Сплавы на базе орторомбического алюминида титана (Ti2AlNb) являются одними из наиболее перспективных жаропрочных сплавов для изделий авиакосмической и
автомобильной отрасли благодаря высоким удельным прочностным характеристикам,сравнительно низкой плотности и стойкости к окислению. Однако технологические
свойства этих сплавов, например, свариваемость, ограничивают возможности их применения. Лазерная сварка позволяет получать высокоточные конструкции без
дополнительных механических правок и поэтому являются одним из наиболее перспективных способов получения неразъемных соединений из сплавов Ti2AlNb.
Однако, лазерная сварка может сопровождаться трещинообразованием и существенным снижением пластичности. Таким образом, целью данной работы является исследование возможностей получения качественных сварных соединений из сплавов на базе Ti2AlNb за счет варьирования технологических параметров лазерной сварки и последующей термической обработки.

В работе использовали сплав ВТИ-4: Ti-23Al-23Nb-1,4V-0,8Zr-0,4Mo-0,4Si ат.% с ламельной морфологией О-фазы. Исследованный сплав в исходном состоянии обладал следующими механическими свойствами: σB=1390 МПа, σ0.2=1320 МПа и δ=11,3 %. Сварку лазерным лучом проводили при комнатной температуре, а также с предварительным нагревом 200-800 °С. Показано, что разрушение сварных соединений из
ВТИ-4 происходит преимущественно по сварному шву и по зоне сплавления. При лазерной сварке без подогрева возникают поперечные трещины, в то время как подогрев перед сваркой исключает образование таких дефектов. Наиболее высокий уровень прочности и пластичности сварных соединений получен при сварке с предварительным нагревом до 200-400 °С (σB=1100-1170 МПа, σ0.2=1080 МПа, δ=4,2-4,4 %). Последующая термическая обработка по режимам HT1 (закалка + старение) или HT2 (старение) сварных соединений, полученных при сварке с предварительным нагревом до 200 ° включительно, не привела к существенному улучшению механических характеристик сварных соединений. Однако термическая обработка по режиму HT1 сварных соединений, полученных с предварительным нагревом до 400 °С, повысила пластичность в 1,5 раза с сохранением прочностных характеристик.

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (грант № 19-79-30066).

Полное содержание статьи: http://shea.bsu.edu.ru/shea/_files/2020-tez.pdf

Источник