Материаловедение | |
Название | Модифицирование структурно-фазового состояния титановых сплавов воздействием концентрированными потоками энергии |
DOI | 10.17580/tsm.2015.11.10 |
Автор | Польский В. И., Якушин В. Л., Джумаев П. С., Петровский В. Н. |
Информация об авторе | Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия: В. И. Польский, доцент кафедры физических проблем материаловедения |
Реферат | Исследованы изменения структурно-фазового состояния, элементного состава и степени поверхностного упрочнения деталей из деформированных титановых сплавов ВТ16 и ВТ3-1, применяемых в авиационной промышленности, после обработки лазерным излучением и потоками высокотемпературной импульсной плазмы. Обработку образцов из титанового сплава ВТ16 лазерным излучением проводили в установке МЛ3-06ЛД, предназначенной для автоматической обработки изделий из различных материалов сфокусированным пятном мощного твердотельного излучателя иттербиевого волоконного лазера ЛС-07-ОМ с максимальной мощностью непрерывного выходного излучения от 500 до 700 Вт и диаметре пучка 20 мм. Обработку потоками высокотемпературной импульсной плазмы проводили в экспериментальной установке типа z-пинч «Десна-М» гелиевой плазмой с плотностью энергии до 100 Дж/см2. Установлено, что на поверхности сварного шва титанового сплава ВТ16, полученного в импульсной лазерной установке МЛ3-06ЛД в защитной атмосфере аргона, формируется «чешуйчатый» рельеф застывшего расплава. Наблюдали заметные колебания значений микротвердости по ширине шва от 3500 МПа по краям до 5300 МПа в середине. Установлено, что лазерная поверхностная обработка титанового двухфазного сплава ВТ16 в защитной среде аргона устраняет образование оксидной пленки, образующейся при обработке на воздухе, при этом микротвердость поверхности повышается в 1,5–1,7 раза. Последовательная обработка образцов в лазерной установке МЛ4-1 и потоками высокотемпературной импульсной (~15 мкс) гелиевой плазмы с плотностью энергии до 100 Дж/см2 в установке типа z-пинч приводит к сглаживанию исходной поверхности деталей из сплава ВТ3-1, к образованию упорядоченной гексагональной ячеистой (~200 мкм) субмикроструктуры и повышению в два раза (до ~7200 МПа) микротвердости обрабатываемой поверхности. Работа выполнена в рамках центра «Ядерные системы и материалы» при государственной поддержке Программы повышения конкурентоспособности НИЯУ МИФИ (соглашение с Минобрнауки РФ от 27 августа 2013 г. № 02.а03.21.0005). |
Ключевые слова | Сплавы титана, лазерное излучение, потоки импульсной плазмы, рельеф поверхности, микроструктура, элементный состав, микротвердость |
Библиографический список | 1. Поута Дж. М. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками / под ред. Дж. М. Поута и др. — М. : Машиностроение, 1987. — 424 с. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |