На промышленных партиях деформированных полуфабрикатов сплава Т110 опробованы разработанные технологические режимы термомеханической обработки, отжига и термического упрочнения, которые показали возможность гарантированно получать требуемый уровень механических свойств: _В 1100 МПа, 10 %, 35 %, KCU 40 Дж/см².

Разработаны технологии электронно-лучевой и аргонодуговой (с присадкой и под флюсом) сварки (+) - титанового сплава Т110, режимы термической обработки сварных соединений, которые обеспечивают ударную вязкость металла шва и ЗТВ не ниже 25 Дж/см² при остром надрезе, равнопрочность ЭЛС соединений основному металлу и прочность АДС соединений не менее 90 % от прочности сплава. Показано, что сплав Т110 может быть применен для изготовления высокопрочных сварных конструкций с термическим упрочнением сварных соединений по схеме: закалка деталей, сварка, старение готовой конструкции.

Проведенные ресурсные испытания показали, что по малоцикловой усталости основного металла сплав Т110 превышает сплав ВТ22 на 15-20 %. Усталостная долговечность сварных соединений сплава отвечала заданному ресурсу. Наиболее устойчивыми к воздействию знакопеременных нагрузок являются соединения, выполненные электроннолучевой сваркой. Сплав Т110 обладает высокой устойчивостью к образованию усталостных трещин.

Проведенные баллистические испытания показали, что сплав Т110 в виде катаного листа обладает устойчивостью к воздействию высокоскоростных импульсно-ударных нагрузок после штатных режимов отжига и закалки, отвечающей уровню защиты от средств поражения класса III-A.

Проведенные исследования дали основание применить сплав Т110 в некоторых элементах конструкций самолетов "АН", в том числе для элементов бронезащиты кабины экипажа. Получен Акт внедрения в производство. На сплав получен Патент Украины UA 40087 С2. Разработаны технические условия (ТУ У 27.4.05416923.071-2005 "Катаные листы из титанового сплава Т110ЭЛП". Введены в действие с 2005 г.), технологические рекомендации на ковку, прокатку, сварку и термическую обработку.

Ключевые слова: титановые сплавы, микроструктура, механические свойства, свариваемость, ЭЛС, аргонодуговая сварка, технология, прокатка, ковка, термическая обработка.

Antonyuk S.L. Development and adoption of high-strength titanium alloy for welded structures of aircraft purposes. - Manuscript.

The dissertation for the Candidate degree in technical sciences on speciality 05.16.01 - Metal science and heat treatment of metals. Institute for Metal Physics, Kyiv, 2006.

The dissertation is devoted for developing high-strength, workable and weldable alloy, which has technological and service characteristics not less than for commercial alloy VT22.

The dissertation object consisted in developing theoretical and practical states for choosing optimal in-terms-of-welding alloying system of (+) - titanium alloy, studying the effect of deformation, heat treatment and welding operation modes on mechanical and service characteristics as for base metal and for welded joints.

For complex alloying it was suggested to apply -isomorphous elements with high solubility in -phase. It was established by means of experiments that the alloying of titanium with Nb and Mo increases the solubility of Fe in -phase and contributes to uniform distribution of Al in - and -phases. The effect of alloying elements and alloying degree on weldability of an alloy was determined. It was shown that alloying by a complex of elements of Nb+Fe ensures high weldability, full-strength of EBW welded joints to parent metal at high values of impact strength as for a weld metal and for heat affected zone metal. As a result an alloy of a system of Ti-Al-Mo-V-Nb-Fe-Zr was suggested for investigations.

It was determined, that the alloy has good weldability in case of electron beam welding, argon arc welding by tungsten electrode with through melting and argon arc welding by tungsten electrode on a layer of flux. The dependence of temperature of polymorphous transformation on alloying system and alloying degree was established; the effect of deformation parameters in case of forging and rolling on structure and mechanical properties of the alloy was investigated; the effect of heat treatment processing modes on phase composition, structure and properties of semifinished workpieces of the alloy was studied.

Fatigue tests had shown, that life endurance for parent metal of an alloy Т110 carried out with using typical specimens exceeds the values of an alloy VT22. Fatigue tests for welded joints of the alloy had shown, that their life endurance satisfied the test life set before. The EBW joints were more resistant against fatigue loads. An alloy Т110 has higher stability against crack formation and long period before the crack origin.

Key words: titanium alloys, microstructure, mechanical properties, weldability, EBW, argon arc welding, technology, rolling, forging, heat treatment.

Размещено на Allbest.ru