Білоус В. Ю. Наукові основи аргонодугового та електронно-променевого зварювання перспективних високоміцних титанових сплавів

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0523U100195

Облікова картка дисертації

0523U100195.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 05.03.06 - 3варювання та споріднені процеси і технології

18-10-2023

Спеціалізована вчена рада

Д 26. 182. 01

Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України

Анотація

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.06 – «Зварювання та споріднені процеси і технології». – Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України, м. Київ, 2023р. Дисертація присвячена рішенню важливої науково-практичної проблеми, що полягає в розвитку наукових основ формування структури та комплексу властивостей зварних з'єднань нових високоміцних титанових сплавів з σв>1100МПа, і на цій основі розробці технології аргонодугового та електронно-променевого зварювання. В роботі встановлено шляхи підвищення якості зварних з'єднань перспективних високоміцних титанових сплавів, виконаних ЕПЗ та АДЗ – зварювання на режимах які забезпечуть оптимальний фазовий склад металу шва і ЗТВ, використання присадного матеріалу який містить на 20…30% меньше легуючих елементів та застосування відповідної післязварювальної термічної обробки. Досліджено зварні з’єднання високоміцних титанових сплавів з К = 0,7-1,7, таких як (α+β)-сплави розроблені в Україні Т120 (Ti-5Al-2.8Mo-2.3V-4Nb-1.3Cr-1Fe-2.7Zr) та економно-легований Ti-3.6Fe-0.25O. З Псевдо-β-сплавів досліджено зварні з’єднання сплавів ВТ19 та економно легованих Timet LCB (Ti-6.3Mo-4.4Fe-1.5Al), LCB-5.1 (Ti-2.8Al-5.1Mo-4.9Fe). З Псевдо α-сплавів досліджено вплив зварювання на властивості з’єднань жароміцного сплаву Ti-5.6Al-2.2Sn-3.5Zr-0.4Mo-1.0V-0.6Si. Запропоновано методику визначення впливу аргонодугового зварювання на швидкості охолодження в металі шва та ЗТВ при АДЗ титанових сплавів таких як ВТ19, ВТ6, ВТ23, Т120м шляхом математичного моделювання за методом кінцевих елементів, що дозволяє визначити розміри зон, в яких протікають поліморфні перетворення з утворенням метастабільних α′ـ та β-фаз. Побудовані діаграми анізотермічних перетворень при охолодженні (α+β) сплавів Т120, псевдо-β титанових сплавів ВТ19 та LCB-5.1 із зазначенням ліній початку та кінця анізотропіческіх перетворень β→α і β→α'', з залежністю кількості β-фази в металі зварного з'єднання від максимальних швидкостей охолодження зварного з'єднання титанового псевдо-β-сплаву ВТ19. Досліджено вплив чотирьох видів післязварювальної термічної обробки на властивості з'єднань псевдо-β титанових сплавів, виконаних АДЗ та ЕПЗ, найвищі значення міцності мають з'єднання піддані гартуванню в воду з подальшим старінням, при цьому міцність з’єднань ЕПЗ сплаву ВТ19 на рівні 1270…1280 МПа. Встановлено обернено пропорційну залежність міцності з'єднань титанових псевдо-β-сплавів ВТ19, LCB-5.1 від кількості β-фази в металі шва, запропоновано критерій якості зварних з’єднань. Ключові слова: Титан, титанові сплави, зварювання, аргонодугове зварювання, електронно-променеве зварювання, (α+β)-сплави, псевдо-β-сплави, псевдо-α-сплав, погонна енергія, фазові перетворення, міцність, ударна в’язкість, швидкість охолодження.

Читати повністю

Публікації

1. Ахонін С.В., Білоус В.Ю., Селін Р.В. Аргонодугове та електронно-променеве зварювання псевдо- титанового сплаву ВТ19.: монографія. – Київ: Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, 2022. – 128 с. ISBN978-617-7785-49-0.

2. Akhonin S.V., Belous V.Yu., Berezos V.A., Selin R.V. Effect of TIG-Welding on the Structure and Mechanical Properties of the Pseudo-β Titanium Alloy VT19 Welded Joints. Materials Science Forum, Vol. 927, pp. 112-118, 2018 DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.927.112 (Scopus).

3. Akhonin S.V., Belous V.Yu., Selin R.V. Electron Beam Welding, Heat Treatment and Hardening of Beta-Titanium. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 582 (2019) 012050 DOI: http://10.1088/1757-899X/582/1/012050 (Scopus).

4. Akhonin S.V., Belous V.Yu., Selin R.V., Berezos V.O. Structure and Properties of High-Strength Titanium Alloy Ti-6.5Al-3Mo-2.5V-4Nb-1Cr-1Fe-2.5Zr Welded Joints. Solid State Phenomena Submitted, Vol. 313, pp 82-93 2021 Trans Tech Publications Ltd, Switzerland. (Scopus). DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.313.82

5. Hryhorenko, G., Akhonin, S., Berdnikova, O., Bilous, V., Kushnaryova, O. Fine Structure of Heat-Resistant Titanium Alloys Welded Joints. Proceedings of the 2019 IEEE 9th International Conference on Nanomaterials: Applications and Properties, NAP 2019, 2019, 9075755. http://10.1109/NAP47236.2019.219071

6. Akhonin S.V., Belous V.Yu., Selin R.V., Kostin V.A. Influence of TIG Welding Thermal Cycle on Temperature Distribution and Phase Transformation in Low-cost Titanium Alloy. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 688(2021), 012012. DOI: 10.1088/1755-1315/688/1/012012/ (Scopus)

7. Akhonin S.V., Belous V.Yu., Selin R. Effect of Electron Beam Welding on the Microstructure and Mechanical Properties of Low-Cost Titanium Alloys. Materials Science Forum, 2022, Vol. 1059, pp 15-20. https://doi.org/10.4028/p-j08xw2/ (Scopus).

8. Akhonin S.V., Belous V.Yu., Selin R.V. Effectof Pre-Heating and Post-Weld Local Heat Treatment on the Microstructure and Mechanical Properties of Low-Cost β-Titanium Alloy Welding Joints, Obtainedby EBW (2022) Defect and Diffusion Forum, 416, pp. 87-92. DOI: 10.4028/p-o8uehr.(Scopus)

9. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Ахонин С.В., Белоус В.Ю., И.К.Петриченко, А.В.Сиора, А.Н.Палагеша, Селин Р.В. Особенности лазерно-дуговой сварки титановых сплавов. Автоматическая сварка. 2012. №12. С.3640.

10. Ахонин С.В., Белоус В.Ю., Мужиченко А.Ф., Селин Р.В. Математическое моделирование структурных превращений в ЗТВ титанового сплава ВТ23 при сварке TIG. Автоматическая сварка. 2013. №3. С.26 29. https://patonpublishinghouse.com/ukr/journals/as/2013/03/05

11. Ахонин С.В., Белоус В.Ю., Антонюк С.Л., Селин Р.В. Свойства соединений высокопрочного титанового сплава Т110, выполненных сваркой плавлением. Автоматическая сварка. 2014. №.1. С.54 57. https://patonpublishinghouse.com/ukr/journals/as/2014/01/08

12. Ахонин С.В., Белоус В.Ю., Селин Р.В., Петриченко И.К., Вржижевский Э.Л. Структура и свойства сварных соединений высокопрочных двухфазных титановых сплавов. Автоматическая сварка. 2015. №.8. С16-19. https://patonpublishinghouse.com/ukr/journals/as/2015/08/03

13. Ахонин С.В., Белоус В.Ю., Петриченко И.К., Селин Р.В. Влияние присадочного материала на структуру и свойства сварных соединений высокопрочных двухфазных титановых сплавов, выполненных аргонодуговой сваркой. Автоматическая сварка. 2016. №1. С. 42 46. https://doi.org/10.15407/as2016.01.06

14. Ахонин С.В., Григоренко C.Г., Белоус В.Ю., Таранова Т.Г., Селин Р.В., Вржижевский Э.Л. Электронно-лучевая сварка сложнолегированного высокопрочного титанового сплава. Автоматическая сварка. 2016. №5-6. С. 69 73. https://doi.org/10.15407/as2016.06.11

15. Ахонин С. В., Вржижевский Э. Л., Белоус В. Ю., Петриченко И. К. 3D электронно-лучевая наплавка титановых деталей. Автоматическая сварка», №5-6, 2016, с. 141-144. https://doi.org/10.15407/as2016.06.22

16. Grigorenko S.G.,, Akhonin S.V. Belous W.Ju., Selin R.W. Wplyw obrobki cieplnej na structure I wlasnosci polaczen wysokostopowego stopu tytanu spawanych electronowo. Biuletyn Institutu Spawalnictwa. 2016. №5. С. 8083.

17. Ахонин С. В., Белоус В. Ю., И. Влияние флюсов на процесс АДС титана. Автоматическая сварка. 2017. №2. С. 8-14. https://doi.org/10.15407/as2017.02.02

18. Ахонин С. В., Вржижевский Э. Л., Белоус В. Ю., Петриченко И. К. Влияние предварительного подогрева и локальной термообработки на структуру и свойства соединений дисперсионно-упрочненных титановых сплавов легированных кремнием, выполненных электронно-лучевой сваркой. Автоматическая сварка. 2017. №7. С. 53-58. https://doi.org/10.15407/as2017.07.09

19. Ахонин С.В., Белоус В.Ю., Северин А.Ю., Березос В.А., Пикулин А.Н., Ерохин А.Г. Структура и свойства нового высокопрочного титанового сплава Т120, полученного способом ЭЛП после деформационной и термической обработки. Современная электрометаллургия. 2017. №2. С. 11-16. https://doi.org/10.15407/sem2017.02.02

20. Ахонин С. В., Белоус В. Ю. , Селин Р. В. Воздействие термического цикла аргонодуговой сварки на структуру и свойства псевдо-β-титановых сплавов. Автоматическая сварка. 2018. №8. С.32-38. https://doi.org/10.15407/as2018.08.05

21. Ахонин С. В., Белоус В. Ю., Селин Р. В., Вржижевский Э. Л., Петриченко И. К.. Электронно-лучевая сварка и термообработка сварных соединений высокопрочного псевдо-β-титанового сплава ВТ19. Автоматическая сварка. 2018. №7. С.12-17. https://doi.org/10.15407/as2018.07.02

22. Swietłana G. Grigorenko, Valerij Ju. Belous. Wpływ spawania elektronowego i obróbki cieplnej na strukturę i własności tytanu technicznego z domieszką stopową boru. Biuletyn Institutu Spawalnictwa. 2018. №5. С. 6172.

23. Григоренко С.Г., Белоус В.Ю., Таранова Т.Г., Вржижевский Э.Л., Костин В.А. Структура и свойства жаропрочного псевдо-α-титанового сплава системы Ti–Al–Sn–Zr–Mo–V–Si и его сварных соединений. Современная электрометаллургия, № 2, 2019, С.27-34. https://doi.org/10.15407/sem2019.02.05

24. Ахонин С.В., Березос В.А., Белоус В.Ю. Новые перспективные сплавы на основе титана. Современная электрометаллургия. 2019. №3. С. 35  44. DOI: http://dx.doi.org/10.15407/sem2019.03.03 10.

25. Ахонин С.В., Белоус В.Ю., Селин Р.В., Петриченко И.К. Термічна обробка отриманого способом ЕПП високоміцного псевдо-β-титанового сплаву та його зварних з’єднань. Современная электрометаллургия. 2020. №1. С. 1425. https://doi.org/10.37434/sem2020.01.02

26. Ахонін С.В., Білоус В.Ю., Селін Р.В., Петриченко І.К. Структура та механічні властивості з’єднань псевдо-β титанового сплаву при TIG зварюванні. Автоматическая сварка. 2020. №2. С. 11-17. https://doi.org/10.37434/as2020.02.02.

27. Ахонін С.В., Білоус В.Ю., Березос В.О., Петриченко І.К., Селін Р.В., Северин А.Ю., Пікулін О.М.. Структура та властивості конструкційних економнолегованих сплавів на основі титану, одержаних методом ЕПП. Сучасна електрометалургія. 2020. №4. С. 18-22. DOI: http://dx.doi.org/10.37434/sem2020.02.03.

28. Ахонін С.В., Білоус В.Ю., Селін Р.В., Костін В.А. Структурні перетворення при охолодженні економнолегованого псевдо-β-титанового сплаву Ti–2.8Al–5.1Mo–4.9Fe. Сучасна електрометаллургія. 2021. №1. С. 17-26. https://doi.org/10.37434/sem2021.01.02

29. Ахонін С.В., Білоус В.Ю., Селін Р.В., Петриченко І.К., Радченко Л.М. Аргонодугове зварювання високоміцного економнолегованого псевдо-β-титанового сплаву Ti–2.8Al–5.1Mo–4.9Fe. Автоматичне зварювання», № 5, 2021, С. 34-39. https://doi.org/10.37434/as2021.05.05

30. Григоренко С.Г., Таранова Т.Г. Костін В.А., Соломійчук Т.Г., Білоус В.Ю., Вржижевський Е.Л. Вплив термічної обробки на структуру та характер руйнування зварних з’єднань економно легованого титанового сплаву. Сучасна електрометалургія, № 3, 2021, С 42-48. https://doi.org/10.37434/sem2021.03.07

31. Ахонін С.В., Білоус В.Ю., Селін Р.В., Вржижевський Э.Л., Петриченко И.К., Антонюк С.Л. Вплив термічної обробки на структуру та властивості зварних з’єднань високоміцних титанових сплавів на основі β-фази. Сучасна електрометалургія. № 4, 2021, С. 51-58. https://doi.org/10.37434/sem2021.03.07

32. Ахонін С.В., Білоус В.Ю., Селін Р.В., Петриченко І.К., Радченко Л.М., Руханський С.Б. Аргонодугове зварювання жароміцного титанового сплаву легованого кремнієм. Автоматичне зварювання. 2022. №5. С. 3339. http://doi.org/10.37434/as2022.05.05

33. Ахонін С.В., Білоус В.Ю., Селін Р.В., Петриченко І.К., Радченко Л.М., Руханський С.Б. Вплив присадного матеріалу на структуру та властивості зварних з’єднань високоміцного титанового сплаву ВТ19. Сучасна електрометалургія. 2022. №3. С. 53-62. http://doi.org/10.37434/sem2022.03.08

34. Ахонін С.В., Білоус В.Ю., Костін В.А., Григоренко С.Г., Пузрін О.Л., Вржижевський Е.Л. Підвищення механічних властивостей зварних з’єднань економно легованого титанового сплаву Ti-2.8Al-5.1Mo-4.9Fe термічною обробкою. Автоматичне зварювання. 2022. №12. С. 38-44. http://doi.org/10.37434/as2022.12.05

Читати повністю

Файли

autoreferat-реферат Білоус В-Ю-.pdf

Дисертація Білоус В-Ю-.pdf

Схожі дисертації

0423U100190

Калюжний Сергій Миколайович

Мікроплазмове нанесення цирконієвих покриттів на деталі ендопротезів

0423U100170

Нетяга Антон Володимирович

Зміцнення деталей машин і механізмів гірничо-металургійного обладнання електрошлаковим наплавленням у струмопідвідному кристалізаторі

0423U100014

Губатюк Руслан Сергійович

Технологія і обладнання для індукційної термічної обробки зварних з'єднань термозміцнених залізничних рейок з високовуглецевих сталей.

0521U101283

Кузін Олег Анатолійович

Керування властивостями поверхонь конструкційних сталей і сплавів спрямованим впливом на складові їх структури.

0421U101776

Сенчишин Віктор Степанович

Підвищення ефективності індукційного наплавлення шляхом застосування механічної вібрації