Введение
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 13
1.1. Пористые и пористо-компактные конструкции на основе титана с заданными свойствами, способы их изготовления 13
1.1.1. Области применения пористо-компактных конструкций 13
1.1.2. Металлокерамические конструкции и способы их получения 16
1.2. Особенности сварки пористых и компактных материалов 21
1.2.1. Получение сварных соединений пористых и пористо-компактных материалов 21
1.2.2. Механизм и кинетика образования соединения при сварке в твердой фазе 26
1.2.3. Высокотемпературная деформация и уплотнение титановых материалов в цикле диффузионной сварки 34
1.2.4. Взаимодействие контактных поверхностей с кислородом
при нагреве в вакууме 43
1.3. Структурные характеристики пористых порошковых
титановых материалов 55
1.3.1. Пористость и макроструктура порошковых материалов 5 5
1.3.2. Микроструктура титановых материалов 5 8
1.4. Взаимодействие компактного и пористого титана с азотом 60
1.4.1. Особенности химико-термической обработки пористых порошковых материалов 61
1.4.2. Теоретические модели процесса взаимодействия
пористого титанового материала при ХТО в среде азота 62
1.4.3. Кинетика процесса взаимодействия титана с азотом 64
1.5. Цель и задачи исследований 66
2. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНУЮ ПОЛЗУЧЕСТЬ И УПЛОТНЕНИЕ В ЦИКЛЕ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ 71
2.1. Получение образцов и методики исследования их структуры и свойств 72
2.2. Влияние параметров процесса получения на структуру и свойства пористых заготовок из порошкового титана 76
2.3. Исследования высокотемпературной ползучести порошковых титановых материалов 85
2.4. Исследование кинетики уплотнения пористых титановых заготовок при их диффузионной сварке 95
2.5. Выводы и результаты по главе 2 108
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ НАГРЕВА ТИТАНОВЫХ ЗАГОТОВОК НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 110
3.1. Физико-математическая модель процесса взаимодействия титана с кислородом в нестационарных температурных условиях 111
3.2. Определение констант роста и растворения оксидной фазы 125
3.3. Кинетика изменения толщины оксидной пленки при различных условиях нагрева 130
3.4. Экспериментальная проверка модели изменения толщины оксидной пленки в нестационарных условиях 143
3.5. Выводы и результаты по главе 3 146
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ НА СВОЙСТВА И КАЧЕСТВО ПОРИСТО-КОМПАКТНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 148
4.1. Влияние режимов диффузионной сварки на прочность
сварного соединения 148
4.2. Влияние параметров режима сварки на механизм разрушения
диффузионно-сварных соединений 153
4.2.1. Качество диффузионно-сварного соединения и его критерии 153
4.2.2. Топография поверхности разрушения компактного материала 154
4.2.3. Строение изломов диффузионно-сварных соединений пористо-компактных заготовок 159
4.3. Оптимизация параметров процесса диффузионной сварки
пористых и компактных титановых заготовок 167
4.4. Оценка эффективности защитной среды при диффузионной сварке пористых и компактных титановых заготовок 179
4.5. Выводы и результаты по главе 4 191
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ПОРИСТО-КОМПАКТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ ДИФФУЗИОННО-СВАРНЫХ ЗАГОТОВОК 193
5.1. Кинетика взаимодействия титана с газами при отжиге в среде азота 193
5.1.1. Кинетика образования оксидов при отжиге в среде азота 193
5.1.2. Кинетика формирования охрупченных слоев 200
5.1.3. Топография и фазовый состав продуктов реакции взаимодействия титана с газами при отжиге в среде азота 208
5.1.4. Кинетика формирования газонасыщенного слоя при отжиге в среде азота особой чистоты 219
5.1.5. Термогравиметрические исследования процесса азотирования титана 224
5.2. Физико-математическая модель азотирования пористых титановых заготовок 231
5.2.1. Построение физико-математической модели 232
5.2.2. Исследование математической модели 237
5.2.3. Экспериментальная проверка модели азотирования пористых титановых образцов 253
5.3. Влияние параметров термического азотирования и структуры на прочностные характеристики пористых заготовок 256
5.4. Влияние термического азотирования на прочность диффузионно-сварного соединения 266
5.5. Выводы и результаты по главе 5 268
6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОИСТЫХ ПОРИСТО-КОМПАКТНЫХ И ПОРИСТЫХ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ 270
6.1. Изготовление втулки топливно-насосного агрегата 270
6.2. Изготовление толкателя рулевой тяги 272
6.3. Изготовление уплотнительных колец насоса 276
6.4. Опытные ударостойкие панели 279
6.5. Изготовление фильтров тонкой очистки инертных газов 284 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
