автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Управление формированием структуры металла шва и остаточными напряжениями для повышения надежности тонколистовых сварных титановых конструкций

Иа правах рукописи

Череповский Павел Викторович

УПРАВЛЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЕМ СТРУКТУРЫ МЕ ГАЛЛА ШВА И ОСТАТОЧНЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ТОНКОЛИСТОВЫХ СВАРНЫХ ТИТАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05 02 01- «Материаловедение (машиностроение)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□03 1Т3271

Комсомольск-на-Амуре 2007 г

003173271

Работа выполнена в открытом акционерном обществе «Комсомольское-на-Амуре Авиационное производственное объединение им Ю А Гагарина»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Муравьев Василий Илларионович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор, Семашко Николай Александрович

кандидат технических наук, доцент Лановенко Елена Викторовна

Ведущая организация

Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук г Комсомольск-на-Амуре

Защита состоится «12» ноября 2007г В1300 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212 092 01 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» (ГОУВПО КнАГТУ)

по адресу 681013, г Комсомольск-на-Амуре, пр Ленина 27 Факс (4217)54-08-87, E-mail mdsov Knastu ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «Комсомольского-на Амуре государственного технического университета»

Автореферат разослан «_»_2007г

Отзывы на автореферат, заверенные печатью организации, в двух экземплярах просим выслать по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета

Ученый секретарь Диссертационного Совета

ДМ 212 092 01

кандидат технических наук, доцент

А И Пронин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность работы. Исходя из требований к эффективности, экономичности и надежности современных летательных аппаратов (ЛА), связанных с уменьшением материалоемкости, увеличением удельной прочности и жесткости конструкций наиболее перспективными конструкционными материалами для них являются титановые сплавы, особенно при изготовлении из них штампосварных конструкций из прогрессивных точных заготовок (профили, листы штамповки)

Сварка плавлением титана и титановых сплавов сопровождается образованием химической и физической неоднородности зоны соединения, что, как правило, приводит к снижению технологических и эксплуатационных характеристик При этом искажаются геометрические размеры конструкции из-за возникновения сварочных напряжений, появляются поры и микротрещины в металле шва, снижаются механические характеристики и другие показатели

На практике при изготовлении сварных конструкций в технических требованиях закладывается снижение предела прочности сварного шва на 10% от предела прочности основного материала При производстве данное снижение оказывается еще больше - 11-15% При исправлении дефектов полученных при сварке (поры, подрезы, вольфрамовые включения и др) подваркой происходит дальнейшее снижение предела прочности Увеличение времени существования сварочной ванны для исключения порообразования приводит к увеличению размера зерна металла шва, что приводит к снижению механических свойств Подварка дефектов сварного шва, так же приводит к дальнейшему росту зерна Согласно теории М X Шаршорова при увеличении до определенной величины скорости охлаждения зоны термического влияния в интервале температур превращения р<->а и скорости охлаждения сварочной ванны можно получить механические свойства ЗТВ и металла шва практически не отличающихся от свойств основного металла

Поэтому исследования возможности повышения механических свойств сварного соединения до свойств основного материала путем снижения внутренних напряжений, полного исключения пористости сварного шва, управление формированием структуры металла шва путем варьирования скоростью охлаждения сварочной ванны и ЗТВ в интервале температур превращения Р<-»а, являются актуальными и представляют научный и практический интерес

Цель работы

Обеспечение надежности конструкций из титановых сплавов ЛА путем повышения плотности металла шва, уменьшения остаточных напряжений и улучшением структуры металла шва, за счег оптимизации режимов термического цикла сварки, обеспечивающих свойства металла шва идентичные свойствам основного металла

Для реализации поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи

- Анализ существующего положения в области повышения эксплутационных характеристик, в том числе улучшение механических свойств, сварных конструкций из титановых сплавов, выбор и обоснование направлений исследований по улучшению механических свойств (повышения надежности конструкций),

- Разработка методик и подбор оборудования для проведения исследований

- Исследование влияния формы стыкуемых кромок и режимов термического цикла сварки на остаточные напряжения

- Исследование влияния режимов термического цикла сварки на механические свойства металла шва

- Исследование холодной прокатки металла шва для снижения остаточных напряжений

- Исследование влияния скорости охлаждения сварочной ванны в интервале температур превращения (5оа на механические свойства сварного соединения

- Экспериментальные исследования и практическое опробование полеченных результатов

- Внедрение разработанных положений

Научна» новизна

1 Выявлены форма стыкуемых кромок, время существования расплавленного металла шва обеспечивающие минимальные коробление и остаточные напряжения сварных конструкций из титановых сплавов, а так же снижение пористости металла шва

2 Установлены закономерности взаимосвязи механических свойств основного металла и металла шва в зависимости от химического состава, толщины листа (материала) и режимов термического цикла сварки

3 Выявлена зависимость механических свойств от скорости охлаждения металла шва в интервале температур превращения (3<->сх фаз, что позволяет прогнозировать механические свойства сварных конструкций

Практическая значимость работы

1 На основании" исследований влияния формы стыкуемых кромок на коробление и остаточные напряжения, предложена новая оптимальная форма стыкуемых кромок, а гак же способ получения данной формы

2 Предложена методика расчета скорости охлаждения в интервале температур превращения Р<-»а в процессе термического цикла сварки в зависимости от скорости сварки, применительно к конструкциям из титановых сплавов

3 Предложена методика прогнозирования механических свойств основного металла и металла шва в зависимости от химического состава, толщины листа (материапа) и режимов термического цикла сварки

Разработанные рекомендации по изготовлению конструкций из титановых сплавов прошли опьгно-промышленное испытание на КнААПО и готовится техдокументация для внедрения в серийное производство отрасли

Экономический эффект от внедрения технологии составил 138611.5 руб в

год

Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедрах ТСП и МиТНМ КнАГТУ в »урсах «Материаловедение и технология производства материалов», «Технология производства сварных конструкций» и используется при выполнении научно-исследовательской работы студентами и аспирантами

Основные положения, выносимые на защиту.

1 Анализ причин снижения-прочности металла шва, их влияние на свойства и надежное гь конструкций из титановых сплавов, современных способов улучшения механических свойств, сварных конструкций из титановых сплавов, обоснование выбора направлений исследований по улучшению механических свойств (повышения надежности конструкций)

2 Исследования механизма формирования соединений перед фронтом расплавленной ванны и напряжений в зависимости от формы стыкуемых кромок и режимов сварки

3 Зависимость механических свойств металла шва от режимов термического цикла сварки, химического состава и свойств основного металла

4 Закономерности формирования структуры металла шва в зависимости от режимов термического цикла сварки и скорости охлаждения сварочной ванны в

интервале температур превращения (5оа и ее влияния на механические свойства металла шва

5 Результаты экспериментальных исследований и практически^ опробований полученных результатов

Личный вклад автора состоит в постановке мдач исследования, в проведении статического анализа механических свойств сварных конструкций из титановых сплавов, анализе литературных источников, в проведение экспериментов с последующим анализом и обработкой полученных данных, в проведении оптических, металлографических, физико-механичеоих и др исследований

Данная работа выполнялась в соответствии с программой ОАО «КнААПО» «Глубокая модернизация и разработка новых технологий производства изделий на уровне вхождения в международную систему разделения труда на 2001 - 2006 гг»»

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, большим объемом статистических и экспериментальных данных и сопоставлением полученных результатов с данными других авторов

Апробация работы основные результаты проведенных исследовании докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях, совещаниях и семинарах научно-технических конференциях аспирантов и студентов (Комсомольск-на-Амуре 2004-2006гг), Ш-я конкурсная конференция молодых специалистов авиационных, ракетокосмических и металлургических организаций России «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике», г Королёв 2004г , Н-я научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Исследования и перспективные разработал в авиационной промышленности», ОКБ «Сухого», г Москва, 2004г, 1-ый Слег молодежи занятой в различных отраслях экономики края г Комсомольск на-Амуре, 2004 г, ХХ-я научно-техническая конференция ОАО «КнААПО» «Созданию самолетов высокие технологии», г Комсомольск-на-Амуре, 2005г, Китайско-Российский форум молодых ученых, Китай, г Ченду, 2005г, У-я конкурсная конференция молодых специалистов авиационных, ракетокосмических и металлургических организаций России «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике», г Королев 2006г, Международная научно-техническая конференция «Вопросы авиационного материаловедения», посвященная 75-летию ФГУП «ВИАМ», Москва, 2007г

Публикации материалы диссертационной работы изложены в 13 печатных работах

Объем работы диссертация состоит из введения 5 глав, списка литературы и приложений Материалы работы изложены на 190 страницах, содержит 22 таблицы и иллюстрированы 78 рисунками Список литературы содержит 127 наименований Автор искренне признателен всем коллегам за содействии в выполнении настоящей работы, лично научному руководителю д т н В И Муравьеву и научному консультанту к т н Физулакову Р А за консультации, поддержку и внимание к работе

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы диссерт ации, сформулирована цель и задачи для ее достижения, показана научная новизна и практичен кая значимость, основные положения, выносимые на защит)', апробация работы и публикации

В первой главе приведен анализ существующего положения в области повышения эксплутационных характеристик, в том числе улучшение механических свойств, сварных конструкций из титановых сплавов На основе анализа статистических данных технологического контроля за период с 2003 по 2005 года выявлено, что при сварке плавлением происходит снижение механических свойств сварных соединения из титанового сплава ВТ20 по сравнению с основным металлом (рис. 1) более чем на 10%

г

1

/ \

\

л

г

1 \

30 50 о, град

012 цр.

Рисунок 1 - Статистическое распределение механических свойств и газовых примесей в листах (толщиной 1) - 2 мм, 2) - Змм) и сварных образцах (3) при входном и технологическом контроле полуфабрикатов и сварных конструкций из сплава ВТ20

Из анализа статистического распределения дефектов в металле шва в зависимости от толщины свариваемых заготовок и вида сварного соединения (рис 2, 3) видно, что поры являются наиболее распространенным дефектом и, что чем сложнее конструкция, тем больше в ней трещин и вольфрамовых включений

Исправление дефектов заключается в их полном удалении механическим путем и последующей заваркой этих мест, что приводит к увеличению размеров зоны литого металла (металла шва) и особенно ЗТВ

Уменьшение пористости за счет увеличения времени существования сварочной ванны так же приводит к увеличению размеров металла шва

Общеизвестно, сварка вызывает образование напряжений в конструкциях и как следствие трещин особенно в сложных конструкциях, что так же приводит к снижению их надежности

Анализ примесей газов показывает, что их содержание соответствует требованиям ОСТ 90218-76, но в металле шва содержание водорода и кислорода несколько больше чем в основном металле, азота практически одинаково, это может оказывать существенное влияние на процессы превращения внутри зерна и в конечном итоге на прочностные характеристики сварных конструкций

К настоящему времени накоплен достаточно обширный материал, как в теоретическом, так и в практическом плане по увеличению механических свойств сварных титановых конструкций Следует отметить исследования Казакова Н Ф, Лукина, Редчица В В., Никифорова Г Д, Фролова В В , Матюшкина Б А, Цвиккера У , Панина В.Е , Громова В Е, Зуева Л Б , Троицкого О А , Блощук В Е, Замкова В Н, Гуревич С М , Шаршорова М X, Муравьева В И, Долотова Б И, Колачева Б А, Горшкова А И и др

На основании анализа литературных источников приведено обоснование исследований Как отмечалось в работах Гуревич С М, Шаршорова М X и др время пребывания расплавленного металла в ($-области, а так же скорость охлаждения расплавленного металла (о0хл) оказывают существенное влияние на механические свойства сварных соединений Эти параметры термического цикла сварки оказывают большое влияние на фазовый состав и внутреннюю структуру зоны сплавления

"Цепочки" пор •Неоформленная галтель Подрез Непровар вольфрамовые включения ^Включения меди •Трещины

Общее количество дефектовот общего ^¡¡ц^ц числа проконтролированных деталей

Рисунок 2 - Статистическое распределение дефектов в металле шва в зависимости от толщины свариваемых заготовок и вида сварного соединения

1

-А

Вольфрам!

4

х

У / V ч

ч

-4- -4- -4- Л

ММ | п 12 13 мм

1 Стыко вы с соединения ♦ Тавровые

Рисунок 3 - Статистическое распределения дефектов по размерам в зависимости от вида соединения (п = 57242 мест сварных соединений)

Исключение пористости путем улучшения чистоты стыкуемых кромок, либо применением газолазерного раскроя с получением повышенной микротвердости кромок даст возможность свободного варьирования параметрами термического цикла и разработки наиболее приемлемых методов уменьшения сварочных напряжений.

Приведены методы исследований как традиционные, так и специальные, а так же цели и задачи исследований.

Вр____второй главе приведены исследования механизма формирования

соединения перед фронтом расплавленной ванны, формирования остаточных напряжений, размеров сварного шва и ЗТВ в зависимости от рельефа и геометрии стыкуемых кромок, параметров термического цикла.

Из теории Редчица-Никифорова известно, что при нагреве в процессе сварки кромки сдвигаются., и происходит образование твердофазного соединения в стыке кромок перед сварочной занной, приводящее к завариванию дефектов торцов кромок и образованию газосодержащих замкнутых полостей, формирующих при расплавлении газоЕ1ые пузырьки.

Как видно из рисунков 4, 5 формирование металла шва перед фронтом расплавленной ванны заключается в сложном смыкании кромок, образовании зоны диффузионной сварки, наличием перед ней зоны контактирования (очистки и самоочистки) а также в отдельных случаях формировании пор по линии сплавления расплавленной ванны шва с зоной диффузионной сварки.

После сварки фрезерованных заготовок по всей зоне сплавления с диффузионной зоной образуется цепочка пор, причем наиболее мелкие - на самой кромке сплавления. При удалении от нее поры увеличиваются по размерам. Поры имеют круглую сферическую форму с гладкой поверхностью (рис 5 д). Перед зоной плавления формируется диффузионная зона (рисунок 4(2), и 5 в, г, д, з, и, к). Форма диффузионной зоны свидетельствует о сложном смыкании поверхности кромок в процессе плавления металла. В начальный момент происходит смыкание верхней кромки, затем процесс стабилизируется. В заключительный момент происходит смыкание нижней кромки (наиболее интенсивное) - вплоть до вдавливания кромки в поверхность второй (ответной)

Рисунок 4 - Формирование соединения перед фронтом расплавленной ванны в процессе сварки (х10)

1 -зона расплава; 2 - зона диффузионной сварки; 3, 3',3" - зона контактирования по убывающей степени; 4 - исходная поверхность заготовки (чистовое фрезерование); 5 - цепочка пор в зоне сплавления; 6 - зона вдавливания кромки

Перед диффузионной зоной наблюдается зона контактирования (рис. 4(3, 3',3")) с характерными для фрезерования надирами и срывами удаляемой с поверхности стружки, т.е. разрыхлением поверхностного слоя металла. Такая поверхность вызывает формирование замкнутых пустот (рис. 5 г)в диффузионной зоне, из которых впоследствии формируются поры (рис. 5 в, д).

После сварки заготовок раскроенных ГЛР в среде технического азота (рис 5

е) по всей зоне сплавления с диффузионной зоной пор нет Как и в случае с фрезерованными, перед зоной плавления наблюдается зона диффузионной сварки с той лишь разницей, что она распространяется по кромкам каналов, образованных лазерным лучом При этом сами каналы уменьшаются при приближении к кромке сплавления и исчезают при оплавлении (рис 5 з) Сохранение каналов практически по всей поверхности диффузионной зоны вплоть до зоны плавления свидетельствует о высокой твердости и жаропрочности кромок каналов после воздействия ГЛР Регулярное чередована каналов и повышенная твердость и жаропрочность их кромок исключают образование замкнутых полостей и тем самым пор в зоне сплавления (рис 5 з и) Перед диффузионной зоной наблюдается зона контактирования с металлическим блеском (рисунок 5 е) В этой зоне нитридная пленка соломенно-желтого цвета исчезла, те произошел процесс диссоциации нитридов При смыкании кромок заготовок и образовании диффузионной сварки по сложному контуру происходит формирование "кармана" - зоны контактирования В пространстве между кромками в зоне кармана из- за повышения температуры происходить расширение газов и продуктов диссоциации нитридов и их выкос наружу под действием избыточного давления

Перед зоной контактирования наблюдается исходная (перед сваркой) поверхность заготовок с характерным для газолазерного раскроя заготовок в среде азота регулярным чередованием каналов соломенно желтого цвета

Исследования влияния формы стыкуемых кромок на остаточные сварочные напряжения проводились на листовых заготовках 500x100x2 мм сплавов ВТ20 и ОТ4-1, раскроенных на лазерной установке BYSTRONIC-BYS ГА11 301*! и сваренных на автомате АДСВ-6 в среде высокоочищенного аргона Заготовки устанавливались в стапель различными способами После сварки заготовок проводили замеры величины прогибов f в пятнадцати точках с точностью 0,05 мм Результаты замеров обрабатывались с использованием приложеиия Microsoft Office, Excel и строились диаграммы (рис 6)

Для всех образцов характерна одинаковая закономерность изменения npoi иба от максимума, у левой кромки заготовки, до минимума в зоне сварного misa и вновь до максимума у правой кромки, причем суммарное изменение прошба меньше с левой стороны по сравнению с правой стороной Такая же закономерность изменения прогиба сохраняется и вдоль сварного шва, причал от нулевого значения прогиба в начале сварки до максимума в середине и вновь до нуля в конце сварного шва Наибольшие напряжения наблюдаются у образцов при касании кромок в зоне проплава, минимальные в зоне усиления (рис 6) Различие составляет для сплава ВТ20 8-23%, для сплава OI4-1 - 40-80%

Как известно в процессе сварки из-за неравномерного разогрева по толщине свариваемых элементов происходит угловая деформация Эт о связанно с тем, что в начале сварки происходит нагрев поверхности спариваемы \ деталей и в результате этого возникают растягивающие напряжения, а нижняя поверхность остается не нагретой и возникают сжимающие напряжения

Для того чтобы уменьшить эти напряжения в процессе сварки предлагается закругление кромки (рис 7) Такая кромка в значительной степени позволяет уменьшить эти сварочные напряжения и в конечном итоге коробл? ние, за счет того, что в процессе сварки кромки со стороны выхода сварочного электрод i не будут механически внедряться друг в друга, а будут как бы перекатываться Была разработана методика расчета радиуса скругления кромки заготовок со стороны выхода сварочного электрода для различных толщин листовых заготовок (рис 7)

Как показано на рис 8 и 9, режимы термического цикла сварки оказывают существенное влияние на остаточные напряжения, деформацию конструкции и геометрию сварного шва Подбирая оптимальные режимы сварки можно уменьшить коробление конструкции на 15-40% и получить сварной шов с минимальными размерами проплава, усиления и ширины сварного шва

Рисунок 5 - Виды изломов в зоне перед фронтом расплавления ванны а-д - фрезерование; е-к - ГЛР перед сваркой; а, е - «10, 6, ж - хЗО, в, д, з, к - *150, г, и - х 1200

В третьей главе приведены исследования влияния состава и термического цикла сварки на свойства металла шва и основного металла конструкций из титановых сплавов

Оценка влияния режимов термического цикла аргонодуговой сварки неплавящимся электродом пульсирующей и непрерывной дугой стыковых соединений без разделки кромок листовых деталей различных толщин от 1,2 до 2,5 мм самолета Су-27 производилась по изменению- удлинения (8, %) и угла загиба (ф,°) - основного металла и металла шва сплава ВТ20 в зависимости от величины временного сопротивления разрыву по результатам входного и технологического контроля за трехлетний период

Из кривых (рис 10 - 12 видно, что химический состав и степень пластической деформации оказывают существенное влияние на механические свойства сплава ВТ20 Чем выше степень пластической деформации, т е меньше толщина листа, тем больше величина значений предела прочности и их различие от плавки к плавке При этом сохраняется общеизвестная закономерность чем выше предел прочности, тем ниже характеристики пластичности - относительное удлинение, угол загиба

Свойства металла шва сварных соединений практически невозможно увязать со свойствами основного металла Из данных рис 10 видно, что у 75 % сварных образцов значения предела прочности металла шва сварных соединений из листовых заготовок толщиной 1,2 мм укладываются в область разброса значений предела прочности основного металла, у остальных 25 % прочность металла шва снизилась на 2- 8 % по сравнению с прочностью основного металла Угол загиба только у 63 % металла шва сварных соединений укладывается в область разброса значений для основного металла, у 20 % значения угла загиба увеличились на 9 - 36 %, а у 17 % - уменьшились на 13 - 25 %

Для листовых заготовок толщиной 2 мм, рис 11 оказалось, что значения предела прочности металла шва у 28 % сварных соединений по сравнению со значениями для основного металла, повысились на 2 - 7 %, а у остальных остались на уровне значений для основного металла Угол загиба для металла шва

сварных соединений у 8 % - повысился на 12 - 18 %, у 48 % - снизился на 50 - 80 %

Наиболее существенные изменения механических свойств металла шва сварных соединений по сравнению с основным металлом наблюдаются у заготовок толщиной 2,5 мм (рис 13) Только у 5 % сварных соединений значения предела прочности металла шва укладываются в область разброса значений для основного металла, у 3 % превышают на 3 - 10 %, а у 92 % — уменьшились на 2 -14 % У 82 % металла шва сварных соединений по сравнению с основным металлом значения угла загиба превышают на 2 - 95 %

Из анализа рисунков 10-12 следует, что характеристики пластичности металла шва сварных соединений для всех толщин заготовок не имеют четкой зависимости от временного сопротивления разрыву, те не наблюдается общеизвестная закономерность, с повышением прочности происходит уменьшение пластических свойств - угла загиба

Из проведенных исследований следует свойства металла шва сварных соединений из псевдо-а-титановых сплавов определяются режимом термического цикла сварки

Наиболее приемлемыми режимами термического цикла сварки являются режимы сварки для заготовок толщинами 2 мм, поскольку свойства металла шва сварных соединений равноценны свойствам основного металла Наиболее критическими для

получения требуемых свойств металла шва сварных соединений являются режимы термического цикла сварки для заготовок толщиной 2,5 мм, поскольку у

в

г

Рисунок 7 - Форма кромки со стороны проплава и расчетная величина радиуса скруглепия г э - толщина свариваемой заготовки, мм; g - ширина усиления, мм.

а)

б)

в)

Рисунок 8 - Пространственные диаграммы изменения величины прогиба сварных образцов сваренных: а-в - непрерывной ААрДЭС при постоянных 1св=90А, и=10 В; расход аргона Р=7,5/7,3 л/мин и изменяемых соответственно У=15 м/ч, - 20 м/ч, - У=25 м/ч ; г-е-импульсной ААрДЭС при постоянных У=15 м/ч, и=10 В и изменяемых соответственно 1св=90А, - 150А, - 165А.

(5 я/ч

Рисунок 9 - Внешний вид сварного шва при: а - непрерывной ААрДЭС, б -импульсной ААрДЭС

92 % сварных заготовок прочность металла шва снизилась на 14 % по сравнению с основным металлом.

В четвертой главе приведены теоретические исследования зависимости изменения механических свойств металла шва от режимов термического цикла сварки.

Основным критерием выбора режимов термического цикла сварки является оптимальный интервал скоростей охлаждения Доэопт, в котором степень понижения уровня пластических свойств и ударной вязкости околошовной зоны и шва в сравнении с основным металлом оказывается наименьшей.

На основе параметров традиционных режимов термического цикла («жесткие», «мягкие») сварки рассчитаны длинна сварочной ванны, время

Ч> 8,

г ä з Ц < о/

р. п а 7

Д. h^S RV

ч- -л

~s ч в

"N Т

■А

50

го

SSO 1000 „мпа 950 то о»*"Па 9S0 ШЮ <*МПа 9S0 ШО °*мпа

Рисунок 10 - Изменение пластических характеристик (8, (р) основного металла (а) и сварного шва (б) сплава ВТ20 (толщина листов 1,2 мм) в зависимости от величины предела прочности и химического состава плавок 1) AI - 6 45%, Mo - 1 42%, V - 1 1%, Zr -1 67%, Н2 - 0 006%, AI - 6 21%, Mo • 0,64%, V -1 13%, Zr -1 6%, H2 - 0 0045%, AI - 6 19%, Mo - 0,83%, V -f 12%, Zr - 1 78%, H2 - 0 005%, AI - 5,7%, Mo - 0,64%, V - 1 15%, Zr -1 78%, H2 - 0 008%

ПВД

5

20

55

35

25

1 2! 3 о!

t= rt^j

-1 Ч ff -*

$

S л

J- м

4 bis 1 7— .. *

%0 ГЛ ЮОО „.«П. 950 то оаМПа 950 Ш тМПа 950 Ш 01мпа Рисунок 11 - Изменение пластических характеристик (5, «р) основного металла (а) и I варного шва (б) сплава ВТ20 (толщина листов 2,0 мм) в зависимости от величины предела прочности и химического состава плавок

1) А1 5 99%, Мо - 0 79%, V -1 09%, Хг - 1 58%, Н2 - 0 006%, 2) А1 - 5 64%, Мо - 0 83%, V 1 14%, 2г - 1 97%, - 0 004%, 3) А1 - 5 96%, Мо - 0 58%, V - 1 16%, гг - 1 73%, Н2 -0 007%, 4) А1 - 5 59%, Мо - 0 79%, V - 1 06%, гг - 1 67%, Н2 - 0 007%

1 "Br г 3 V 1 j..........'

t

I il 1 ■ i

1 f V: J ' _,__

У -к 1

ЛГ 4

4 1 Л1 У й

V 1

[ в

■Jb— \ i

/V s \

j ; V •ll 1 • Ч 1

s 1

1 • • f р

J > (

i •

■

Г

em ко ко œ> о» мл* ко ко ах o.wne от 9» вп «ампя "я» ио ют ш та <,вмпа

Рисунок 12 - Изменение пластических характеристик (5, (|>) основного металла (а) и сварного шва (б) сплава ВТ20 (толщина листов 2,5 мм) в ¡авмсимости от величины предела прочности и химического состава плавок 1) А1 - 6 7%, Mo - 0 72%, V - 1 07%, Zr - 1 83%, Н2 - 0 007%, 2) А1 6 14%, Mo - 0 74%,

V -1 14%, Zr -1 59%, Н2 - 0 007-0 0012%, 3) А1 - 6 04%, Mo - 0 84%, V - 1 17%, Zr 1 78%, Н2 - 0 004-0 010%, 4) AI - 6 45%, Mo - 0 80%, V - 1 I 3%, Zr - I 77%, H2 - 0 004%

пребывания металла в сварочной ванне в расплавленном состоянии (табл 1) и мгновенные скорости охлаждения в околошовной зоне при разных температурах (рис 13) L = q/(2nXT, t, = L / DCB, сОо ic Х(Т- Т0)2 / (q / т-,)

Зная режимы термического цикла "сварки для каждого вида сварки и толщины заготовки по вышеприведенным формулам для каждого режима рассчитывались длина сварочной ванны L, время пребывания в расплавленном состоянии tB, мгновенная скорость охлаждения соо и строились зависимости с использованием приложения Microsoft Office, Excel

Из данных и рисунка 14 видно, что традиционные режимы сварки стыковых соединений из листовых заготовок сплава ВТ20 приводят к широкому диапазону скоростей охлаждения в интервале температур фазового а< +(î превращения На расширение этого диапазона скоростей охлаждения оказывает влияние температура полиморфного превращения сплава ВТ20, которая колеблется в зависимости от химического состава сплава от 920 до 1040 ''С Сопоставление оптимальных скоростей охлаждения для получения наилучших механических свойств сварного соединения с полученными данным показывает, что некоторые традиционные режимы термического цикла сварки не обеспечивают оптимальных скоростей охлаждения либо меньше (рис 13 кривые 7,8) и составляют й>=113 - 198,2 °С/с, либо больше (рис 2 кривые /, 2, i, 4) и составляют еа= 552 - 1419 °С/с Наиболее оптимальные значения скоростей охлаждения обеспечивают традиционные режимы сварки пульсирующей дугой (все толщины) и непрерывной дугой листов толщиной 2,0 мм

Исходя из условия, что при сварке плавлением с увеличением скорости охлаждения в интервале фазового а<-»р превращения происходит непрерывное увеличение прочности сварных соединений у а- и псевдо а-титановых сплавов, были построены зависимости изменения угла загиба и предела прочности сварных соединений (данные технологического контроля за 3-хлетпий период) от скорости охлаждения (рис 14)

Данные рис 13, 14 показывают, что, оптимизировав режимы термического

цикла сварки титановых сплавов, можно получать сварные конструкции с механическими свойствами не отличающимися от механических свойств основного металла Так для листовых заготовок необходимо скорректировать режимы термического цикла сварки таким образом, чтобы скорость охлаждения в околошовной зоне сплава ВТ20 составляла для заготовок толщиной 1,2 мм -<в= 630 - 780 °С/с, толщиной 2,0 мм - со= 480 - 650°С/с, толщиной 2,5 мм - <о > 200°С/с

Таблица 1

Результаты расчетов измерения длины сварочной ванны, времени пребывания металла в сварочной ванне в расплавленном состоянии в зависимости от

традиционных режимов термического цикла сварки сплава ВТ20

Толщина стыкового соединения, мм Длина сварочной ванны, см Время пребывания металла в сварочной ванне в расплавленном состоянии, с

Режимы

"жесткие" "мягкие" "жесткие" "мягкие"

1,2 пд 1,824 2,85 6,56 6,83

1,5 п.д 2,565 4,104 9,23 9,84

2,0 пд 4,56 6,84 16,4 16,4

1,2 н.д 1,824 2,565 3,3 3,7

1,5 нд 2,31 3,135 4,1 4,5

2,0 н.д 2,95 3,99 7,1 7,2

2,5 нд 5 47 6 669 23 5 32 06

3,0 нд 2,95 5,4 7,1 9,7

Примечание, пд. - сварка пульсирующей дугой, н л- сварка непрерывной дугой

а) Сварка пульсирующей дугой

6) Сварка непрерывной дугой

200 «0 600 600 таю 1200 И00 1600(1)'С/с

Рисунок 13 - Изменение скорости охлаждения в зависимости от режимов термического цикла сварки при температуре полиморфного превращения (а - (!) в околошовной зоне сплава ВТ20 (расчетные данные) а - сварка пульсирующей дугой, б - сварка непрерывной дугой, 1,2, 11, /2-1,2 мм, 3, 4, 13,14- 1,5 мм, 5,6-2,0 мм, 7. 5-2,5 мм, 9, 10-3,0 мм, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13-сварка на жестких режимах, 2,4,6,8,10,12,14-сварка на мягких

режимах

В пятой главе приведены научно обоснованные экспериментальные исследования влияния раскроя заготовок ГЛР в азоте, режимов термического

цикла сварки, (интенсивной) пластической деформации металла шва на лучом в среде азота на установке ВУвТКОМС-ВУБТАЯ 3015, сварку на автомате АДСВ-6 в среде высокоочищенного аргона, холодную прокатку металла шва производили на роликовой машине ЛРС-10 химический состав, макромикроструктуру и механические свойства металла шва Раскрой заготовок 500x100x2,5 мм из сплава ВТ20 производился лазерным

а)

лист тощинои 12 т

б)

лист тощинои 20 ««

в)

лист тонтиной 2$ т

у \

/ \

\ "\2

в® в а у

■у/- ¿ьА.

V*. >

У -<1

и

МПа

1050

650 700 150 С/с

.А.

<а> „-ел

Рисунок 14 - Изменение угла загиба и предела прочности сварного шва (данные технологического контроля за 3-хлегаий период) сплава ВТ20 в зависимости от скороста охлаждения 1кЗ- для металла шва, 2и4- для основного металла, а-для листов толщиной 1,2 мм, б - для листов толщиной 2,0 мм, в-дпя листов толщиной 2,5 мм

Изменение содержания легирующих элементов для всех режимов ГЛР находятся в пределах допуска для титановых сплавов в соответствии с ОСТ 90013-81, практически для исследованных режимов резания содержание примесей водорода, азота и кислорода в поверхностном слое реза титановых сплавов находится в пределах в соответствии ОСТ 90013-81 В поверхностной зоне реза, особенно на выходе лазерного луча, формируется тонкая пленка сложного состава (аморфная, кристаллическая и нанокристалическая) толщиной 0,003-0,07 мкм ЗТВ имеет сложное многослойное строение игольчатая структура (иглы 7-10мкм) затем крупные иглы (20-25 мкм) и вновь мелкие иглы (7-10 мкм) переходящие к исходной глобулярной структуре (рис 15) Микротвердость на поверхности реза увеличивается и изменяется по глубине на 1,5-2 мкм, особенно на выходе лазерного луча от Ну >10000 МПа до 3600 МПа основной металл

Снятие остаточных напряжений как после ГЛР так и после традиционного фрезерования вакуумным отжигом приводит к увеличению МУ титановых сплавов на порядок, а опескоструивание более чем на 2 порядка

Макро- микроструктура металла шва после холодной пластической деформации и последующего отжига приведена на рис 16 и 17 Холодная пластическая деформация приводит к формировании по сдвиговых полос, а отжиг к коагуляции и округлению пластин а и (5 фаз В зона сплавления явновыраженная игольчатая структура переходит к пластинчатой Кроме того,

чем интенсивнее скорость охлаждения в интервале фазового превращения Р->а

Рисунок 1 $ - Макроструктура сплава ВТ20 после ГЛР в среде азота в зоне выхода

лазерного луча

'Рисунок 16 - Макро и микроструктура х500 (1-4) холоднодеформированного, (5-8) холоднодеформированного и отожженного металла шва

Рисунок 17 - Фрагменты микроструктуры металла шва сплава ВТ20 после холодной пластической деформации (а,б) и последующего отжига (в,г); по термическому циклу сварки д-№3, е-№5 (табл 2)

Правильность предлагаемой теории повышения механических, свойств металла шва сварных конструкций оценивалась экспериментальными исследованиями, в ходе которых были изготовлены сварные образцы из заготовок толщиной 2,5 мм.

Результаты испытаний представлены в табл. 2 и 3, из которых видно, что при термическом цикле сварки на низких скоростях металл шва: сварного соединения имеет низкие значения предела прочности и высоким углом загиба, при этом изменяется химический состав металла шва, а при термическом цикле сварки заготовок по найденным оптимальным режимам химический состав металла шва не изменяется, получаются высокие значения предела прочности, прахгически не отличимые от значений основного металла. Усталостные свойства сварных образцов по новой технологии выше, чем у образцов изготовленных по традиционной технологии.

Таблица 2

Изменение химического состава механических свойств и характера разрушении сварных образцов сплава ВТ20 в зависимости от режимов термического цикла сварки

Номе Р

Варна

НТВ

Химический состав. %

Мсханнческ не свойства

0.0016

0.071 0.064

Характер разрушения

Режим тсрмическо ■о цикла сварки

смл: и = 127 "С/с при Г-=960 •С'

11-185 "С/с при Г«960

-,.„=о.мГ

СМ'С

.. -430 °С1с г рн 7^=960 "С:

Основной металл

"С/с при 7=Ч60«С

Основной металл

»~5»,9 "С/смри Г-960»с

Примечание: а числителе - показатели для основного металла; в знаменателе - для металла шва

Таблица 3

Изменение усталостной прочности сварных образцов го сплава ВТ20 в зависимое™ от вида

подготовки поверхности

Способ обработки кромок Плавка Число циклов* N до разрушения

Отжиг в вакууме Отжиг на воздухе + опескоструивание

Фрезерование кромок под сварку 4 1 26600 232488

42 15533 289242

43 23800 1081070

Не сварные образцы (ОМ) 60 419668 1111647

67 371081

68 352325 2575981

64 364813

ГЛР кромок под сварку в среде азота 76 33980 191222

77 41000

78 32300 256129

3 1 38770 1130011

39 36160

ГЛР кромок под сварку в среде аргона 57 55414

58 51540

59 27870

Примечание * Рабочий режим испытаний амплитуда 14,8 мм, частота 24Гц Расчетные напряжения на поверхности образца составляют 710 МПа

Общие выводы

1 В работе приведены исследования и установлены закономерности влияния формы стыкуемых кромок и механизма формообразования диффузионного взаимодействия их перед расплавленной ванной, режимов термического цикла сварки на формирование структуры и свойств металла шва, остаточных напряжений и коробления конструкций, позволяющие решить проблему современного производства, связанную с возможностью варьирования режимами термического цикла, обеспечивающими надежность конструкций из титановых сплавов летательных аппаратов.

2 Макро- и микроисследованиями установлено что перед зоной плавления формируются, зона диффузионной сварки, где образуются замкнутые пустоты с капиллярно конденсированной влагой переходящие в поры при плавлении, зона контактирования ограниченная верхней и нижней кромками с выходом к исходному материалу через который происходит удаление с поверхности адсорбированной влаги, зона вдавливания нижней кромки Впервые установлено, что полное удаление капиллярно конденсированной влаги возможно при сохранении на поверхности регулярного рельефа одной из стыкуемых заголовок (газоотводящих каналов) вплоть до температуры плавления, что обеспечивается ГЛР заготовок

3 Теоретическими экспериментальными исследованиями установлено влияние формы стыкуемых кромок и режимов термического цикла сварки на остаточные напряжения, геометрию металла шва и ЗТВ, порообразование и коробление тонколистовых конструкций из титановых сплавов Показано, что минимум напряжений соответствует касанию кромок в зоне усиления, разница в величине остаточных напряжений для сплава ВТ20 составляет 8-20%, для сплава ОТ4-1 - 40 - 80%, подбирая оптимальные режимы термического цикла сварки можно уменьшить коробление конструкции на 15-40% и получить сварной шов с минимальными размерами проплава, усиления и ширины металла шва и ЗТВ Теоретически обосновано и экспериментально подверждено обеспечение минимума остаточных напряжений в процессе термического цикла сварки заготовок у которых нижняя часть кромки выполнена с определенным радиусом,

что позволило разработать форму шабера и режимы автоматической обработки кромок

4 Рентгеноскопией металла шва установлено, что вид раскроя и подготовки кромок, а так же качество присадочной проволоки оказывают существенное влияние на порообразование в металле шва в процессе термического цикла сварки Показано что самый высокий уровень дефектности металла шва, более 25%, у образцов сваренных из заготовок сваренных после раскроя на ножницах гильотинного типа, 1,7% после чистового фрезерования, 1,2% после чистового фрезерования и ручного шабрения, применение дефектной присадочной проволоки независимо от вида раскроя заготовок приводит к образованию пор в металле шва Полностью исключается порообразование в металле шва у образцов сваренных из заготовок после ГЛР, у комбинированных заготовок (ГЛР + ножницы гильотинного типа), после станочного шабрения фрезерованной кромки специальным шабером

5 Теоретические расчеты традиционных режимов термического цикла сварки (длина расплавленной ванны (Ь), время 1в пребывания металла в расплавленном состоянии, мгновенная скорость охлаждения со0 в точке околошовной зоны) показали, что некоторые из них не обеспечивают оптимальных скоростей охлаждения в области [5—»а превращения при сопоставлении с данными М ХШаршорова либо меньше - 113 - 198 °С/с, либо больше 552 - 1419 °С/с Исходя из условия, что при сварке плавлением псевдо-а-титановых сплавов с увеличением скорости охлаждения в интервале фазового р—»а превращения происходит непрерывное увеличение прочности, удалось построить зависимости изменение угла загиба и временного сопротивления разрыву от мгновенной скорости охлаждения, что позволило четко оценить закономерности связи между скоростью охлаждения и механическими свойствами традиционных режимов термического цикла сварки, исходя из которой можно оптимизировать режимы термического цикла сварки получать сварные конструкции из титановых сплавов с механическими свойствами не отличающимися от свойств основного металла

6. Механические свойства после ГЛР титановых сплавов в среде технического азота в сравнении с традиционной обработки фрезерованием различаются не значительно Отжиг в воздушной среде с последующим опескоструиванием после всех видов раскроя заготовок приводит к формированию сжимающих напряжений и максимальному увеличению МУ и в разной степени более чем в 20 раз для заготовок после ЭЭР, более чем на 2 порядка для заготовок после ГЛР в азоте и на 1 порядок после ГЛР в аргоне, при этом уровень МУ заготовок после ЭЭР и ГЛР в азоте практически одинаков и составляет ~ 2,5 10, а дня заготовок после ГЛР в аргоне -2,0 10, микротвердость поверхности при этом составляет Ну>10000 МПа

7 Исследованиями кинетики разрушения образцов после различных видов раскроя при растяжении по параметрам акустической эмиссии установлено, что фрезерованные образцы обладают низкой акустической активностью по сравнению с образцами полученными ГЛР и ЭЭР, причем количество событий в последних практически одинаковое Однако суммарная энергия (накопление энергии) у образцов после ГЛР значительно выше, чем у прочих Все это свидетельствует о наличии высоких растягивающих внутренних термических напряжений в образцах после ГЛР в азоте

В Режимы термического цикла сварки (скорость сварки усв и скорость охлаждения соохл в интервале р—>а превращения) оказывают существенное влияние на свойства металла шва Чем меньше скорость охлаждения, тем больше величина изменения содержания легирующих элементов, тем выше значение угла загиба и меньше временное сопротивление разрыву Микроструктура металла шва при этом более грубая, крупноигольчатая, ширина а'-пластин

бочьше При оптимальной скорости охлаждения в процессе термического цикла сварки свойства металла шва идентичны свойствам основного металла при статических и усталостных испытаниях

9 Холодная прокатка металла шва и ОШЗ практически полностью исключает коробление сварных конструкций из титановых сплавов Установлено изменение литой микроструктуры шва и ОШЗ после высокотемпературной (в интервале превращения Р~>а) обработки холоднокатаных сварных швов, которая представляет собой измельченную а -фазу Подтвержден эффект улучшения механических свойств (прочность, пластичность, долговечность) после холодной пластической деформации и последующих либо горячей деформации, либо термической обработки в интервале температур предпревращения р~»а с обеспечением скоростного нагрева и охлаждения Возможной причиной этого эффекта являются еинергетические процессы упорядочения в зонах структурных концентраторов напряжений

10 Разработанные рекомендации по изготовлению конструкций из титановых сплавов прошли опытно-промышленное испытание на КнААПО и t ai овиться техдокументация для внедрения в серийное производство отрасли

11 Экономический эффект от внедрения технологии составил 138611,5 рублей в

год.

12 Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедра ТСП и МиТНМ КнАГТУ в курсах «Материаловедение и технология производства материалов», «Технология производства сварных конструкций» и используется при выполнении научно-исследовательской работы студентами и аспирантами

Основное содержание работы опубликовано в следующих работах:

1 Матвее нко, ДЛЗ, Аналитическая оценка качества сварных соединений то!жолисговых конструкций из титановых сплавов/ Д В Матвеенко, П В Череповский, ВММуравы5в// Ш-я конкурсная конференция «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике» Тезисы докладов- Королёв, ИПК «Машприбор»- 2004 11-13 октября - С 31-34

2 Муравьёв, В И, Прогнозирование свойств сварных соединений тонколистовых конструкций из титановых сплавов / В И Муравьев, Д В. Матвеенко, П В Череповский// Авиационная промышленность, 2004 - №2 - С 64-68

3 Муравьёв, В И , Порообразование при сварке титановых сплавов / В И Муравьёв, Д В Матвеенко, П В Череповский // Материаловедение, 2004 - №7 -С 15-21

4 Череповский П В, Эффективность снятия остаточных напряжений в свлрных титановых конструкциях/ П В Череповский, В И Муравьев // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения Сборник докладов третьей конференции Владивосток -Комсомолызк-на-Амуре, сентябрь 2004 Комсомольск-на-Амуре ИМиМ ДВО РАН, 2005 С 219-22»

5 Муравьев, В И , Обеспечение надежности сварных титановых конструкций/ В И Муравьёв, Д В Матвеенко, П В Череповский // Китайско-Российский форум молодых учёных, Сборник выступлений - Ченду, 2005 16-23 октября -С 147-149

6 Череповский ГГ В, Эффективность снятия остаточных напряжений в сварных титановых конструкциях/П В Череповский, В И Муравьев // "Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности", статьи и материалы [II научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (23 - 2 5 ноября 2005 г, Москва) - Москва ОАО "ОКБ Сухого", 2005 С 510-515

7 Муравьев, В И, Влияние процессов плавления и кристаллизации металла шва на свойства сварных конструкций из титановых сплавов/ В И Муравьев, Р А Физулаков ДВ Матвеенко, ПВ Череповский, ОН Клешнина// Материалы междунар науч пракг конф «Повышение эффективности инвестиционной и инновационной деятельности в Дальневосточном регионе и странах АТР»/ Комсомольски Амуре, ГОУВПОКнАГТУ2006 -Ч 1 -с54-68

8 Череповский П В Влияние скорости охлаждения в околошовной зоне в процессе сварки плавлением на свойства сварных титановых конструкций/ П В Череповский, В И Муравьев, Д В Матвеенко, М В Савченко// Материалы междунар науч пракг конф «Повышение эффективности инвестиционной и инновационной деятельности в Дальневосточном регионе и странах АТР»/ Комсомольск на Амуре, ГОУВПО КнАГТУ2006 -Ч 1 -с69-76

9 Муравьев, В И, Влияние традиционных режимов сварки на свойства металла шва и основного металла титановых конструкций/ В И Муравьев, РА Физулаков, ДВ Матвеенко, ПВ Череповский, MB Савченко// Материалы mokj[унар науч пракг конф «Повышение эффективности инвестиционной и инновационной деятельности в Дальневосточном регионе и странах АТР»/ Комсомольск-на Амуре, ГОУВПО КнАГТУ 2006.-Ч 1 -с 77-88

10 Муравьев В И, Оценка усталостных свойств титановых коштрукций в зависимости от вида технологических операций раскроя и погледующей обработки заготовок/ В И Муравьев, Р А Физулаков, П В Череповский// Авиационная промышленность, 2007 - № 4 - С 35-39

11 Муравьев В И, Исследование влияния газолазерного раскроя на эксплутационную надежность штампосварных титановых конструкции/ В И Муравьев, Р А Физулаков, В П Иванов, П В Чер« понский, Е Н Новиков// Материаловедение, 2007 - № 10 - С 26-28

12 Муравьев В И, Особенности формирования поверхности реза титановых сплавов лазерным излучением/ В И Муравьев, Р А Физулаков, П В Череповский, О П Логвинов// Упрочняющие технологии и покрытия, 2007 - №9 - С 17-23

13 Муравьев ВИ, Формирования поверхности реза титановых в процессе газолазерного раскроя/ В И Муравьев, Р А Физулаков, П В Череповский, О П Логвинов// Вопросы авиационного материаловедения Сборник докладов международной научно технической конференции, посвеш«нной75-летию ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ, Москва, июнь 2007г С 119-120

Подписано в печать

Формат 60x84 1/16 Печать офсетная

Уел Печ л 1,40 Уч-изд л 1,35 Тираж 100 Заказ 208 76

Полиграфическая лаборатория Государственного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

«Комсомольского- на- Амуре государственного технического университета»

681013,Комсомольск-на-Амуре, пр Ленина, 27

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА СВАРКИ НА СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ.

1.1. Аналитическая оценка современного состояния влияния химического состава, дефектов структуры на свойства металла шва сварных конструкций из титанового сплава.

1.2. Анализ современных достижений в области повышения плотности и механических свойств металла шва и обоснование выбора перспективного направления исследования.

1.3 Традиционные и перспективные методы исследования, оборудование и методики.

Глава 2. МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ДИФФУЗИОННОГО СОЕДИНЕНИЯ ПЕРЕД ФРОНТОМ РАСПЛАВЛЕННОЙ ВАННЫ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ, КОРОБЛЕНИЕ И ПОРООБРАЗОВАНИЕ В ПРОЦЕССЕ ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА СВАРКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ.

2.1. Формирование поверхности кромок титановых заготовок под сварку плавлением.

2.2. Механизм формирования соединения перед фронтом расплавленной ванны в процессе термического цикла сварки.

2.3. Исследование влияния режимов термического цикла сварки на напряжения, порообразование, геометрию металла шва и деформации конструкций из титановых сплавов.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА И ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА СВАРКИ НА СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ШВА И ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА

КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ.

3.1. Влияние легирующих элементов на температуру полиморфного превращения и свойства псевдо-а-титановых сплавов.

3.2. Аналитическая оценка свойств основного металла и металла шва в зависимости от химического состава при входном и технологическом контроле.

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА ШВА ОТ

РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА СВАРКИ.

Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИДА РАСКРОЯ ЗАГОТОВОК, РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА СВАРКИ, (ИНТЕНСИВНОЙ) ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛА ШВА НА ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, МАКРО- МИКРОСТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ШВА.

5.1. Влияние природы формирования поверхности реза заготовок на их макро- микроструктуру и химический состав поверхностного слоя.

5.2. Оценка усталостных свойств титановых конструкций в зависимости от вида технологических операций раскроя и последующей обработки заготовок.

5.3. Исследование влияния термического цикла на макро- и микроструктуру и механические свойства металла шва.

5.4. Исследование пластической деформации металла шва на напряжения, деформацию и макро- и микроструктуру сварных конструкций из титановых сплавов.

Высокие механические и антикоррозионные свойства, значительная прочность (вдвое прочнее железа) при относительно небольшой плотности (значительно легче железа) делают титан весьма ценным конструкционным материалом, благодаря чему он достаточно быстро получил широкое распространение в современной технике. Исходя из требований к эффективности, экономичности и надежности современных летательных аппаратов (JIA), связанных с уменьшением материалоемкости, увеличением удельной прочности и жесткости конструкций наиболее перспективными конструкционными материалами для них являются титановые сплавы, особенно при изготовлении из них штампосварных конструкций из прогрессивных точных заготовок (профили, листы штамповки).

Актуальность проблемы заключается в том, что сварка плавлением титана и титановых сплавов сопровождается образованием химической и физической неоднородности зоны соединения, что, как правило, приводит к снижению технологических и эксплуатационных характеристик. При этом искажаются геометрические размеры конструкции из-за возникновения сварочных напряжений, появляются поры и микротрещины в металле шва, снижаются механические характеристики и другие показатели.

На практике при изготовлении сварных конструкции в технических требованиях закладывается снижение предела прочности сварного шва на 10% от предела прочности основного материала. При производстве данное снижение оказывается еще больше - 11-15%. При исправлении дефектов полученных при сварке (поры, подрезы, вольфрамовые включения и др.) подваркой происходит дальнейшее снижение предела прочности. Увеличение времени существования сварочной ванны для исключения порообразования приводит к увеличению размера зерна металла шва, что приводит к снижению механических свойств. Подварка дефектов сварного шва, так же приводит к дальнейшему росту зерна. Согласно теории М.Х. Шаршорова при увеличении до определенной величины скорости охлаждения зоны термического влияния в интервале температур превращения Р<-»а и скорости охлаждения сварочной ванны можно получить механические свойства ЗТВ и металла шва практически не отличающихся от свойств основного металла.

Поэтому исследования возможности повышения механических свойств сварного соединения до свойств основного материала путем снижения внутренних напряжений, полного исключения пористости сварного шва, управление формированием структуры металла шва путем варьирования скоростью охлаждения сварочной ванны и ЗТВ в интервале температур превращения являются актуальными и представляют научный и практический интерес.

Цель работы

Обеспечение надежности конструкций из титановых сплавов ЛА путем повышения плотности металла шва, уменьшения остаточных напряжений и улучшением структуры металла шва, за счет оптимизации режимов термического цикла сварки, обеспечивающих свойства металла шва идентичные свойствам основного металла

Для реализации поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

Анализ существующего положения в области повышения эксплутационных характеристик, в том числе улучшение механических свойств, сварных конструкций из титановых сплавов, выбор и обоснование направлений исследований по улучшению механических свойств (повышения надежности конструкций);

Разработка методик и подбор оборудования для проведения исследований

Исследование влияния формы стыкуемых кромок и режимов термического цикла сварки на остаточные напряжения.

Исследование влияния режимов термического цикла сварки на механические свойства металла шва.

Исследование холодной прокатки металла шва для снижения остаточных напряжений

Исследование влияния скорости охлаждения сварочной ванны в интервале температур превращения Р<-»а на механические свойства сварного соединения.

Экспериментальные исследования и практическое опробование полученных результатов

Внедрение разработанных положений

Научная новизна

1. Выявлены форма стыкуемых кромок, время существования расплавленного металла шва обеспечивающие минимальные коробление и остаточные напряжения сварных конструкций из титановых сплавов, а так же снижение пористости металла шва. |

2. Установлены закономерности взаимосвязи механических свойств основного металла и металла шва в зависимости от химического состава, толщины листа (материала) и режимов термического цикла сварки.

3. Выявлена зависимость механических свойств от скорости охлаждения металла шва в интервале температур превращения (3<->а фаз, что позволяет прогнозировать механические свойства сварных конструкций.

Практическая значимость работы

1. На основании исследований влияния формы стыкуемых кромок на коробление и остаточные напряжения, предложена новая оптимальная форма стыкуемых кромок, а так же способ получения данной формы.

2. Предложена методика расчета скорости охлаждения в интервале температур превращения Р<->а в процессе термического цикла сварки в зависимости от скорости сварки, применительно к конструкциям из титановых сплавов.

3. Предложена методика прогнозирования механических свойств основного металла и металла шва в зависимости от химического состава, толщины листа (материала) и режимов термического цикла сварки.

Разработанные рекомендации по изготовлению конструкций из титановых сплавов прошли опытно-промышленное испытание на КнААПО и готовится техдокументация для внедрения в серийное производство отрасли.

Экономический эффект от внедрения технологии составил 138611,5 руб. в год.

Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедрах ТСП и МиТНМ КнАГТУ в курсах «Материаловедение и технология производства материалов», «Технология производства сварных конструкций» и используется при выполнении научно-исследовательской работы студентами и аспирантами.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Анализ причин снижения прочности металла шва, их влияние на свойства и надежность конструкций из титановых сплавов, современных способов улучшения механических свойств, сварных конструкций из титановых сплавов, обоснование выбора направлений исследований по улучшению механических свойств (повышения надежности конструкций).

1. Исследования механизма формирования соединений перед фронтом расплавленной ванны и напряжений в зависимости от формы стыкуемых кромок и режимов сварки.

2. Зависимость механических свойств металла шва от режимов термического цикла сварки, химического состава и свойств основного металла.

3. Закономерности формирования структуры металла шва в зависимости от режимов термического цикла сварки и скорости охлаждения сварочной ванны в интервале температур превращения Р<-»а и ее влияния на механические свойства металла шва.

4. Результаты экспериментальных исследований и практических опробований полученных результатов

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, большим объемом статистических и экспериментальных данных и сопоставлением полученных результатов с данными других авторов.

Апробация работы основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях, совещаниях и семинарах: научно-технических конференциях аспирантов и студентов (Комсомольск-на-Амуре 2004-2006г.г.); III-я конкурсная конференция молодых специалистов авиационных, ракетокосмических и металлургических организаций России «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике», г. Королёв. 2004г. ; П-я научно-практическая конференция молодых учёных и специалистов «Исследованиями перспективные разработки в авиационной промышленности», ОКБ «Сухого», г. Москва, 2004г.; 1-ый Слет молодежи занятой в различных отраслях экономики края г. Комсомольск-на-Амуре, 2004 г.; ХХ-я научно-техническая конференция ОАО «КнААПО» «Созданию самолётов высокие технологии», г. Комсомольск-на-Амуре, 2005 г.; Китайско-Российский форум молодых учёных, Китай, г. Ченду, 2005г.; V-я конкурсная конференция молодых специалистов авиационных, ракетокосмических и металлургических организаций России «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике», г. Королёв. 2006г; Международная научно-техническая конференция «Вопросы авиационного материаловедения», посвященная 75-летию ФГУП «ВИАМ», Москва, 2007г.

Публикации основное содержание работы изложено в 13 печатных работах, из них вжурналах рекомендованных для публикации ВАК.

Объем работы диссертация состоит из введения 5 глав, списка литературы и приложений. Материалы работы изложены на 190 страницах, содержит 22 таблиц и иллюстрированы 78 рисунками. Список литературы содержит 127 наименований.

8. Выводы об экономической эффективности предлагаемого проекта

Проведенные расчеты доказывают целесообразность применения данного вида резки, как более экономичного и прогрессивного. Предлагаемый вид позволяет существенно снизить затраты на изготовление панели центроплана в частности цеховая себестоимость единицы продукции снижена на 1673 руб. На единицу изделия годовой экономический эффект составляет 138611,5 руб.

1. Грабин В.Ф.Металловедение сварки плавлением. Киев: Наук, думка, 1982.-с. 416

2. Алов А.А., Агапов И.И. Исследование кристаллического строения металла шва при дуговой сварке. Атогенное дело, 1948, №6 с. 10-15

3. Мовчан Б.А.Микроскопическая неоднородность в литых сплавах. Киев: Гостехиздат, 1962. -340с.

4. Макара A.M. Исследование вопросов технологии и металловедения сварки легированных конструкционных сталей: автореф. дис. д-ра техн. наук. Киев, 1963 .-51с.

5. Шаманин М.В. Некоторые вопросы кристаллизации металла шва при электродуговой сварке. Сварка, 1958, №1, с. 16-26

6. Прохоров Н.Н., Мвстрюкова А.С.Нервичная структура и ее значение при оценки прочности металла шва. Автоматическая сварка, 1965, 8, с. 1521.

7. Дятлов В.И., Абралов М.А., Шнайдер Б.И. Нервичная кристаллизация жидкой ванны при сварке металлов малых толш;ин Автоматическая сварка, 1967, JV«1 с. 26-30. 8. Грабин В.Ф. Структура и свойства сварных соединений из титановых сплавов. Киев: Наукова думка, 1964. 105 с.

9. Грабин В.Ф. Основы металловедения и термической обработки сварных соединений из титановых сплавов. Киев: Наукова думка, 1975. 261с.

10. Гудремон Э. Специальные стали: В 2-х т. М.: Металлургия, 1966. Т1.736С.

11. Гуревич СМ. К вопросу влияния алюминия на структуру и свойства сварных швов титана. В кн.: Титан и его сплавы: Металлургия и металловедение. М.: Изд-во АН СССР, 1958, с 205-208. 191

12. Шаршоров М.Х., Назаров Г.В. Сварка титана и его снлавов. М.; Мангиз, 1959.-139 с.

13. Штамновка, сварка, пайка и термообработка титана и его сплавов в авиастроении А.Г. Братухин, Ю.Л. Иванов, Б.Н. Марьин и др. М.: Машиностроение, 1997. 600 с

14. Современные технологии авиастроения А.Г. Братухин, Ю.Л. Иванов, Б.Н. Марьин и др. М.: Машиностроение, 1999. 832 с.

15. Гуревич СМ. Справочник но сварке цветных металлов. Киев: Наук, думка, 1990.-512 с.

16. Винокуров В.Д., Григорьянц А.Г. Теория сварочных деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1984. 280.

17. Хорн Ф. Атлас структур сварных соединений: Пер. с нем. Г.Н. Клебакова. М.: Металлургия, 1977. 288 с.

18. Холл В., Кихара К., Зут В., Уэллс А. Хрупкие разрушения сварных конструкций: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1974. -320 с.

19. Фелтам П. Деформация и прочность материалов: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1968. 120 с.

20. Редчиц В.В., Фролов В.А., Казаков В.А., Лукин В.И. Пористость при сварке цветных металлов. М.: Издательский центр "Технология машиностроения". 2002. 448 с.

21. Муравьев В.И., Матвеенко Д.В. Обеспечение несущей способности сварных титановых конструкций Сварочное производство. 2004. 9. 714.

22. Братухин А.Г. Технологическое обеспечение высокого качества, надежности, ресурса авиационной техники: В 2 т. М.: Машиностроение, 1996. Т 1.-524 с; Т. 2.-298 с.

23. Дашковский А.А., Бетлиевский Т.Е. Совершенствование сварочного производства Авиационная промышленность. 1986. -Ш8. 192 42-44.

24. Муравьев В.И. Особенности изготовления и оценки качества крупногабаритных тонкостенных сварных конструкций из сплава ВТ20 Авиационная промышленность. 1986. 8. 15-18.

25. Двайер О. Теплообмен при кипении жидких металлов. М.: Мир, 1980.-516 с.

26. Петров Г.Л., Хагуннев А.Н. Роль химических реакций в образовании пор при сварке титановых сплавов Сварочное производство. 1975. 8. -С. 57-58.

27. Редчиц В.В., Никифоров Г.Д. Механизм зарождения в сварочной ванне пузырьков газа при сварке активных металлов Сварочное производство. -1977.-Хо8.-С53-57.

28. Редчиц В.В., Никифоров Г.Д., Волес И.А. Предупреждение пор в сварных швах тонколистового титана и его сплавов Сварочное производство. -1974.-Ко 4.-С. 7-10. ЗЬЛозеев Г.Е., Черницьш А.И., Фролов В.В. Процессы, протекающие в стыке сварного соединения, и их влияние на пористость металла шва// Автоматическая сварка. 1977. J 2. 25-30. V

29. Григорьянц А.Г. Осповы лазерной обработки материалов. Машиностроение, 1989. 304 с. 33, Шаршоров М.Х., Мещеряков В.Н. Фазовые превращения и изменения свойств сплавов титана при сварке. Атлас. М.: Наука. 1973. 160. 34 Газы и окислы в алюминиевых деформируемых сплавах В.И. Добаткин, P.M. Габидуллин, В.А. Колачев и др. М.: Металлургия, 1976. 264 с.

30. Воюцкий С. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1975. 512 с. 36 Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука, 1970.-226 с.

31. Вероятность образования соединения в твердой фазе при М.: последовательном нагреве без приложения внешнего давления В.В. Редчиц, 193

32. Муравьев В.И., Якимов А.В., Семашко Н.А. и др. Аналитическая оценка методов определения температуры полиморфного превращения в псевдо-а-титановых сплавах Нелинейная динамика и прикладная Изд-во синергетика: Матер. Междунар. КнАГТУ,2002.С.69-72.

33. Якимов А.В. конф. Комсомольск-на-Амуре: Определение температуры полиморфного превращения в псевдо-а-титановых сплавах Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности: Матер. Научно-практич. конф. молодых ученых и специалистов. Москва, ОАО «ОКБ Сухого», 2002. 266 -269. 194

34. Федотов Г., Ронами Т.Н., Константинов К.М. и др. Изв. АН СССР. Металлы. 1968. №6. 167-171.

35. Корнилов И.И., Будберг Н.Б. двойных и тройных систем титана. М.:ВИНИТИ, 1961. 176 с.

36. Молчанов Е.К. Диаграммы состояния титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1964. 392 с. 52. 1960. 500 с

37. Еременко В.Н. Многокомпонентные сплавы титана. Киев: Изд-во Еременко В.Н. Титан и его сплавы. Киев: Изд-во АН УССР, АН УССР, 1962.206 с.

38. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов Hep с англ. М.: Металлургиздат, 1962. Т. 1. 608 с Т. 2. 508 1488 с. 55. 56. N.I., 1974. 57. 1960,15 c.

39. Adenstedt H.K., Pequignot J.R., Raymer J.M. Trans. Amer. Soc. May Kuth D. J., Ogden H.R., Jaffee R.I. D.M.I.C. Report 136 A, Корнилов И.И. Титан. М.: Наука, 1975. 305 с. Zwicker U. Titan und Titanlegierungen, Springer Verlag, Berlin, H. Metals, 1952. v. 44, p. 990. 59. 60. 61. 62. 13. 63. 64. 65.

40. Fast I.D. Rec. Trav. Chim. 1939. v. 58, 9/10, p. 973. Me Hargue С 1. a. o. J. Metals, 1953. v. 5, Xo9 (Sect. 2), p.l

41. Титан в промышленности. М.: Оборонгиз, 1

42. Fast J.D. Rec. Trav. Chim. 1939. v. 58, 9/10, p. 973. 195 Hamsen M. a. o. J. Metals, 1951. v. 3, Я» 10, p.

43. Duwez P.J. J. Metis, 1951. v. 3, 9, p.

44. Creighead C. M. a. o. J. Metals, 1950. v. 2, №3, p.

45. Металловедение и термическая обработка металлов, 1963. Х22.

46. Haues E. Т. U. S. Bur. Mines Rep. Invest., 1951. 4

47. Duwez P.J. Inst. Metals, 1952. v. 80, 9, p.

48. Гриднев B.H. и др. ДАН СССР, 1960. Т 134, №6, 1

49. Григорович В.К. Изв. АН СССР, ОТН, Металлургия и топливо. 1960. №5, 38.

50. Глазова В.В. и др. Изв. АН СССР, ОТН, Металлургия и горное дело. 1963. №6. 152. 72.

51. Hatt В. А. а. о. Nature, 1957. v. 180, 4599, 1

52. Hansen М., Anderko К. Constitution of Binary Alloys, Me Graw Hill, New York, 1958. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85.

53. Trans. Amer. Soc. Metals, 1954. v. XLVI. J. Metals, 1952. V. 4, №6. Z. Metallkunde, 1956. Bd. 47. №

54. Trans. Amer. Soc. Metals, 1952. v. XLIV. Me Quillan A.J. Inst. Metals, 1951 -1952. v. 80, 7, p.

55. Lohberg K. u. a. Z. Metallkunde, 1958. Bd. 49. N.9. S.

56. Агеев H.B. и др. ЖНХ. 1960. Т. 5. вып. 3.

57. Trans. Amer. Soe. Metals, 1958. v. L. Brotzen F. R. a. o. J. Metals, 1955. v. 7, №2 (Sect. 2), p.

58. Trans. Amer. Soc. Metals, 1956. v. XLVIII. Trans. Amer. Soc. Metals, 1961. v. LIII. Knorr W. Techn. Mitt. Krupp. 1957. Bd. 15. №7. S.

59. Клоп- W. a. 0. Z. Metallkunde, 1960. Bd. 51. №10. S.605.

60. Brotzen F. R. a. o. Iron Age/1954, v. 174, 27, p. 52.

61. Hansen M., Kamen E.L., Kessler H.D., McPherson D.J. J. Metals, 1951. V.3, №10, p. 881. 89. 90. 91.

62. Holden F.C. a. o. J. Metals, 1953. v. 5, №2 (Sect. 2), p. 23

63. Металловедение. M.: Судпромгиз, 1959. №

64. Trans. Metallurg. Soc. AIME. 1954, v. 200. Me Gregor E.R.. o. J. Metals, 1956. v. 8, №9 (Sect. 2), p. 1324. 196

65. Титан и его сплавы. Вып. 7. изд-во АН СССР, 1

66. Womer Н.W.J. Inst. Metals, 1951. v. 79, 3, p.

67. Polonis D.H. a. o. J. Metals, 1954. v. 6, №10 (Sect. 2), p. 1148. J. Inst. Metals, 1953 -1954. v.82,

68. Корнилов И.И. и др. ДАН СССР, 1956. Т. 108, №6, 1

69. Laves F. и. а. Naturwissenschaften, 1939. Bd. 27, №40, S.

70. Wallbaum H.J. Archiv Eisenhuttenwesen. 1940/41. Bd. 14, №10, S.

71. Duwez P. a. o. J. Metals, 1950. v. 2, №9, p. 1173. 101. J. Metals, 1956. v. 8, №5 (Sect. 2).

72. Pietrowsky P. a. o. J. Appl. Phys. 1960. v. 31, 10, p. 1763. 103. Me Quillan A.D. Trans.AIME, 1950. v. 204, p. 309 323.

73. Ливанов B.A., Буханова A.A., Колачев Б.А. Водород в титане. М.: Металлургиздат,1962. 245 с.

74. Мороз Л.А., Чечулин Б.Б. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1967. 255 с.

75. Palty А.Е., Margolin Н., Nielsen J.P. Trans. Amer. Soc. Metals, 1954. V. 46, p. 312.

76. Bumps E.S. Kessler H.D., Hansen M. Trans. Amer. Soc. Metals, 1953. V. 45, p. 1008. 108. Мак-Квиллен Металлургиздат, 1958.

77. Джаффи Р.И. Успехи физики металлов. Т. IV. Пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1961. 77.

78. Шоршоров М.Х. Металловедение сварки стали и сплавов титана. М.: Наука, 1965.

79. Шоршоров М.Х., Назаров Г.В. Сварка титана и его сплавов. М.: Машгиз, 1959.

80. Шоршоров М.Х., Белов В.В. Фазовые превраш,ения и изменения свойств стали при сварке. Атлас. М.: Наука, 1972. 158 с. 197 A.Д., Мак-Квиллен М.К. Титан. М.:

81. Meredith H.L., Handowa C.W., Welding J. 1955, 34, №7, 657.

82. Савицкий E.M., Тылкина М.А., Туранская А.Н. Титан и его сплавы. Металлургия и металловедение. Вып. 1. Изд-во АН СССР, 1958. с. 33.

83. Савицкий Е.М., Бурханов Г.С. Металловедение сплавов тугоплавких металлов. М.: Наука, 1971.

84. Шоршоров М.Х., Гордиенко Л.К. и др. Термопластическая обработка мартенситных сталей и титановых сплавов. М.: Наука, 1971.

85. Уманский Я.С., Финкельштейн Б.Н., Блантер М.Е., Кишкин СТ., Фастов Н.С., Горелик С. Физическое металловедение. М.: Металлургиздат, 1956.

86. Хореев А.И. Сварочное производство. 1970. №8. с. 26.

87. Моисеев В.Н. МиТом. 1977. №10. 63 68.

88. Шаршоров М.Х., Мещеряков В.Н. Фазовые превращения и изменения свойств сплавов титана при сварке. Атлас. М.: Наука, 1976. 160 с.

89. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн.

90. Лазерная резка металлов: Учеб. пособие для вузов /А.Г. Григорьянц, А.А. Соколов; Под ред. А.Г. Григорьянца. М.: Высш. шк., 1988. 127 с ил.

91. Дроздовский Б.А. Трещиностойкость титановых сплавов, М.: Металлургия, 1983.- 192с.

92. Иванов B.C. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургиздат, 1963.- 272с. с ил.

93. Колачев Б.А. Механические свойства титана и его сплавов. М.: Металлургия, 1974.-544с.

94. Нульцин Н.М. Титановые сплавы и их применение в машиностроении. М.: Машгиз, 1962.- 168с. с ил. 198