В.Н. Милютин // Заводская лаборатория. 1986. - № 9. - С. 75 - 77.

113. Ашмарин И.П., Васильев А.Г., Абросимов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирования эксперимента. Л.: ЛГУ, 1975. -76 с.

114. Осипов К.А. Некоторые активируемые процессы в твердых металлах и сплавах. М.: Изд. АН СССР, 1962. - 131 с.

115. Кристи Р., Питти А. Строение вещества: введение в современную физику. М.: Наука, 1969. - 596 с.

116. Телеснин Р.В. Молекулярная физика. М.: Высшая школа, 1973.-360 с.

117. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. М.: Наука, 1976.-480 с.

118. Таблицы физических величин. Справочник /Под ред. И.К. Кикоина. -М.: Атомиздат, 1976. 1006 с.

119. Хауфе К. Реакции в твёрдых телах и на поверхности. М.: ИЛ, 1963.-275 с.

120. Шыомон П. Диффузия в твёрдых телах. М.: Металлургия, 1966.-195 с.

121. Физическая модель азотирования сварных пористых заготовок / JI.C. Киреев, В.Н. Замков, В.В. Пешков и др. // Автоматическая сварка, 1993,-N6.-С. 8-13.

122. Киреев JI.C., Пешков В.В., Селиванов В.Ф. Физико-химия процесса получения пористо-компактных материалов на основе титана / Под ред. Б.Е. Патона. Киев: ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ, 2003.-318 с.

123. Физическая энциклопедия. Т. 1 /Под ред. A.M. Прохорова. М.: Советская энциклопедия, 1988. - 704 с.

124. Гарофало Ф. Законы ползучести и длительной прочности металлов. М.: Металлургия, 1968. - 304 с.

125. Розенберг В.М. Основы жаропрочности металлических материалов. М.: Металлургия, 1973. - 326 с.

126. Глазов В.М., Павлова JI.M. Химическая термодинамика и фазовые равновесия. -М.: Металлургия, 1988. 560 с.

127. Лахтин Ю.М., Кочан Я.Д. Азотирование стали. М.: Машиностроение, 1976.-255 с.

128. Трёхфазная диффузионная задача с образованием химического соединения / Л.В. Усачёва, А.В. Пешков, Г.П. Бесхлопотный, В.В. Шурупов // Сб.: Прогрессивные технологии в сварочном производстве. Воронеж: ВГТУ, 2001.-С. 27-35.

129. Гуров К.П., Карташкин Б.А., Угасте Ю.Э. Взаимная диффузия в многофазных металлических системах. М.: Наука, 1984. - 351 с.

130. Вид внедрения результатов: технологический процесс изготовления сопла ЖРД из титанового сплава с применением диффузионной сварки.

131. Форма внедрения: опытное производство.

132. Технический уровень НИР: получен патент РФ RU 58400 UI МПК B12D 11/20. Пуансон для диффузионной сварки слоистых конструкций из титановых сплавов.

133. Эффект от внедрения: повышение качества и надежности изделия.

134. Руководитель службы, ответственный за внедрениеканд.техн. наук1. В.И. Биркин

135. УТВЕРЖДАЮ Зам. генерального директора1. АКТо полезности научных результатов диссертационной работы Пешкова А.В.

136. Использование результатов указанной работы позволяет снизить трудоёмкость и повысить качество и эксплуатационную надёжность титановых изделий.

137. Зам. главного металлурга ВАСО,доктор техн. наук, профессор1. Коломенский А.Б.