Получение сварных изделий из спеченных титановых сплавов
Loading...
Files
Date
2014
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
RU: Цель. Ограниченное применение деталей из порошковых титановых сплавов связано с трудностями получения длинномерных заготовок, деталей сложной формы и больших габаритов. Решить данные проблемы можно путем применения технологий сварочного производства. Для этого необходимо провести
исследование структуры и механических свойств сварных соединений спеченных титановых сплавов, полученных сваркой оплавлением. Методика. В качестве исходного материала использовали промышленные порошки титана марки ПТ5-1. Формообразование заготовок, химический состав которых соответствовал сплаву ВТ1-0, проводили методом порошковой металлургии. Соединения получали путем сварки оплавлением без подогрева. Проводили микроструктурные исследования и механические испытания. Для сравнения результатов проводились исследования литого сплава ВТ1-0. Результаты. Получены образцы сварных
соединений спеченных титановых заготовок из сплава ВТ1-0 методом стыковой сварки оплавлением. При сварке микроструктура основного металла, состоявшая из зерен α-фазы размерами 40…70 мкм, трансформируется для сварного шва и зоны термического влияния (ЗТВ) в пластинчатое строение α-фазы. Остаточные поры в сварном шве практически отсутствовали, в ЗТВ их размер составлял до 2 мкм при 30 мкм в основном металле. Достигаемый уровень механических свойств сварного соединения спеченных титановых
сплавов соизмерим с основным металлом. Научная новизна. Обнаружены качественные изменения структуры и достигаемый комплекс свойств соединений спеченных титановых сплавов, сформированных в результате стыковой сварки оплавлением. Практическая значимость. Показана принципиальная возможность получения качественных соединений спеченных титановых сплавов методом сварки оплавлением. Это
дает основание для более широкого применения спеченных титановых сплавов за счет получения длинномерных заготовок, соответствующих деформируемым прутковым полуфабрикатам.
UK: Мета. Обмежене застосування деталей із порошкових титанових сплавів пов'язане з труднощами отримання довгомірних заготовок, деталей складної форми й великих габаритів. Вирішити дані проблеми можна шляхом застосування технологій зварювального виробництва. Для цього необхідно провести дослідження структури та механічних властивостей зварних з’єднань спечених титанових сплавів, отриманих зварюванням оплавленням. Методика. В якості вихідного матеріалу використовували промислові порошки титану марки ПТ5-1. Формоутворення заготовок, хімічний склад яких відповідав сплаву ВТ1-0, проводили методом порошкової металургії. Сполуки отримували шляхом зварювання оплавленням без підігріву. Проводили мікроструктурні дослідження та механічні випробування. Для порівняння результатів проводилися дослідження литого сплаву ВТ1-0. Результати. Отримано зразки зварних з’єднань спечених титанових заготовок зі сплаву ВТ1-0 методом стикового зварювання оплавленням. При зварюванні мікроструктура основного металу, що складалася із зерен α-фази розмірами 40...70 мкм, трансформується для зварного шва та зони термічного впливу (ЗТВ) у пластинчасту будову α-фази. Залишкові пори в зварному шві практично були відсутні, у ЗТВ їх розмір становив до 2 мкм при 30 мкм в основному металі. Досяжний рівень механічних властивостей зварного з’єднання спечених титанових сплавів співмірний із основним металом. Наукова новизна. Виявлено якісні зміни структури та досяжний комплекс властивостей сполук спечених титанових сплавів, сформованих у результаті стикового зварювання оплавленням. Практична значимість. Показано принципову можливість отримання якісних сполук спечених титанових сплавів методом зварювання оплавленням. Це дає підставу для більш широкого застосування спечених титанових сплавів за рахунок отримання довгомірних заготовок відповідним прутковим напівфабрикатам, що деформуються.
EN: Purpose. Limited application of details from powder titanium alloys is connected with the difficulties in obtaining of long-length blanks, details of complex shape and large size. We can solve these problems by applying the welding production technology. For this it is necessary to conduct a research of the structure and mechanical properties of welded joints of sintered titanium alloys produced by flash welding. Methodology. Titanium industrial powders, type PT5-1 were used as original substance. Forming of blanks, whose chemical composition corresponded to BT1-0 alloy, was carried out using the powder metallurgy method. Compounds were obtained by flash welding without preheating. Microstructural investigations and mechanical tests were carried out. To compare the results investigations of BT1-0 cast alloy were conducted. Findings. Samples of welded joints of sintered titanium blanks from VT1-0 alloy using the flash butt welding method were obtained. During welding the microstructure of basic metal consisting of grains of an α-phase, with sizes 40...70 mkm, is transformed for the seam weld and HAZ into the lamellar structure of an α-phase. The remaining pores in seam weld were practically absent; in the HAZ their size was up to 2 mkm, with 30 mkm in the basic metal. Attainable level of mechanical properties of the welded joint in sintered titanium alloys is comparable to the basic metal. Originality. Structure qualitative changes and attainable property complex of compounds of sintered titanium alloys, formed as a result of flash butt welding were found out. Practical value. The principal possibility of high-quality compounds obtaining of sintered titanium alloys by flash welding is shown. This gives a basis for wider application of sintered titanium alloys due to long-length blanks production that are correspond to deformable strand semi finished product.
UK: Мета. Обмежене застосування деталей із порошкових титанових сплавів пов'язане з труднощами отримання довгомірних заготовок, деталей складної форми й великих габаритів. Вирішити дані проблеми можна шляхом застосування технологій зварювального виробництва. Для цього необхідно провести дослідження структури та механічних властивостей зварних з’єднань спечених титанових сплавів, отриманих зварюванням оплавленням. Методика. В якості вихідного матеріалу використовували промислові порошки титану марки ПТ5-1. Формоутворення заготовок, хімічний склад яких відповідав сплаву ВТ1-0, проводили методом порошкової металургії. Сполуки отримували шляхом зварювання оплавленням без підігріву. Проводили мікроструктурні дослідження та механічні випробування. Для порівняння результатів проводилися дослідження литого сплаву ВТ1-0. Результати. Отримано зразки зварних з’єднань спечених титанових заготовок зі сплаву ВТ1-0 методом стикового зварювання оплавленням. При зварюванні мікроструктура основного металу, що складалася із зерен α-фази розмірами 40...70 мкм, трансформується для зварного шва та зони термічного впливу (ЗТВ) у пластинчасту будову α-фази. Залишкові пори в зварному шві практично були відсутні, у ЗТВ їх розмір становив до 2 мкм при 30 мкм в основному металі. Досяжний рівень механічних властивостей зварного з’єднання спечених титанових сплавів співмірний із основним металом. Наукова новизна. Виявлено якісні зміни структури та досяжний комплекс властивостей сполук спечених титанових сплавів, сформованих у результаті стикового зварювання оплавленням. Практична значимість. Показано принципову можливість отримання якісних сполук спечених титанових сплавів методом зварювання оплавленням. Це дає підставу для більш широкого застосування спечених титанових сплавів за рахунок отримання довгомірних заготовок відповідним прутковим напівфабрикатам, що деформуються.
EN: Purpose. Limited application of details from powder titanium alloys is connected with the difficulties in obtaining of long-length blanks, details of complex shape and large size. We can solve these problems by applying the welding production technology. For this it is necessary to conduct a research of the structure and mechanical properties of welded joints of sintered titanium alloys produced by flash welding. Methodology. Titanium industrial powders, type PT5-1 were used as original substance. Forming of blanks, whose chemical composition corresponded to BT1-0 alloy, was carried out using the powder metallurgy method. Compounds were obtained by flash welding without preheating. Microstructural investigations and mechanical tests were carried out. To compare the results investigations of BT1-0 cast alloy were conducted. Findings. Samples of welded joints of sintered titanium blanks from VT1-0 alloy using the flash butt welding method were obtained. During welding the microstructure of basic metal consisting of grains of an α-phase, with sizes 40...70 mkm, is transformed for the seam weld and HAZ into the lamellar structure of an α-phase. The remaining pores in seam weld were practically absent; in the HAZ their size was up to 2 mkm, with 30 mkm in the basic metal. Attainable level of mechanical properties of the welded joint in sintered titanium alloys is comparable to the basic metal. Originality. Structure qualitative changes and attainable property complex of compounds of sintered titanium alloys, formed as a result of flash butt welding were found out. Practical value. The principal possibility of high-quality compounds obtaining of sintered titanium alloys by flash welding is shown. This gives a basis for wider application of sintered titanium alloys due to long-length blanks production that are correspond to deformable strand semi finished product.
Description
А. Капустян: ORCID 0000-0002-8979-8076; А. Овчинников: ORCID 0000-0002-5649-1094; И. Вакуленко: ORCID 0000-0002-7353-1916
Keywords
титановые сплавы, порошковая металлургия, сварка, сварной шов, зона термического влияния, структура, механические свойства, титанові сплави, порошкова металургія, зварювання, зварені шви, зони термічного впливу, структури, механічні властивості, titanium alloys, powder metallurgy, welding, welding seam, heat-affected zone, structure, mechanical properties, КТМ
Citation
Капустян, А. Е. Получение сварных изделий из спеченных титановых сплавов / А. Е. Капустян, А. В. Овчинников, И. А. Вакуленко // Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – 2014. – № 3(51). – С. 84-91. – doi: 10.15802/stp2014/25832.