Сплавы на основе орторомбического алюминида титана (Ti₂AlNb) представляют собой перспективные материалы для применения в авиакосмической и автомобильной промышленности благодаря своим высоким прочностным характеристикам, низкому удельному весу и устойчивости к окислению. Тем не менее, данные сплавы обладают существенным недостатком, заключающимся в сложности их сварки.
Лазерная сварка является одним из наиболее эффективных методов соединения сплавов Ti₂AlNb, поскольку она обеспечивает высокую точность и не требует последующей механической обработки. Однако применение лазерной сварки может привести к образованию трещин и снижению пластичности сварных соединений.
Целью настоящего исследования являлась разработка методики получения качественных сварных соединений из сплавов Ti₂AlNb с использованием лазерной сварки и последующей термической обработки.
В рамках исследования был использован сплав ВТИ-4, включающий титан, алюминий, ниобий и другие элементы. Исходные свойства данного сплава характеризуются высокой прочностью и способностью выдерживать значительные механические нагрузки. Лазерная сварка выполнялась при комнатной температуре или с предварительным нагревом в диапазоне от 200 до 800 градусов Цельсия.
Анализ результатов показал, что разрушение сварных соединений происходит преимущественно в области шва и зоны сплавления. Отсутствие предварительного подогрева приводило к образованию поперечных трещин, в то время как предварительный нагрев предотвращал их возникновение. Оптимальные результаты были достигнуты при нагреве до температуры 200-400 градусов Цельсия, что способствовало повышению прочности и пластичности сварных соединений.
Последующая термическая обработка не оказала значительного влияния на механические характеристики сварных соединений. Однако при нагреве до 400 градусов Цельсия и последующей обработке по одному из установленных режимов пластичность соединений увеличивалась в 1,5 раза при сохранении уровня прочности.
Настоящее исследование было поддержано Российским научным фондом. Полный текст статьи доступен по следующей ссылке: http://shea.bsu.edu.ru/shea/_files/2020-tez.pdf.
