ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 4 2022 53 ТЕХНОЛОГИЯ Особенности формирования сварного соединения сплава ВТ14 сваркой трением с перемешиванием с использованием жаропрочного инструмента из сплава ЖС6У Алихан Амиров а, *, Евгений Москвичев b, Алексей Иванов c, Андрей Чумаевский d, Владимир Белобородов e Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, пр. Академический 2/4, г. Томск, 634055, Россия а https://orcid.org/0000-0002-5143-8235, amirov@ispms.tsc.ru, b https://orcid.org/0000-0002-9139-0846, em_tsu@mail.ru, c https://orcid.org/0000-0001-8959-8499, ivan@ispms.tsc.ru, d https://orcid.org/0000-0002-1983-4385, tch7av@gmail.com, e https://orcid.org/0000-0003-4609-1617, vabel@ispms.tsc.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2022 Том 24 № 4 с. 53–63 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.4-53-63 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Титановые сплавы широко применяются в различных отраслях промышленности в связи с их свойствами: высокой удельной прочностью, термо- и коррозионной стойкостью, возможностью эксплуатации в агрессивных условиях ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.791.14 История статьи: Поступила: 15 сентября 2022 Рецензирование: 29 сентября 2022 Принята к печати: 03 ноября 2022 Доступно онлайн: 15 декабря 2022 Ключевые слова: Сварка трением с перемешиванием Титановый сплав ВТ14 Микроструктура Сварочный инструмент Износ инструмента Фрактография Финансирование: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда No. 22-29-01621. Благодарности: Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнаукой № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Технологический процесс изготовления изделий из титановых сплавов зачастую осложняется низким качеством сварных соединений при операциях электродуговой или газопламенной сварки из-за больших остаточных напряжений и деформаций. Примером успешного разрешения указанной проблемы является разработка и внедрение таких высокотехнологичных процессов стыкового соединения металлов, как сварка трением с перемешиванием, которая не относится к методам соединения плавлением. Сварка трением с перемешиванием как передовая технология применяется для получения соединений «мягких» металлических материалов, например таких, как алюминий. Для «твердых» металлических материалов работа по сварке трением с перемешиванием была ограниченной из-за высоких требований к сварочному инструменту. Целью работы является исследование возможности применения инструмента, изготовленного из жаропрочного сплава ЖС6У на основе никеля при сварке трением с перемешиванием титанового сплава ВТ14. Результаты и обсуждение. На основании данных оптической и сканирующей электронной микроскопии показано, что структура сварного шва является типичной для такого вида сварки, градиентной, состоящей из зоны термического воздействия, зоны термомеханического воздействия и зоны перемешивания с фрагментированной структурой. При варьировании параметров сварки было показано, что на дефектность сварного шва в большей степени влияет осевая нагрузка на инструмент, что обусловлено существенным различием в термическом воздействии на материал. Методами металлографического анализа в зоне перемешивания неразъёмного соединения обнаружено растворение фрагментов материала сварочного инструмента. Фрактографический анализ поверхности изломов показывает, что разрыв в зоне шва был преимущественно вязким, что характерно для титановых сплавов, хотя в данном случае имелись перемычки хрупкости. Варьирование параметров сварки трением с перемешиванием позволило получить неразъемное соединение, составляющее порядка 90 % прочности от основного металла. Для цитирования: Особенности формирования сварного соединения сплава ВТ14 сваркой трением с перемешиванием с использованием жаропрочного инструмента из сплава ЖС6У / А.И. Амиров, Е.Н. Москвичев, А.Н. Иванов, А.В. Чумаевский, В.А. Белобородов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 4. – С. 53–63. – DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.4-53-63. ______ *Адрес для переписки Амиров Алихан Ильнурович, м.н.с. Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, пр. Академический 2/4, 634055, г. Томск, Россия Тел.: 8 (382) 228-68-63, e-mail: amirov@ispms.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1