Obrabotka Metallov 2011 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (51) 2011 46 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 539.3 НЕОДНОРОДНОСТЬ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ НАГРУЖЕНИИ В ПРОЦЕССЕ СВАРКИ ВЗРЫВОМ* Д.В. ПАВЛЮКОВА, аспирант, И.А. БАТАЕВ, канд. техн. наук, доцент В.И. МАЛИ, канд. физ.-мат. наук, доцент Т.В. ЖУРАВИНА, аспирант, Е.Б. МАКАРОВА, аспирант, П.С. ЯРЦЕВ, студент ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 03 мая 2011 г. Павлюкова Д.В. – 630092, Новосибирск, пр. К.Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: pavlyukova_87@mail.ru Исследованы особенности локализации пластического течения при сварке взрывом титановых пластин различного химического состава. Изучены зоны пластической деформации, содержащие максимальное количество полос локализо- ванного пластического течения. Структурные исследования позволили выявить закономерности в расположении полос, а также оценить их ширину и протяженность. Ключевые слова: титан, сварка взрывом, структура, пластическая деформация Одной из характерных особенностей, наблюдаемых при сварке металлов взрывом, является неоднородность процессов пластической деформации. Высокоскорост- ное нагружение свариваемых заготовок приводит к де- формированию локальных участков, сопровождаемому нагревом до высоких температур [1, 2]. В работе изучается характер локализации пласти- ческого течения при сварке взрывом пластин из титана технической чистоты ВТ1-0 и высокопрочного тита- нового сплава ВТ23. В исходном состоянии заготовки из сплава ВТ1-0 имели структуру α-титана. Пласти- ны ВТ23 находились в двухфазном (α+β) состоянии. Габариты соединяемых пластин ВТ1-0 и ВТ23 состав- ляли 100х50х0,6 мм и 100х50х2,2 мм соответственно. Сварка взрывом осуществлялась по параллельной Рис. 1. Схема сварки пластин схеме, представленной на рис. 1. Расчетная скорость точки контакта для всех пластин была равна V к1 = = 3,5 км/с. Углы соударения пластин в трех сварных швах составили γ 1 = 30 о ; γ 2 = 8 о ; γ 3 = 7 о . В результате сварки взрывом были получены че- тырехслойные заготовки, состоящие из чередующих- ся слоев ВТ1-0 и ВТ23. Морфология границ разде- ла различна для каждого из сварных швов. Первый шов имел характерную для процесса сварки взрывом волнообразную форму (рис. 2, а ). Второй и третий швы были ровными. В некоторых зонах наблюдалось оплавление свариваемых поверхностей (рис. 2, б ). На отдельных участках сварного шва № 3 зафиксирова- но образование вихрей (рис. 2, в ). Наиболее существенные структурные изменения происходят в сварном шве № 1. Двухфазная мелкокри- сталлическая структура сплава ВТ23 позволяет наблю- дать особенности локализации пластического течения, реализующегося в процессе взрывного нагружения. Наиболее интенсивно процесс пластической деформа- ции протекает в слое, прилегающем непосредствен- но к границе раздела соединяемых пластин. Толщина деформированного слоя во впадинах волн больше, чем на гребнях, и составляет ~10…12 мкм и ~2 мкм соот- ветственно (рис. 3). ____________________ * Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009–2013 годы».