Superplasticity and solid-phase bonding of nanostructured materials. Part II. The model of the solid-phase joint formation in titanium alloy under low-temperature superplasticity

Abstract

The manuscript presents a review of recent studies on the effect of superplasticity (SP) on solid-phase weldability of crystalline materials. A model of solid-phase joining for nanostructured titanium alloy VT6 under low temperature SP is considered. We justify the perspectives of application of nanostructured materials in the development of cuttingedge, recource-saving technologies for manufacturing hollow components for aviation and engine industries pressure welding.Keywords: low temperature superplasticity, nanostructure, solidphase joining, titanium alloy, hollow blade Известно [1], что диффузионные процессы в титановых сплавах заметно активизируются, начиная с температу-ры 700 °С. Об этом также свидетельствуют и экспери-ментальные данные по интенсивному росту зерен при вакуумном отжиге наноструктурного сплава ВТ6 [2]. Однако, несмотря явные признаки высокой активно-сти диффузии, ее роль в захлопывании микропор в зоне твердофазного соединения (ТФС), частности, при тем-пературе 700°С крайне незначительна для нанострук-турного сплава ВТ6. Доказательством такого утвержде-ния послужили результаты экспериментальной работы [3], в которой сваркой давлением были изготовлены из наноструктурного сплава ВТ6 образцы с различной пористостью в зоне твердофазного соединения (ТФС), проведен последующий вакуумный отжиг при темпе-ратуре деформации и выполнена оценка механических свойств. Оказалось, что с увеличением степени дефор-мации пористость в зоне ТФС образцов при заметно уменьшилась. Механические свойства образцов при комнатной температуре, соединенных при деформации e=35% и температуре 600°С, соответствовали свойствам основного материала, и поры в зоне ТФС отсутство-вали. В образцах соединенных при температуре 650°С поры отсутствовали после деформации e=25%. Время сверхпластической деформации при этом составляло 0,5 часа. При этом вакуумный отжиг образцов, содер-

Methods of increase of structural strength of spherical pressurized containers

“…It is shown that the quality hard phase joining of titanium alloy VT6 by pressure welding in conditions of low temperature plasticity depends on the deformation level [15]. At the same time, the necessary value of deformation level increases while the temperature decreases [16].…”

Oxide surface layer and solid-phase weldability of titanium alloys

“…Дальнейшее увеличение степени деформации сопровождается резким ростом зерен до микрокристаллических размеров [8 -11], что отражается на механических свойствах сварных образцов. Влияние исходного размера зерен и эффекта структурной сверхпластичности (СП) являются определяющими в ускоренном формировании физического контакта [12,13]. Роль диффузии при этом также крайне важна, в частности на стадии объемного взаимодействия, но она практический не исследована для титановых сплавов при пониженных температурах, в том числе при проявлении низкотемпературной сверхпластичности (СП).…”