Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИМИТИРУЮЩИХ НАДЕЖНОСТЬ (УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ) РЕБРИСТЫХ ТИТАНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-2-99-108

Полный текст:

Аннотация

Как известно, титановые сплавы по ряду особенностей (высокая удельная прочность, сопротивление усталости, вязкость разрушения и коррозионная стойкость) нашли широкое применение в авиакосмической технике, в том числе и в ребристых панелях. К изделиям такого рода предъявляют повышенные требования качества сварных соединений и размерной точности всей конструкции. Сварка плавлением титановых сплавов приводит к образованию неоднородностей зоны соединения и к снижению технологических и эксплуатационных характеристик изделия, геометрические размеры конструкции искажаются по причине возникновения сварочных напряжений, появляются поры и микротрещины в металле шва, снижаются механические характеристики и другие показатели. Все вышесказанное требует комплексного анализа технологического процесса изготовления титановых ребристых панелей: от изготовления полуфабрикатов до окончательной операции термической обработки готового изделия с позиции выявления наиболее весомых в отношении дефектности операций. Операции изготовления заготовок, в том числе подготовка их под сварку, режимы сварки и последующей термической обработки влияют на статическую и цикловую прочность сварных ребристых титановых панелей в зависимости от количества и суммарной площади дефектов сварного шва. В работе приведены исследования, результаты которых позволяют прогнозировать свойства и надежность сварных конструкций и добиваться идентичности свойств основного металла и металла шва с гарантией отсутствия как внутренних, так и наружных дефектов в зависимости от выбора комплекса технологических мероприятий. Показано, что сварка с определенной скоростью охлаждения в интервале температур фазового превращения, чистовое фрезерование, обкатка и очистка (обезжиривание и обезвоживание) поверхности стыкуемых кромок, низкий отжиг после сварки в воздушной атмосфере и последующее опескоструивание, газолазерный раскрой (ГЛР) в среде вспомогательного газа азота или аргона или комбинированных заготовок ГЛР и раскрой фрезерованием являются определяющими соответствие свойств и надежности сварных соединений основному металлу ребристых панелей из сплава ВТ20. 

Об авторах

П. В. Бахматов
Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Россия
Кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Машиностроение и металлургия»


В. И. Муравьев
Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Россия
Доктор технических наук, профессор кафедры «Машиностроение и металлургия»


Список литературы

1. Обеспечение надежности конструкций из титановых сплавов / В.И. Муравьев, П.В. Бахматов, Б.И. Долотов и др. / Под ред. В.И. Муравьева. – М.: «Эком», 2009. – 752 с.

2. Christoph Leyens. Titanium and titanium alloys: fundamentals and applications. – Manfred Peters Wiley, 2003. – 532 p.

3. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов / С.М. Гуревич, В.Н. Замков, В.Е. Блащук и др. / Под ред. В.Н. Замкова. – Киев: Наукова думка, 1986. – 240 с.

4. Froes F.H., Mashl S.J., Hebeisen J.C. etc. The Technologies of titanium powder metallurgy // JOM. 2004. Vol. 56. No. 11. P. 46 – 48.

5. Гуревич С.М. Справочник по сварке цветных металлов. – Киев: Наукова думка, 1990. – 512 с.

6. Howard S. Avery. Hard surfacing by fusion welding: monographs on wear, Literary Licensing. – LLC, 2013. – 110 p.

7. Сварные соединения титановых сплавов / В.Н. Моисеев, Ф.Р. Куликов, Ю.Г. Кириллов и др. – М.: Металлургия, 1979. – 248 с.

8. Сварка высокопрочных титановых сплавов / С.М. Гуревич, Ф.Р. Куликов, В.Н. Замков и др. – М.: Машиностроение, 1975. – 150 с.

9. Welding and joining of aerospace materials / M.C. Chaturvedi ed. – Woodhead Publishing Limited, 2012. – 448 p.

10. Пористость при сварке цветных металлов / В.В. Редчиц, В.А. Фролов, В.А. Казаков, В.И. Лукин. – М.: Технология машиностроения, 2002. – 447 с.

11. Коломенский А.Б., Муравьев И.И., Колачев Б.А. и др. Влияние режимов отжига на циклическую прочность сварных соединений технического титана ВТ1-0 // Автоматическая сварка. 1988. № 8. С. 8 – 10.

12. Коломенский А.Б., Муравьев И.И., Колачев Б.А. и др. Влияние режимов отжига на циклическую и кратковременную прочность титана и сплава ОТИ // ФХММ. 1994. № 4. С. 120 – 122.

13. Дятлов В.И., Абралов М.А., Шнайдер Б.И. Первичная кристаллизация жидкой ванны при сварке металлов малых толщин // Автоматическая сварка. 1967. № 1. С. 26 – 30.

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

15. Ikeda K., Kihara H. Brittle fracture strength of welded joints // Welding research supplement. 1970. No. 3. P. 106 – 114.

16. Грабин В.Ф. Металловедение сварки плавлением. – Киев: Наукова думка. 1982. – 415 с.

17. John C. Lippold, Samuel D. Kiser, John N. DuPont. Welding metallurgy and weldability of nickel-base alloys / ed. John Wiley and Sons, Inc. – Hoboken, New Jersey, 2009. – 440 p.

18. Велицкий А.В. Проблемы использования виброобработки вместо термообработки // Тяжелое машиностроение. 1992. № 8. С. 20 – 22.

19. Патон Б.Е., Лобанов Л.М., Кныш В.В. и др. Бездеформационная сварка стрингерных панелей из титанового сплава ВТ20 // Автоматическая сварка. 2014. № 9. С. 7 – 18.

20. Муравьев В.И., Бахматов П.В. Доминирующие факторы образования поверхности раздела, вызывающие капиллярную конденсацию загрязнений и дефектность металла шва титановых конструкций // Сварка и диагностика. 2016. № 3. С. 11 – 16.

21. Шоршоров М.Х., Мещеряков В.Н. Фазовые превращения и изменения свойств сплавов титана при сварке. Атлас. – М.: Наука, 1973. – 159 с.

22. Srikumar Banerjee, Pradip Mukhopadhyay. Phase transformations. Examples from titanium and zirconium alloys. – Elsevier, 2007. – 840 p.

23. Froes F.H. Titanium: Physical metallurgy, processing, and applications. – ASM International, 2015. – 404 p.

24. Шевченко В.В., Лабанова Н.Н., Иванищева Г.А. Влияние температуры нагрева в вакууме на рельеф поверхности листов из титановых сплавов // ФХММ. 1985. № 5. С. 12 – 14.

25. Муравьев В.И., Бахматов П.В., Фролов А.В. Перспективные металлургические и технологические процессы производства, повышающие надежность изделий из конструкционных материалов. – Комсомольск-на-Амуре: изд. КнАГТУ, 2016. – 330 с.


Для цитирования:


Бахматов П.В., Муравьев В.И. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИМИТИРУЮЩИХ НАДЕЖНОСТЬ (УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ) РЕБРИСТЫХ ТИТАНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(2):99-108. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-2-99-108

For citation:


Bakhmatov P.V., Murav’ev V.I. RESEARCH OF THE TECHNOLOGICAL MANUFACTURING OPERATIONS LIMITING THE RELIABILITY (FATIGUE STRENGTH) OF RIBBED TITANIUM PANELS. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(2):99-108. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-2-99-108

Просмотров: 184


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)