Автоматичне зварювання, 2017, №04



2017 №04 (07)

DOI of Article 10.15407/as2017.04.08

2017 №04 (09)

---

Автоматическая сварка, № 4, 2017, с. 43-47
 

Влияние температуры нагрева в вакууме на поведение оксидной пленки на поверхности интерметаллидного сплава γ-TiAl

Ю. В. Фальченко, Л. В. Петрушинец, В. Е. Федорчук

ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
В работе рассмотрено влияние температуры нагрева в вакууме и времени выдержки на восстановление оксидной пленки на поверхности интерметаллидного сплава γ-TiAl. Анализ работ по диффузионной сварке алюминидов титана показал, что существует значительный разброс в рекомендованных авторами режимах сварки (температуре, давлении и продолжительности процесса). Проанализировано влияние концентрации кислорода, содержащегося в оксидном слое на контактных поверхностях образцов, на их схватывание в процессе нагрева в вакууме. Экспериментально установлено, что с повышением температуры нагрева предварительно окисленных образцов из алюминида титана с 900 до 1200 °С характер рельефа поверхности в зоне контакта меняется с плоскостного на объемный. Установлено, что нагрев окисленных образцов из интерметаллидного сплава γ-TiAl в условиях вакуума при 1200 °С в течение 20 мин под давлением 5 МП а позволяет уменьшить содержание кислорода в стыке в 5 раз с 40,99 до 6,12…7,74 мас. %. Библиогр. 18, табл. 2, рис. 7.
 
Ключевые слова: интерметаллидный сплав γ-TiAl, оксид, вакуум, температура нагрева
 
Поступила в редакцію 16.03.2017
Подписано в печать 30.03.2017
 
Ю. В. Фальченко, Л. В. Петрушинець, В. Є. Федорчук
 
ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. 03680, м. Київ-150, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НАГРІВАННЯ У ВАКУУМІ НА ПОВЕДІНКУ ОКСИДНОЇ ПЛІВКИ НА ПОВЕРХНІ ІНТЕРМЕТАЛІДНОГО СПЛАВУ γ-TiAl
 
У роботі розглянуто вплив температури нагрівання у вакуумі і часу витримки на відновлення оксидної плівки на поверхні інтерметалідного сплаву γ-TiAl. Аналіз робіт з дифузійного зварювання алюмінідів титану показав, що існують значні розбіжності в рекомендованих авторами режимах зварювання (температурі, тиску і тривалості процесу). Проаналізовано вплив концентрації кисню, що міститься в оксидній плівці на контактних поверхнях зразків, на їх схоплювання в процесі нагрівання у вакуумі. Експериментально встановлено, що з підвищенням температури нагрівання попередньо окислених зразків алюмініду титану з 900 до 1200 °С характер рельєфу поверхні в зоні контакту змінюється з площинного на об’ємний. Встановлено, що нагрів окислених зразків з інтерметалідного сплаву γ-TiAl в умовах вакууму при 1200 °С протягом 20 хв під тиском 5 МПа дозволяє зменшити вміст кисню в стику в 5 разів з 40,99 до 6,12...7,74 мас. %. Бібліогр. 18, табл. 2, рис. 7.
 
Ключові слова: інтерметалідний сплав γ-TiAl, оксид, вакуум, температура нагрівання
 

1. Diffusion welding of γ-TiAl based alloys through nanolayered foil of Ti/Al system / A. I. Ustinov et al. // Intermetallics. – 2008. – Vol. 16, № 8. – P. 1043–1045.
2. Харченко Г. К., Фальченко Ю. В., Петрушинец Л. В. Дифузійне зварювання у вакуумі інтерметалідного сплаву ?-TiAl із сплавом титану ВТ8 // Вісник ЧДТУ. Серія технічні науки. – 2012. – № 1. – С. 131–135.
3. Godfrey S. P., Threadgill P. L., Strangwood M. S. High temperature phase transformation kinetics and their effects on diffusion bonding of Ti48Al–2Mn–2Nb // Journal de Physique IV. – 1993. – Vol. 3, № 11. – Р. 485–488.
4. Bohm K.-H., Cam G., Kocak M. Charakterisierung diffusionsgeschweibter Titanaluminide // Schweissen und Schneiden. – 1997. – № 9. – Р. 660–671.
5. Cam G., Bohm K.-H.., Kocak M. Diffusionsschweiben feingegossener Titanaluminide // Ibid. – 1999. – № 8. – Р. 470–475.
6. Nakao Y., Shinozaki K., Hamada M. Diffusion bonding of intermetallic compound TiAl // ISIJ International. – 1991. – Vol.31, № 10. – Р. 1260–1266.
7. Сварка давлением интерметаллидого сплава ?-TiAl / А. Н . Юштин и др. // Автоматическая сварка. – 2001. – № 1. – С. 33–37.
8. Диффузионная сварка титана / Э. С. Каракозов и др. – М.: Металлургия, 1977. – 272 с.
9. Самоочистка от оксидов стыкуемых поверхностей при сварке в твердой фазе с нагревом (Аналитический обзор) / С. И. Кучук-Яценко и др. // Автоматическая сварка. – 1998. – № 2. – С. 16–23.
10. Пешков В. В., Холодов В. П. Кинетика растворения оксидных пленок в титане при диффузионной сварке // Сварочное производство. – 1985. – № 4. – С. 35–37.
11. Диффузионная сварка титана и его сплавов / А. В. Бондарь и др. – Воронеж: Изд-во Воронежского государственного университета, 1998. – 256 с.
12. Фишгойт Л. А., Мешков Л. Л. Коррозионно-электрохимические свойства интерметаллидов системы титан–алюминий // Вестник московского университета. Серия 2. Химия. – 1990. – т. 40, № 6. – С. 369–372.
13. Malecka J. The surface layer degradation of ?-TiAl phase based alloy // Journal of Achievents in materials and manufacturing engineering. – 2013. – Vol. 58, № 5. – Р. 31–37.
14. Влияние легирования на жаростойкость сплавов на основе интерметаллида алюминия системы Al?Ti?Cr со структурой типа L12 / Ю. В. Мильман и др. // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. – 2012. – № 4. – С. 87–93.
15. Chu M. S., Wu S. K. Improvement in the oxidation resistance of ?2-Ti3Al by sputtering Al film and subsequent interdiffusion treatment // Surface and Coatings Technology. – 2004. – Vol. 179. – Р. 257–264.
16. Effects of additives on corrosion and wear resistance of micro-arc oxidation coatings on TiAl alloy / WU Xiang-qing et al. // Transactions of nonferrous metals society of China. – 2010. – № 20. – P. 1032–1036.
17. Особенности кинетики окисления титана при получении рутила окислительным конструированием тонкостенной керамики / К. А. Солнцев и др. // Неорганические материалы. – 2008. – Т. 44, № 8. – С. 969–975.
18. Структура и свойства оксидных покрытий, полученных электролитно-плазменным оксидированием на подложке из Al–Cu и Al–Mg сплавов / А. Д. Погребняк и др. // Физическая инженерия поверхности. – 2008. – Т. 6, № 1–2. – С. 43–50.