ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ способов нанесения покрытий 5
1.1 Фазовый состав, структура и свойства сплавов 5
1.1.1 Сплавы на основе интерметаллидов 5
1.1.2 Влияние ванадия на интерметаллидный сплав TiAl 6
1.1.3 Влияние циркония на интерметаллидный сплав TiAl 15
1.1.4 Изотермический участок тройной системы Al-Ti-Zr при 1073 К 25
1.1.5 Эффект отжига при растяжении и коррозионная стойкость сплава Ti-Al-Zr 34
1.2 Способы нанесения покрытий 53
1.2.1 Назначение покрытий 53
1.2.2 Методы нанесения покрытий 53
2. Методика проведения исследований 55
2.1 Методика исследования процессов аргонодуговой наплавки неплавящимся вольфрамовым электродом на основе системы Ti-Al 55
2.2 Методика исследования химического состава наплавленных покрытий 57
2.3 Методика исследования механических и эксплуатационных свойств наплавленных покрытий 58
2.3.1 Методика исследования механических свойств наплавленных покрытий 58
3 Результаты исследований 61
3.1 Результаты исследований предварительного подогрева титана на процессы формирования и физико-механические свойства интерметаллидов системы Ti-Al 61
3.1.1 Геометрические параметры 61
3.1.2 Химический состав 65
3.1.3 Твердость 67
3.1.4. Износостойкость 68
3.2 Результаты исследований интерметаллидов системы Ti-Al с последующей термообработкой 70
3.2.1 Геометрические параметры 70
3.2.2 Твердость 71
3.3 Результаты исследования наплавленных сплавов системы титан-алюминий легированных никелем 73
3.3.1 Геометрические параметры 73
3.3.2 Химический состав 73
3.3.3 Твердость 76
3.4 Результаты исследований сплавов на основе Ti- AlMg4,5MnZr 78
3.4.1 Геометрические параметры 78
3.4.2 Химический состав 79
3.4.3 Твердость 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 84
«Высокая коррозионная стойкость, коррозионно-механическая прочность, эррозионно-кавитационная стойкость, удельная прочность и ряд других физико-механических характеристик дают возможность выделить титановые сплавы как материалы, объединяющие в себе свойства различных материалов. Это допускает возможность из взаимосвариваемых титановых сплавов 1-2 марок создавать такие аппараты и механизмы, где по условиям эксплуатации требуется применение множества различных материалов, зачастую не имея возможности сваривать между собой или несовместимых, например, из -за контактной коррозии. Основным преимуществом конструкций из титана является их высокая надежность, обусловленная отсутствием коррозии в системах, малыми тепловыми деформациями из-за малого коэффициента теплового расширения, отсутствием струевой коррозии и т. п. История промышленного производства Ti мала, но уже в нынешнее время титановые сплавы перестали быть экзотическими материалами и стоят на равнее с широко известными конструкционными материалами.
Изготовление титановых сплавов не только увеличивается, но и совершенствуется. Качество сплавов повышается, снижается содержание вредных примесей, разрабатываются новые методы изготовления лигатур и других шихтовых материалов. Вместе с этим изменяются и свойства сплавов - увеличивается пластичность и вязкость, уменьшается чувствительность к надрезам и другим дефектам, упрощается технология их обработки. Поэтому композиции сплавов непрерывно улучшаются, и информация об их свойствах, опубликованная несколько лет назад, претерпевает существенные изменения».[10]
1. Управляя режимами наплавки алюминиевой присадочной проволоки на поверхность титана можно формировать наплавленные слои на основе интерметаллидных сплавов различного фазового состава, имеющих различный комплекс механических и эксплуатационных свойств.
2. Проведенные исследование показали, что при выбранных режимах наплавки формировался валик со стабильными геометрическими параметрами. Ширина наплавленного валика составляла 13,7-23,5 мм, Высота наплавленного валика изменялась в пределах 1-4,5 мм, Глубина проплавления составляла 2,7-5,7 мм
3. Механические и эксплуатационные свойства наплавленных сплавов системы титан-алюминий определяются содержанием алюминия. Максимальная твердость и износостойкость наблюдается в сплавах с содержанием алюминия 20-30%.
4. С увеличением содержания алюминия повышается жаростойкость наплавленных сплавов системы Ti-Al. Исследования жаростойкости при выдержки в течение 1250 часов при температуре 800°С показали, что потеря массы эталонного образца из титана составляла более 21,5%. Потеря массы наплавленных образцов с содержанием алюминия 20,5 % не превышала 11,9%, а с содержанием алюминия 35% не более 0,8%. В образцах с содержанием алюминия более 40% наблюдалось увеличение массы образцов, что связано с трудностью удаления оксидного слоя с поверхности образцов.
5. Комплекс механических свойств сплава системы Ti-Al был повышен с помощью дополнительного легирования кремнием, марганцем, никелем, цирконием. В качестве материала была использована присадочная проволока. Испытания показали, что твердость наплавленных образцов легированных кремнием достигает 57 HRC, тогда как с применением присадочной проволоки из технически чистого алюминия и присадочной проволоки АМц твердость образцов не превышает 38HRC. При легировании никелем интерметаллидов системы титан-алюминий при наплавке, наблюдается незначительное повышение трещиноустойчивости и твердости наплавленного металла. Твердость доходит до 51,5 HRC. Исследования интерметаллидов титан-алюминий, легированные проволокой AlMg4,5MnZr показали, что с увеличением содержания циркония и марганца возрастает трещиноустойчивость, но наблюдается снижение твердости. Проведенные испытания с термообработкой интерметаллида TiAl показали, что образцы, которые остывали на воздухе - повысили твердость на 7 единиц, с 35 до 42 HRC.
6. Относительная износостойкость находится в пределах 1-10. Максимальные значения наблюдаются при расходе Al проволоки около 2 м/мин, что соответствует содержанию Al в наплавленном валике - 15-20%. Дальнейшее увеличение содержания алюминия снижает трещиноустойчивость наплавленного металла, что приводит к появлению холодных трещин и, вследствие этого, в процессе абразивного износа интенсивно выкрашивается наплавленный металл, что уменьшает значения относительной износостойкости. Предварительный подогрев титана перед наплавкой привел к снижению количества трещин, но и уменьшил твердость и износостойкость наплавленного металла. Износостойкость образцов легированных кремнием показали самый высокий результат, в пределах 10 единиц. Самую высокую трещиноустойчивость показали образцы легированные марганцем и цирконием, при содержании марганца 0,12% и циркония 0,07%, снизили количество трещин вдвое.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
