Лазерный мир

Поволяева Е.А., Озеров М.С., Степанов Н.Д., Жеребцов С.В., Динзе Р., Кашаев Н.С.// Получение, структура и свойства высокоэнтропийных материалов. Тезисы международной конференции и школы молодых ученых. Под редакцией Г.А. Салищева, М.С. Тихоновой, Е.А. Поволяевой. 2020. С. 88.

Титановые сплавы успешно применяются в различных отраслях промышленности благодаря их высоким механическим свойствам, а также хорошей свариваемости. Многие методы сварки, такие как газовая, дуговая, лучевая, контактная и диффузионная сварка уже разработаны для титановых сплавов. Лазерная сварка является достаточно новой технологией и обладает высокой скоростью и низкой трудоемкостью, что делает ее популярной в авиационной и автомобильной промышленности. Известно применение лазерной сварки при соединении деталей из алюминиевых сплавов, однако лазерная сварка металл-матричных композитов на основе титана почти не изучалась.

Получение металл-матричного композита Ti-15Mo/TiB осуществлялось методом искрового плазменного спекания порошковой смеси в следующем весовом соотношении 80.75 вес.% Ti, 14.25 вес.% Мо, 5 вес.% TiB2. Для лазерной сварки использовали образцы размером 22×15×2 мм3. Стыковые соединения получены в трехосевой машине Ixion в атмосфере аргона с применением автоматизированного компьютера, управляющего процессом сварки. Сварка велась с использованием волоконного лазера мощностью 8 кВт.

В структуре шва после сварки при комнатной температуре обнаружены трещины и поры, в то время как в структуре швов, полученных с подогревом образцов до 200, 400 и 600℃ формировались только поры. Микроструктура основного материала состоит из b-титановой матрицы с распределенными в ней волокнами TiB; в зоне плавления волокна TiB собраны в пучки. Диаметр волокон TiB в зоне плавления снижается ~ в 2 раза по сравнению с основным материалом. Сварка с подогревом до 600℃ приводит к увеличению диаметра пучков TiB ~ в 1,5-2 раза.

Повышение температуры подогрева образцов в процессе лазерной сварки привело к снижению микротвердости композита в зоне плавления: с 631±47 HV при комнатной температуре, до 509±27 HV при температуре 600℃. В шве, сваренном при подогреве образцов до температуры 600℃, наблюдается равномерное распределение значений микротвердости, как в зоне основного материала, так и в зоне плавления, по сравнению со швами, полученными при температурах подогрева 20, 200 и 400℃.

Полное содержание статьи: http://shea.bsu.edu.ru/shea/_files/2020-tez.pdf