×
13.01.2017
217.015.752a

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ ИЗ ТИТАНО-АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть использовано для получения ультрамелкозернистых сверхпластичных листов титано-алюминиевых сплавов при изготовлении сложных деталей методом сверхпластической формовки и диффузионной сварки. Листы готового проката титано-алюминиевого сплава, например, Ti-48Al-2Cr-2Nb толщиной 2,0 мм, предварительно обрабатывают на воздухе лазерным излучением и подвергают горячему обжатию при давлении 150 МПа и температуре 1250°C в течение 2 часов. Таким образом, первоначальный крупномодульный слоистый микроструктурный сплав превращается в мелкомодульный дуплексный, который обладает сверхпластичностью и способен соединяться на межатомном уровне, т.е. диффузионной сваркой. Диффузионную сварку осуществляют в вакуумной печи при температуре 1100°C, давлении газа 10 МПа и скорости деформации 8·10 c. Способ обеспечивает повышение прочностных характеристик диффузионного сварного соединения деталей из титано-алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к способам получения листов с регламентированной структурой, и может быть использовано для получения ультрамелкозернистых сверхпластичных листов титано-алюминиевых сплавов для получения сложных деталей методом сверхпластической формовки и диффузионной сварки.

В авиационной и других отраслях промышленности перспективно применение конструкций из высокопрочных титано-алюминиевых сплавов. Причем во многих случаях при получении силовых конструкций, по аналогии с титановыми сплавами, требуется создание слоистых конструкций вафельного или ячеистого типа, т.е. возникает задача соединения листовых титано-алюминиевых сплавов.

Существующие методы жидкофазного соединения титано-алюминиевых сплавов (сваркой, пайкой) не обеспечивают необходимой высокой прочности соединения. Наиболее перспективен способ диффузионной сварки, причем эффективность твердофазной технологии существенно возрастает, если соединение (диффузионная сварка) ведется в одном последовательном цикле вслед за сверхпластическим деформированием.

Основной трудностью при соединении титано-алюминиевых сплавов является присутствие на их поверхности термодинамически стабильной плотной окисной пленки, препятствующей контакту между металлическими поверхностями. Для того чтобы произошло диффузионное взаимодействие в контакте титано-алюминиевых сплавов и соответственно была обеспечена высокая прочность соединений, необходимо разрушить окисную пленку (идеальный вариант - удалить ее с поверхности).

Из-за большого сродства алюминия к кислороду он обладает плотной термодинамически стабильной окисной пленкой толщиной 5…10 нм, состоящий из двух слоев: плотного барьерного и рыхлого гидратированного. Барьерный слой имеет меньшую толщину и в нем возникают сжимающие напряжения, в рыхлом возникают растягивающие напряжения. На чистом алюминии толщина рыхлого слоя окисной пленки значительно меньше, чем на сплавах, содержащих титан или магний. Оксиды на титаново-алюминиевых сплавах обладают более высокой химической стойкостью и имеют сложный состав Al2O3 HO2 и Ti2O или Al2O3 H2O и MgO. Прочностная окисная пленка присутствует на соединяемых поверхностях, в процессе нагрева она практически не разрушается и препятствует образованию металлического контакта. Определяющим фактором при получении прочных диффузионных соединений титаново-алюминиевых сплавов является выбор рациональной и эффективной технологии подготовки поверхностей этих сплавов.

Известны способы получения металлических листов методом сверхпластической формовки и диффузионной сварки, при которых листовые заготовки заполнителя собирают в пакет и размещают в печи, где их нагревают до необходимой температуры и при помощи штампа с определенной оснасткой производят сверхпластическую формовку и диффузионную сварку давлением газа (патенты США №3920175, 1975, №4043418, 1976, №4882833, 1987, патент Японии №60-9100, 1985).

Наиболее близким по набору существенных признаков является техническое решение RU 2170636 С2, 20.07.2001 г., которое было принято авторами за ближайший аналог.

Детали из алюминиевого сплава 1201 в виде пластин толщиной 2,0 мм подвергаются обработке импульсным излучением лазера. Затем детали помещали в вакуумную печь и диффузионно сваривали при температуре 526°C и давлении 5 МПа, после чего охлаждали и вынимали готовые изделия.

Недостатком данного способа является то, что в этом случае выявляется недостаточная прочность соединения в местах диффузионной сварки из-за недостаточного разрушения поверхности окисной пленки, которая препятствует контакту свариваемых поверхностей.

Целью настоящего изобретения является повышение прочностных характеристик диффузионного соединения изделий из титано-алюминиевых сплавов.

Указанная цель достигается за счет того, что в способе, состоящем из изготовления панелей титано-алюминиевых сплавов, при котором свариваемые поверхности соединяемых деталей предварительно обрабатывают на воздухе лазерным изучением с плотностью энергий 105…106 Вт/см2, детали диффузионно сваривают при температуре 526°C. После предварительной обработки на воздухе лазерным излучением проводят обжатие при температуре 1250°C и давлении 150 МПа, а диффузионную сварку производят при температуре 1000°C с давлением газа 10 МПа со скоростью деформации 8·10-5 с-1.

Способ изготовления металлических панелей из титано-алюминиевых сплавов осуществляется следующим образом. Листы готового проката из титано-алюминиевого сплава Ti-48Al-2Cr-2Nb толщиной 2,0 мм подвергают горячему обжатию при 150 МПа и температуре 1250°C в течение 2 часов. Таким образом, первоначальный крупномодульный слоистый микроструктурный сплав превращается в мелкомодульный дуплексный микроструктурный сплав Ti-48Al-2Cr-2Nb за счет растворения частиц неравновесной части вторичной фазы AlTi2 в матричной фазе Ti-48Al-2Cr-2Nb, который обладает сверхпластичностью и способен соединятся на межатомном уровне, т.е. диффузионной сваркой.

Диффузионная сварка происходит в вакуумной печи при помощи штампа при температуре 1100°C, давлении газа 10 МПа и скорости деформации 8·10-5 c-1.

Таким образом, используя эти способы, а именно горячую дрессировку при температуре 1250°C и давлении обжатия 150 МПа, получаем сверхпластичный титано-алюминиевый сплав за счет большего разрушения окисной пленки на поверхности свариваемых деталей и получения сплава с матричной структурой, в котором рост зерен основной матрицы сдерживается частицами вторичной фазы, растворенными в матричной фазе, тем самым повышая прочность соединения диффузионной сварки.

Способ изготовления металлических панелей из титаново-алюминиевых сплавов, включающий диффузионную сварку листов при заданной температуре, отличающийся тем, что свариваемые поверхности соединяемых листов предварительно обрабатывают на воздухе лазерным излучением с плотностью энергии 10…10 Вт/см, после чего проводят обжатие при температуре 1250°С и давлении 150 МПа, а диффузионную сварку производят при температуре 1000°С с давлением газа 10 МПа со скоростью деформации 8×10c.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 141-150 of 177 items.
14.06.2019
№219.017.832b

Способ обеспечения герметичности турбонасосного агрегата в условиях высоких вибрационных нагрузок

Изобретение относится к уплотнительной технике. Способ обеспечения герметичности турбонасосного агрегата в условиях высоких вибрационных нагрузок заключается в определении допустимого радиального люфта вала, равного 0,15÷0,30 мм. При этом измерение радиального люфта вала проводится при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691414
Дата охранного документа: 13.06.2019
25.07.2019
№219.017.b85d

Нагреватель для тепловых испытаний внешней поверхности отсека летательного аппарата

Изобретение относится к испытательной технике, определяющей тепловую стойкость конструкций изделия, в частности для имитации нагрева внешней поверхности отсека летательного аппарата (ЛА). Нагреватель для тепловых испытаний внешней поверхности отсека летательного аппарата (ЛА) содержит каркас,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695516
Дата охранного документа: 23.07.2019
25.07.2019
№219.017.b89b

Носовой обтекатель летательного аппарата в транспортно-пусковом контейнере

Изобретение относится к летательным аппаратам. Носовой обтекатель летательного аппарата (2) в транспортно-пусковом контейнере (3) состоит из днища (11) и корпуса (12), образующих разъемное соединение с обеспечением герметизации стыка. Между выступом носового обтекателя и передним торцом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695470
Дата охранного документа: 23.07.2019
25.07.2019
№219.017.b8ab

Способ старта и подъема летательного аппарата самолетного типа

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам запуска летательных аппаратов (ЛА) самолетной схемы. Способ старта и подъема летательного аппарата самолетного типа включает размещение ЛА и фиксацию в стартовой конфигурации со сложенным крылом внутри ракетной стартово-разгонной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695473
Дата охранного документа: 23.07.2019
25.07.2019
№219.017.b8ac

Стенд для испытаний на нагрузки отсека летательного аппарата

Изобретение относится к испытательной технике элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к способам воспроизведения аэродинамического теплового и силового воздействия на внутреннюю поверхность отсека летательного аппарата в наземных условиях. Устройство включает размещенный на основании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695514
Дата охранного документа: 23.07.2019
02.10.2019
№219.017.ce91

Разъёмное соединение с потайной головкой

Изобретение относится к ракетной технике и может найти применение в конструкциях систем разделения объектов летательных аппаратов. Технический результат - упрощение устройства и повышение надежности его работы, улучшение аэродинамики. Устройство состоит из корпуса, донышка с канавкой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700137
Дата охранного документа: 12.09.2019
30.10.2019
№219.017.db90

Способ аэродинамического управления летательным аппаратом

Изобретение относится к аэродинамическому управлению техническими объектами, преимущественно малоразмерными летательными аппаратами (ЛА), совершающими полет с маневрированием на небольших углах атаки и скольжения (например, по прямолинейным или баллистическим траекториям). Для аэродинамического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704381
Дата охранного документа: 28.10.2019
01.11.2019
№219.017.dc0a

Лечебно-тренировочный электромиостимуляционный костюм

Изобретение относится к медицине, а именно к лечебно-тренировочным электромиостимуляционным костюмам для поддержания мышц в тонусе при длительном нахождении в невесомости. Костюм (1) имеет два слоя, содержит пояс (4). Верхний слой (6) плотно соприкасается с группой мышц деталями костюма из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704600
Дата охранного документа: 29.10.2019
01.11.2019
№219.017.dc34

Способ прицеливания крылатых ракет наклонного старта

Изобретение относится к военной технике и может найти применение для прицеливания наклонных пусковых установок крылатых ракет, размещаемых на надводных и подводных носителях. Способ основан на использовании результатов ранее проведенных измерений на заводе-изготовителе инерциального блока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704581
Дата охранного документа: 29.10.2019
01.11.2019
№219.017.dc4f

Шахтная установка для передачи тепла на большие расстояния при малых температурных перепадах

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к системам обеспечения теплового режима на основе контурных тепловых труб. Шахтная установка для передачи тепла на большие расстояния при малых температурных перепадах содержит термоэлектрическую батарею и контурную тепловую трубу. Холодный спай...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704570
Дата охранного документа: 29.10.2019
Showing 81-81 of 81 items.
01.05.2019
№219.017.4793

Способ ультразвукового контроля изделий из композиционных материалов

Использование: для ультразвукового контроля изделий из композиционных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют подачу ультразвуковых волн при помощи преобразователя перпендикулярно контактной поверхности объекта контроля с направлением волны через одну фокальную ось...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686488
Дата охранного документа: 29.04.2019
+ добавить свой РИД