Obrabotka Metallov 2011 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (51) 2011 57 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 621.791.725 ВЛИЯНИЕ НАНОРАЗМЕРНОГО ОКСИДА ИТТРИЯ НА СТРУКТУРУ ШВОВ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ20, ПОЛУЧАЕМЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ * 1 Е.Д. ГОЛОВИН, аспирант, 1 В.Г. БУРОВ, канд. техн. наук, профессор, 2 А.М. ОРИШИЧ, доктор ф.-м. наук, профессор, 2 А.Н. ЧЕРЕПАНОВ, доктор ф.-м. наук, профессор, 1 А.И. СМИРНОВ, канд. техн. наук, доцент, 1 Д.Д. ГОЛОВИН, студент, ( 1 НГТУ, г. Новосибирск 2 ИТПМ СО РАН, г. Новосибирск ) Статья получена 10 мая 2011 года Головин Е.Д. – 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: edgolovin@yandex.ru Проведены исследования влияния модифицирования титанового сплава ВТ20 наноразмерными частицами окси- да иттрия на структуру сварных швов, получаемых лазерной сваркой. Инокулирование может быть использовано для управления механическими характеристиками сварных соединений. Ключевые слова: титановый сплав, оксид иттрия, инокулирование, структура. ____________________ * Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научно-педагогические кадры инновационной России на 2009–2013 годы», проект П-297. ВВЕДЕНИЕ Изготовление сварных конструкций из титано- вых сплавов, широко применяемых в авиационной промышленности благодаря высокой удельной проч- ности [1], является сложной технологической зада- чей в связи с высокой химической активностью ти- тана при высоких температурах и его склонностью к насыщению газами [2]. Использование источников энергии высокой концентрации, в том числе и лазер- ного излучения, позволяет уменьшать ширину зоны расплава и зон термического влияния, обеспечивая высокие показатели прочности при испытаниях на растяжение [3, 4]. Актуальность исследований в об- ласти лазерной сварки титановых сплавов связана с необходимостью поиска новых технологических решений улучшения структуры литого материала и снижения степени его охрупчивания в сварном шве. Одним из путей улучшения структуры сварного шва может являться введение инокулирующих частиц ту- гоплавких соединений. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ В экспериментах по лазерной сварке использова- лись пластины титанового сплава ВТ20. В таблице приведен химический состав сплава. Длинные торцы пластин размерами 180 х 35 х 3 мм предварительно обрабатывались фрезерованием для обеспечения плотного прилегания свариваемых образ- цов друг к другу, соединяемые поверхности обезжи- ривались. Сварка производилась на автоматизирован- ных лазерных комплексах «Сибирь-2» и «Сибирь-8», обеспечивающих лазерное излучение мощностью до 8 кВт с длиной волны 10,6 мкм. Пластины закрепля- Химический состав титанового сплава ВТ20 Марка титанового сплава Содержание легирующих и примесных элементов, % масс., остальное – титан Fe C Si V N Al Zr Mo ВТ20 0,125 0,056 0,104 2,354 0,005 5,569 1,962 0,689