Автоматичне зварювання, 2016, №01



2016 №01 (06)

DOI of Article 10.15407/as2016.01.07

2016 №01 (08)

---

Журнал “Автоматическая сварка», № 1/2016, с. 47-52
 

Свариваемость стойкого к повреждению титанового сплава ТС 21 при электронно-лучевой сварке

Юань Хун, Чжан Гуо-Дун, Ван Цзин-Сю, Йю Хуай, Чжу Чжи-Шоу

Пекинский институт авиационных материалов, 1000095, КНР. E-mail: hong.yuan@biam.ac.cn
 
Реферат
Разработка стойких к повреждению титановых сплавов с высокой вязкостью разрушения и низкой скоростью роста усталостных трещин поддерживалась во всем мире. Применение электронно-лучевой сварки (ЭЛС ) необходимо при сборке компонентов авиационных конструкций из стойкого к повреждению титанового сплава. В Китае сплав ТС 21 – это титановый α+β-сплав с пределом прочности на растяжение 1100 МПа, который характеризуется отличной стойкостью к повреждению при высокой вязкости разрушения и низкой скоростью развития трещин. Была изучена ЭЛС толстолистовых секций сплава ТС 21 и проведена оценка механических свойств. Исследования вязкости разрушения и стойкости к развитию усталостных трещин показали, что стойкость к повреждению соединений ТС 21, выполненных ЭЛС, сравнима с основным металлом. Высокоцикловая усталостная прочность соединений, выполненных ЭЛС, составляет 634 МП а, достигая 98,3 % прочности основного металла. Микроструктура металла шва состоит из крупных столбчатых дендритов, соответствующих исходным β-зернам деформированного сплава и мелкого игольчатого α-мартенсита, что объясняет разницу в скорости роста трещин и вязкости разрушения между основным металлом и соединениями. Эти результаты указывают на то, что титановый сплав ТС 21 имеет очень хорошую свариваемость при использовании ЭЛС. Библиогр. 8, табл. 1, рис. 9.
 
Ключевые слова: электронно-лучевая сварка, стойкость к повреждению, вязкость разрушения, распространение усталостных трещин
 
Поступила в редакцию 26.11.2015
Подписано в печать 28.12.2015
 

1. Ji-kui Zhang, Hiao-quan Cheng, Zheng-neng Li. Total fatigue life pridiction for Ti-alloys airframe structure based on durability and damage-tolerant design concept // Materials and Design. – 2010. – 31. – P. 4329–4335.
2. Research and application of damage tolerance titanium alloys for aeronautical use / Zhi-shou Zhu, Xin-nan Wang, Lu Tong et al. // Materials China. – 2010. – 29, № 5. – P. 14–17.
3. Chun-xiao Cao. Change of material selection criterion and development of high damage-tolerant titanium alloy // Acta Metallurgica Sinica. – 2002. – 38. – P. 4–11.
4. Schiller Siegfried, Heisig Ullrich, Panzer Siegfried. Electron beam tichnology. John Wiley, 1982. – P. 315–318.
5. The influence of forging processing on fatigue crack propagation rate of damage-tolerant titanium alloy / Xin-nan Wang, Zhi-shou Zhu, Lu Tong et al. // Rare Metals Letters. – 2008. – 27(7). – P. 12–16.
6. Nakajima K., Terao K., Miyata T. The effect of microstructure on fatigue crack propagation of ?+? titanium alloys in-situ observation of short fatigue crack growth // Materials Sci. and Eng. A. – 1998. – 243(1-2). – P. 176–181.
7. Xiong Y., Hu X.X.The effect of microstructures on fatigue crack growth in Q345 steel welded joint // Fatigue & fracture of Engineering Material & Structure. – 2012. – 35(6). – P. 500–512.
8. Leyens C., Peters M. Titanium and titanium alloys // Wiley-Vch Gmbh&Co.KGaA. – 2003. – P. 160–161.