Структура, механические свойства и напряженное состояние сварных соединений интерметаллида системы TiAl(Nb, Cr, Zr)

摘要

Представлены особенности структуры, механические свойства и напряженное состояние сварных соединений интерметаллида системы TiAl(Nb, Cr, Zr) после электронно-лучевой сварки и последующей локальной термической обработки электронным лучом. Исследовано напряженное состояние сварных соединений. Показано, что напряжения, формирующиеся непосредственно после сварки, способствуют появлению в сварном шве холодных трещин. Остаточные напряжения в сварных соединениях определяли с помощью созданной в Институте электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины технологии и компактной аппаратуры на основе метода электронной спекл-интерферометрии. Установлено, что после электронно-лучевой сварки из-за быстрого охлаждения металла шва происходят фазовые трансформации, способствующие снижению его механических характеристик. Разработан способ локальной термообработки сварного соединения электронным лучом непосредственно после окончания процесса сварки. Параметры процесса локальной термообработки позволяют существенно уменьшить скорость охлаждения, поддерживая температуру сварного соединения в течение 5 мин на уровне 900°C. Это позволяет значительно снизить уровень остаточных напряжений в шве и способствует образованию благоприятной трех-компонетной структуры: γ-фазы, (γ + α_2-фазы и β-фазы, увеличивающей пластичность сварного шва. Исследование механических свойств при испытании на сжатие сварного шва показали, что после локальной термообработки повышается предел текучести, а также значительно возрастают предел прочности и степень деформации при сжатии. Предложенная локальная термическая обработка является эффективной и экономически оправданной, позволяющей снизить остаточные сварочные напряжения на 30%, что предотвращает образование трещин в сварных швах, улучшает структуру и механические характеристики.