THE INFLUENCE OF TEMPERATURE AND TIME OF PRESSURE WELDING ON THE FORMATION OF A JOINT BETWEEN THE TITANIUM ALLOY AND Ni-2 %Cr ALLOY

Abstract

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВРЕМЕНИ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ НА ФОРМИРОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЯ ТИТАНОВОГО СПЛАВА СО СПЛАВОМ Х2Н98Ключевые слова: твердофазная сварка; слои интерметаллидов; наноструктурная прослойка; аустенитно-мартен-ситное превращение; прочность соединения.Аннотация: Исследовали твердофазное соединение титанового сплава ПТ-3В (Ti-4.2Al-1.6V) и стали 12Х18Н10Т через наноструктурную прослойку из сплава Х2Н98. В процессе соединения при температурах 650, 700, 750 и 800 °С в зоне контакта образуются слои интерметаллидов Ti 2 Ni, TiNi, TiNi 3 . Известно, что при сварке давлением титанового сплава и никеля на границе образуются сплошные слои этих интерметаллидов. Именно по этим слоям и происходит разрушение. Наиболее вероятной причиной разрушения является скачок коэффициента термическо-го расширения (КТР) при аустенитно-мартенситном превращении с образованием слоя TiNi, в результате которого на стадии охлаждения с температуры сварки в соседних хрупких слоях Ti 2 Ni и TiNi 3 образуются трещины. Леги-рование сплава TiNi хромом в пределах 1-2 % приводит к значительному снижению температурного интервала аустенитно-мартенситного превращения.На границе TiNi 3 /Х2Н98 происходит образование тонкого слоя TiCr 2 , препятствующего диффузии хрома и ни-келя в формирующиеся слои интерметаллидов Ti 2 Ni, TiNi и TiNi 3 . Это приводит к формированию более тонких слоев интерметаллидов в зоне соединения ПТ-3В/Х2Н98, чем при сварке через никелевую прослойку. Применение сплава Х2Н98 привело к легированию интерметаллида TiNi хромом в количестве 0,2-0,6 ат. %, что, по-видимому, снизило температуру аустенитно-мартенситного превращения ниже комнатной температуры, изменило вид и ме-стоположение трещин в сварном шве. При использовании прослойки из сплава Х2Н98 наибольшая прочность на растяжение σ В =390±20 МПа достигается после сварки при Т=700 °C, 20 мин. Повышение времени выдержки при 700 °C или увеличение температуры приводят к снижению прочности.