Сучасна електрометалургія, 2024, №02



2024 №02 (06)

DOI of Article 10.37434/sem2024.02.07

2024 №02 (08)

---

Сучасна електрометалургія, 2024, #2, 46-52 pages

Вплив термічної обробки на структуру і властивості алюмініду титану Ti–28Al–7Nb–2Mo–2Cr та його зварних з’єднань

С.В. Ахонін, В.Ю. Білоус, А.Ю. Северин, Р.В. Селін, І.К. Петриченко

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Реферат
Визначено вплив пічного відпалу на структуру литого металу зливків діаметром 200 мм інтерметалідного титанового сплаву Ti–28Al–7Nb–2Mo–2Cr, отриманого способом електронно-променевої плавки, та його зварних з’єднань, виконаних способом електронно-променевого зварювання. Встановлено, що метал ЕПП, отриманий зі зливків діаметром 200 мм, задовільно зварюється при умовах застосування таких додаткових технологічних прийомів, як попередній підігрів і локальна термічна обробка. Показано, що відпал при температурі 1260 °С протягом 10 год призвів до формування однорідної мікроструктури в основному металі, ЗТВ і металі шва, розпаду дуплексної структури і відсутності ділянок з двофазною (γ+α2)-ламельною структурою. Міцність зварних з’єднань при кімнатній температурі після відпалу становить 746 МПа або 98 % від міцності основного металу. Бібліогр. 33, табл. 1, рис. 5.
Ключові слова: алюмінід титану, електронно-променеве зварювання, зварні з’єднання, дуплексна структура, ламельна структура, міцність

Надійшла до редакції 15.03.2024
Отримано у переглянутому вигляді 04.04.2024
Прийнято 10.06.2024

Список літератури

1. Peters, M., Kumpfert, J., Ward, C.H., Leyens, C. (2003) Titanium alloys for aerospace applications. Adv. Eng. Mater., 5, 419–427.
2. Williams, J.C., Boyer, R.R. (2020) Opportunities and issues in the application of titanium alloys for aerospace components metals. Metals, 10(6), 705.
3. Burtscher, M., Klein, Y., Lindemann, J. et al. (2020) An advanced TiAl alloy for high-performance racing applications. Materials, 13, 4720.
4. Hu, D. (2001) Effect of composition on grain refinement in TiAl-based alloys. Intermetallics, 9, 1037–1043.
5. Xia, Q., Wang, J.N., Yang, J., Wang, Y. (2001) On the massive transformation in TiAl-based alloys. Intermetallics, 9, 361–367.
6. Bewlay, B.P., Nag, S., Suzuki, A., Weimer, M.J. (2016) TiAl alloys in commercial aircraft engines. Materials at High Temperatures, 33, 549–559.
7. Iliin, A.A., Lolachev, B.A., Polkin, I.S. (2009) Titanium alloys. Composition, structure, properties: Refer. Book. VILS-MATI [in Russian].
8. Clemens, H., Mayer, S. (2016) Intermetallic titanium aluminides in aerospace applications — processing, microstructure and properties. Materials at High Temperatures, 33, 560–570.
9. Kim, Y.W., Kim, S.L. (2018) Advances in gammalloy materials– processes–application technology: Successes, dilemmas, and future. JOM, 70, 553–560.
10. Hu, D., Botten R.R. (2002) Phase transformations in some TiAl-based alloy. Intermetallics, 10, 701–715.
11. Kim, Y.-W., Dimiduk, D.M. (2002) Designing gamma TiAl alloys: Fundamentals, Strategy and Productions. Intermetallics, 10, 531.
12. Cobbinah, P.V., Matizamhuka, W.R. (2019) Solid-state processing route, mechanical behaviour, and oxidation resistance of TiAl alloys. Adv. Mater. Sci. and Eng., 1, 4251953.
13. Kenel, C., Leinenbach, C. (2016) Influence of Nb and Mo on microstructure formation of rapidly solidified ternary Ti–Al– (Nb, Mo) alloys. Intermetallics, 69, 82–89.
14. Kim K.W., Klemens H.et al. (2003) Gamma titanium aluminides. TMS, Warrendale, PA, USA.
15. (2003) Titanium and titanium alloys. Fundamentals and applications. Eds by Leyens and M. Peters. Weinheim. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co, KGaA, Germany.
16. Burtscher, M., Klein, T., Mayer, S. et al. (2019) The creep behavior of a fully lamellar γ-TiAl based alloy. Intermetallics, 114, 106611.
17. Hu, D. (2001) Effect of composition on grain refinement in TiAl-based alloys. Intermetallics, 9, 1037–1043.
18. Xia, Q., Wang, J.N., Yang, J., Wang, Y. (2001) On the massive transformation in TiAl-based alloys. Intermetallics, 9, 361–367.
19. Santos, D.S., Bououdina, M., Fruchart, D. (2002) Structural and thermodynamic properties of the pseudo-binary TiCr2− xVx compounds with 0.0 ≤ x ≤ 1.2. J. of Alloys and Compounds, 340(6), 1–2, 101.
20. Chen, G.Q., Zhang, B.G., Liu, W., Feng, J.C. (2011) Crack formation and control upon the electron beam welding of TiAl-based alloys. Intermetallics, 19(12), 1857–1863. DOI: https://doi.org/10.1016/j.intermet.2011.07.017
21. Chaturvedi, M.C., Xu, Q., Richards, N.L. (2001) Development of crack-free welds in a TiAl-based alloy. J. Materials Proc. Technology, 118(1), 74–78. DOI: https://doi.org/10.1016/ S0924-0136(01)00870-6.
22. Biamino, S., Penna, A., Ackelid, U. et al. (2011) Electron beam melting of Ti–48Al–2Cr–2Nb alloy: Microstructure and mechanical properties investigation. Intermetallics, 19(6), 776– 781. DOI: https://doi.org/10.1016/j.intermet.2010.11.017
23. Reisgen, U., Olschok, S., Backhaus, A. (2010) Electron beam welding of titanium aluminides — Influence of the welding parameters on the weld seam and microstructure. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. DOI: https://doi.org/10.1002/ mawe.201000683Citations: 10
24. Cao, J., Qi, J., Song, X., Feng, J. (2014) Welding and joining of titanium aluminides. Materials, 7, 4930–4962.
25. Akhonin, S.V., Bilous, R.V., Selin, I.K. et al. (2022) Argon-arc welding of high-temperature titanium alloy doped by silicon. The Paton Welding J., 5, 26-33. DOI: https://doi. org/10.37434/tpwj2022.05.04
26. Liu, P., Zhang, G.M., Zhai, T., Feng, K.Y. (2017) Effect of treatment in weld surface on fatigue and fracture behavior of titanium alloys welded joints by vacuum electron beam welding. Vacuum, 141, 176–180.
27. Huang, J.L., Warnken, N., Gebelin, J.C. et al. (2012) On the mechanism of porosity formation during welding of titanium alloys. Acta Materialia, 60(6‒7), 3215–3225.
28. Li, Y.J., Wu, A.P., Quan, L.I. et al. (2019) Effects of welding parameters on welds hape and residual stresses in electron beam welded Ti2AlNb alloy joints. Transact. of Non ferrous Metals Society of China, 29(1), 67–76.
29. Pederson, R., Niklasson, F., Skystedt, F., Warren, R. (2012) Microstructure and mechanical properties of friction-and electron-beam welded Ti–6Al–4V and Ti–6Al–2Sn–4Zr–6Mo. Materials Sci. and Eng., A, 552, 555–565.
30. Tsai, C.J. (2014) Improved mechanical properties of Ti–6Al– 4V alloyby electron beam welding process plus annealing treatments and its microstructural evolution. Materials & Design, 60, 587–598. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes. 2014.04.037
31. Zamkov, V.N., Sabokar, V.K., Vrzhizhevsky, E.L. et al. (2005) Electron beam welding of titanium gamma-aluminide. In: Proc. of CIS Conf. Ti-2005 (Ukraine, Kyiv, 22‒25 May), 157‒164.
32. Grigorenko, S.G., Grigorenko, G.M., Zadorozhnyuk, O.M. (2017) Intermetallics of titanium. Peculiar features, properties, application (Review). Suchasna Ellektrometal., 3, 51–58. DOI: https://doi.org/10.15407/sem2017.03.08.
33. Chandra, U., Hartwig, I., Ulrich K. (1973) Einsatz electrisch erzeudneter Gasplasmen in der metallurqischen Verfanrenstechnik Umschmelzen von Titan-und Eisen- Schwamm zu Blocken in einen Plasmaofen. Techn. Mitt. Krupp Forschugsber, BA31, H.1, 1–7.

---

Реклама в цьому номері:

---