МАТЕРИАЛОВЕДЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СЛОЖНОЛЕГИРОВАННЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ МОДИФИЦИРОВАННЫМИ СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ : МАТЕРІАЛОЗНАВЧІ ОСНОВИ ВІДНОВЛЕННЯ ВИРОБІВ З СКЛАДНОЛЕГОВАНИХ ТИТАНОВИХ СПЛАВІВ МОДИФІКОВАНИМИ СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМИ МАТЕРІАЛАМИ

Краткое описание

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
Запорожский национальный технический университет

На правах рукописи
ОВЧИННИКОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ
УДК: 669.295: 621.792.3

МАТЕРИАЛОВЕДЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СЛОЖНОЛЕГИРОВАННЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
МОДИФИЦИРОВАННЫМИ СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМИ
МАТЕРИАЛАМИ
05.02.01 – Материаловедение
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант
Качан Алексей Яковлевич
лауреат государственной премии Украины
доктор технических наук, профессор

Запорожье – 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных обозначений, символов, сокращений и терми-нов.......... 6
Введе-ние……………………………………………………………………........ 7
Раздел 1 Титан и его сплавы в машиностроении ............................................. 18
1.1 Применение титановых сплавов в современном машиностроении и перспективы их использова-ния...........................................................................
18
1.2 Проблемы, эксплуатация и производство деталей ГТД из титановых сплавов ……………………………………………………………………..........
21
1.3 Механические свойства и запас прочности деталей из (α+β) – титано-вых сплавов, используемых в газотурбинных двигате-лях…………...............
24
1.3.1 Влияние условий эксплуатации детали на требования к механиче-ским свойствам титановых спла-вов....................................................................
26
1.3.2 Влияние структуры на механические свойства деталей ГТД................. 29
1.3.3 Запас прочности деталей ГТД из (α+β)–титановых спла-вов................... 31
1.4 Факторы, определяющие работоспособность деталей ГТД из (α+β) – титановых спла-вов…………………………………………….……..................
34
1.4.1 Свариваемость титановых спла-вов............................................................ 35
1.4.1.1 Влияние примесей и легирующих элементов на свариваемость ти-тана.........................................................................................................................
37
1.5 Технологические проблемы сварки титановых сплавов и пути их ре-ше-ния..........................................................................................................................
1.6 Влияние присадочных материалов на свойства сварных соединений из сложнолегированных титановых спла-вов…………………………………….
1.7 Пути повышения качества присадочных материа-лов……………………
1.7.1 Методы интенсивной пластической деформации ……………...............
1.8 Постановка цели и задач исследова-ний……………………………….......
53

55
59
61
66
Раздел 2 Материалы и методики исследова-ний……………………………… 68
2.1 Обоснование методологии исследова-ний.................................................... 68
2.2 Получение легированных заготовок для производства присадочных материалов с субмикрокристаллической структурой
69
2.2.1 Выплавка титановых сплавов для производства СМК прутков для присадочных материа-лов.....................................................................................
69
2.2.2 Определение химического соста-ва............................................................ 74
2.2.3 Деформационная обработка для формирования субмикрокристаллической структуры в прутках из титановых спла-вов..........................................
75
2.3. Сварка и контроль качест-ва.......................................................................... 78
2.4. Термическая обработ-ка................................................................................. 81
2.5 Исследования структуры титановых спла-вов.............................................. 81
2.6 Испытания механических свойств................................................................ 83
2.6.1 Твердость и микротвер-дость...................................................................... 91
2.7 Математическая обработка данных и моделирование напряженно - деформированного состояния деталей ГТД…………………………..…………
92
Раздел 3 Исследование свойств и механизмов разрушения сварных соединений жаропрочных титановых сплавов ………...............................................
95
3.1. Исследование повреждений сложных изделий из жаропрочных титановых спла-вов.......................................................................................................
95
3.2 Влияние состава присадочных материалов на структуру, механизмы разрушения и механические свойства сварных соединений сплавов ВТ8 и ВТ3-1 при статических нагруз-ках.......................................................................

99
3.3 Влияния состава присадочных материалов на структуру, механизмы разрушения и механические свойства сварных соединений сплавов ВТ8 и ВТ3-1 при динамических знакопеременных нагру-зках....................................

118
3.4 Определение основных причин снижения механических свойств сварных соединений α+β – титановых сплавов и определение путей повышения ремонтопригодности деталей ГТД..............................................................

123
3.5 Выво-ды............................................................................................................ 125
Раздел 4 Разработка составов присадочных материалов для повышения механических и служебных свойств сварных соединений из α+β-титановых спла-вов...............................................................................................

128
4.1 Планирование эксперимен-та......................................................................... 128
4.1.1 Определение факторов и уровня их варьирования ……………..…....... 130
4.2 Разработка технологии получения присадочных материалов заданного химического соста-ва............................................................................................
136
4.3 Влияние модификаторов на структуру слитков титановых
спла-вов...................................................................................................................
145
4.4 Исследование влияния состава присадочных материалов на структуру и свойства сварных соединений α+β – титановых спла-вов…..………………
152
4.5 Выво-ды........................................................................................................... 178
Раздел 5 Разработка присадочных материалов с субмикрокристалличе-ской структу-рой…………………………………………….........................................
181
5.1. Реализация процесса структурирования присадочных
материа-лов............................................................................................................
184
5.2 Влияние присадочных материалов на структуру и свойства сварных соединений жаропрочных титановых спла-вов..................................................
192
5.3. Влияние режимов термообработки на свойства сварных соединений жаропрочных титановых спла-вов.......................................................................
221
5.4 Сравнительный анализ механических свойств сварных соединений α+β - титановых сплавов, полученных АДС с применением серийных и
опытных присадочных материа-лов....................................................................

227
5.5 Выво-ды............................................................................................................ 232
Раздел 6 Оценка и прогнозирование свойств, восстанавливаемых деталей из титановых α+β – спла-вов................................................................................
236
6.1 Расчет зон ремонта на вентиляторной лопатке из сплава ВТ3-1 Д-36….. 239
6.1.1 Построение твердотельной модели лопатки вентилятора Д-36 из сплава ВТ3 - 1……………………………………………………………….…..
239
6.2 Расчет напряженно-деформированного состояния и определение зон ремонта пера лопатки вентилятора двигателя Д-36 из сплава ВТ3 – 1…..….
246
6.3 Расчет зон ремонта осевого моноколеса из сплава ВТ8 авиадвигателя Д-27………………………………………………………………………..……..
252
6.3.1 Построение твердотельной модели осевого моноколеса из сплава ВТ8 двигателя Д-27………………………………………………………..……
252
6.4 Расчет напряженно-деформированного состояния и определение зон ремонта осевого моноколеса из сплава ВТ8 двигателя Д-27…………...........
255
6.5 Выво-ды............................................................................................................ 261
Раздел 7 Промышленная реализация разработанного подхода восстановления изделий из сложнолегированных титановых спла-вов...........................
263
7.1 Восстановление вентиляторной лопатки двигателя Д - 36 и компрес-сорного моноколеса двигателя Д - 27 с применением СМК
приса-док…………………………………………………………………………

263
7.2 Устранение дефектов в промышленных слитках сплава grade 2 в условиях предприятия ГП «ЗТМК»....................................................................
270
7.3 Внедрение результатов работы на промышленных предприяти-ях….….. 276
7.4 Выво-ды............................................................................................................ 278
Выво-ды.................................................................................................................. 280
Список использованной литерату-ры…………………………………………..
Приложе-ние А…………………………………………………………………...
Приложе-ние Б…………………………………………………………………...
Приложение В «Расчет напряженно-деформированного состояния
вентиляторной лопатки двигателя Д - 36»…………………………………….
Приложение Д «Расчет напряженно-деформированного состояния
моноколеса двигателя Д - 27»………………………………………………….
Приложе-ние Ж…………………………………………………………………..
Приложе-ние К…………………………………………………………………...
Приложение Л…………………………………………………………………...
Приложение М…………………………………………………………………..
Приложение Н…………………………………………………………………... 285

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ

ГТД – газотурбинный двигатель;
СМК – субмикрокристаллический;
ИПД – интенсивная пластическая деформация;
ГП «ЗТМК» – государственное предприятие «Запорожский титано-магниевый комбинат»;
ЦБК – центробежное колесо;
РСМА – рентгеноспектральный микроанализ;
ВДП – вакуумно-дуговой переплав;
ВЭ – винтовая экструзия;
ОЦК – объемно-центрированная кубическая;
ГПУ – гексагональная плотноупакованная;
ПЭМ – просвечивающая электронная микроскопия;
ГВТ – газо – воздушный тракт;
НДС – напряженно – деформированное состояние.
ТМО – термомеханическая обработка;
ЭЛП – электронно – лучевая плавка;
КПД – коэффициент полезного действия;
КВД – компрессор высокого давления;
КНД – компрессор низкого давления;
РЗМ – редкоземельные материалы;
ОШЗ – околошовная зона;
АДС – аргонно-дуговая сварка;
МнЦу – многоцикловая усталость;
СКО – среднеквадратичное отклонение;
КЗП – коэффициент запаса прочности;
ЗТВ – зона термического влияния.

ВВЕДЕНИЕ

Правительственные программы Украины направлены на развитие высокотехнологичных отраслей производства машиностроительного комплекса. Среди них лидирующее место занимает авиационное двигателестроение. Производство авиационных двигателей новых поколений неразрывно связано с разработкой прогрессивных материалов и технологий, а также методов восстановления ответственных узлов и деталей [ -12]. , , , , ,
В газотурбинных двигателях (ГТД), применяемых в авиастроении и энергетических установках, используются сложнолегированные жаропрочные
α+β-титановые сплавы ВТ3-1, ВТ8, ВТ8М-1, ВТ9, ВТ25У и др. [ - . В настоящее время доля титановых сплавов в ГТД составляет 37%, а среди деталей газовоздушного тракта – 57%  . Для двигателей новых поколений применяются монодетали, что позволяет снизить массу компрессора до 60% и обеспечивает его малоступенчатость, высоконапорность и повышение политропического коэффициента полезного действия  , . Согласно статистическим данным, в ГТД чаще всего повреждаются роторные детали, в числе которых находятся осевые и центробежные компрессорные моноколеса из
α+β-титановых сплавов. Ремонт поврежденных элементов путем их механической замены в случае монодеталей невозможен, поэтому повышение ресурса зависит от эффективности восстановления методом сварки. Действие термического влияния сварки приводит к изменению типа и параметров структурных составляющих в сварном шве титановых сплавов  - . Это ведет к снижению уровня механических свойств сварных соединений и, как следствие, уменьшению ресурса ответственных титановых деталей или невозможности их ремонта [ ]. Существующие методы восстановления ограниченно используются для роторных деталей ГТД и практически не применяются для монодеталей авиадвигателей новых поколений [ , ]. Таким образом, важной научно-практической проблемой является приближение уровня свойств сварного соединения к свойствам исходных сложнолегированных титановых сплавов в исходном состоянии.
Обеспечить весь комплекс свойств в деталях на уровне исходного мате-риала существующими методами сварки практически невозможно. В связи с этим, разработка научных основ восстановления деталей из +-титановых сплавов является актуальной материаловедческой проблемой. Обобщение мировых достижений науки и практики производства, эксплуатации и ремонта сложных изделий из титановых сплавов позволило определить, что необходимого уровня свойств материала в зоне ремонта, возможно, достичь путем формирования заданного типа структуры в сварном шве с учетом сопротивления разрушению материала при разных видах нагружения. Формирование структуры сварных швов титановых сплавов, прежде всего, зависит от состава и структурного состояния присадочных материалов. Поэтому необходимо управлять составом и структурой присадочных материалов из титановых сплавов на всех этапах металлургического и технологического переделов с привлечением для структурообразования современной технологии интенсивной пластической деформации (ИПД).
Диссертационная работа посвящена разработке научно – практической материаловедческой проблеме формирования высокого уровня механических свойств в восстанавливаемых участках ответственных деталей из сложнолегированных титановых сплавов с учетом их напряженно - деформированного состояния, путем дифференцированного структурообразования сварных швов за счет применения новых модифицированных материалов в субмикрокристаллическом (СМК) состоянии.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Диссертационная работа выполнена в соответствии с «Державною комплексною програмою розвитку авіаційної промисловості України на період до 2010 року», п. «Забезпечення пріоритетного розвитку виробництва такої авіаційної техніки, як літаки Ан-38, Ан-70, Ан-124, серійного виробництва двигунів Д-27, Д-18Т четвертої серії, АІ-450, АІ-222-25, ВК-2500, вертольота КТ-112 і його модифікацій». Основные этапы диссертационной работы выполнены в соответствии с научно - исследовательскими темами ЗНТУ по госбюджетным работам, в которых автор принимал участие в качестве ответственного исполнителя:
ГБ 03318 «Розробка та дослідження титанових сплавів у наноструктурованому стані для авіаційної техніки» (№ держреєстрації 0108U000277, 2008 – 2009 рр.); ГБ 01112 «Розробка та дослідження технології виготовлення і ремонту деталей авіаційної техніки з наноструктурованих титанових сплавів»
(№ держреєстрації 0110U001144, 2010 – 2011 рр.), а также в соответствии с научно - исследовательскими хоздоговорными работами ЗНТУ и государственным предприятием «Запорожский титано-магниевый комбинат» (ГП «ЗТМК») и публичного акционерного общества «Мотор Сич» (ПАО «Мотор Сич»), в которых автор был руководителем: ХД 2725 «Разработка технологии ремонта сварной рабочей лопатки (РЛ) вентилятора с обеспечением оптимальных прочностных характеристик в зоне швов. Определение расчетным путем зон возможного ремонта лопаток вентилятора Д-36 из сплава ВТ3-1 с применением сварки» (№ госрегистрации 0105U004980, 2005 г.); ХД 2716 «Оптимизация зон и технологии ремонта сваркой рабочих лопаток вентилятора из сплава ВТЗ-1 с учетом технологических параметров и механических характеристик»
(№ госрегистрации 0107U003871, 2006 – 2007 гг.); ХД 2818 «Дослідження властивостей титанових зливків, отриманих на основі титану губчастого з підвищеним вмістом кисню» (№ госрегистрации 0109U004121, 2008 – 2009 рр.); ХД 2819 «Розробка технології отримання легованих заготовок
методом вакуумно-дугового переплаву для виробництва
наноструктурованого титанового зварювального присадкового дроту»
(№ госрегистрации 0109U003716, 2009 р.); ХД 2829 «Исследование и разработка методики ремонта деталей ГТД из сложнолегированных титановых сплавов с применением наноструктурированных присадочных материалов»
(№ госрегистрации 0109U008904, 2009 – 2013 гг.); ХД 2111 «Розробка методики отримання зливків двофазних титанових сплавів в умовах ДП "ЗТМК"»
(№ госрегистрации 0108U007118, 2011 р.); ХД 2121 «Исследование и разработка технологии упрочнения сплава ВТ25У для деталей компрессора малоресурсных газотурбинных двигателей с целью повышения механических и служебных свойств» (№ госрегистрации 0101U008916, 2012 – 2013 гг.).
Цель и задачи исследований. Цель работы – разработка теоретических и прикладных материаловедческих основ восстановления изделий из сложнолегированных титановых сплавов для повышения их ресурса.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– исследовать и обобщить причины повреждений изделий из + – титановых сплавов, а также экспериментально определить зависимости влияния состава серийных присадочных материалов на структуру, механизмы разрушения и механические свойства сварных соединений титановых сплавов в
структурно - упрочненном состоянии;
– на основании исследований закономерностей влияния модифицирую-щих элементов на структуру, механизмы разрушения и свойства сварных со-единений + – титановых сплавов, разработать основные принципы формирования литой структуры для восстановления работоспособности изделий;
– разработать присадочные материалы с СМК структурой для повышения уровня и стабильности механических свойств восстановленных изделий из + – титановых сплавов;
– определить режимы термической обработки, обеспечивающие требуемые механические свойства сварных соединений сложнолегированных титановых сплавов;
– установить закономерности влияния структурного состояния приса-дочных материалов на структуру и механические свойства сварных соединений из + – титановых сплавов;
– определить области возможного ремонта деталей ГТД из сложнолегированных титановых сплавов при использовании интегрированного коэффициента запаса прочности и провести натурные испытания деталей;
– внедрить в производственных условиях разработанные методы восстановления изделий из сложнолегированных титановых сплавов.
Объект исследований – процессы структурообразования и механические свойства α- и α+β-титановых сплавов при восстановлении сложнонапряженных изделий.
Предмет исследований – закономерности структурообразования в микрокристаллических и субмикрокристаллических титановых сплавах и формирования свойств в сварных соединениях.
Методы исследований. Определение химического состава сплавов осуществляли рентгеноспектральным и химическим методами. Металлографические исследования структур и фрактограмм поверхностей разрушения проводили с использованием оптических микроскопов, а также растрового и просвечивающего электронного микроскопов. Исследование состава фаз сплавов проводили энергодисперсионным рентгеноспектральным методом. Механические свойства определяли по стандартным методикам. Лабораторные и промышленные исследования выполнены в соответствии с существующими стандартами на приборах и оборудовании, которые прошли метрологический контроль. Моделирование напряженно-деформированного состояния деталей ГТД реализовано с использованием специализированных лицензированных программных продуктов профессионального класса.
Научная новизна полученных результатов.
Основне выводы и положения, которые характеризуют научную новизну работы, состоят в следующем:
1. Впервые установлено зависимости комплексного влияния моди-фикаторов (иттрия, лантана и бора) на механизмы разрушения и свойс-тва сварных соединений α+β-титановых сплавов. Установлено, что при содержании в присадочных материалах лантана в пределах 0,12...0,20%,
иттрия до 0,01…0,02% и бора до 0,02…0,04% в сварных швах формируется структура равноосного типа с размером зерен около 26 мкм, что обуславливает высокое сопротивление статическим и динамическим знакопеременным напряжениям и обеспечивает значение границы прочности, границы выносливости и угла загиба сварных соединений α+β-титановых сплавов на уровне 0,90...0,94 от свойств основного металла. При содержании иттрия 0,02...0,08%, а также при содержании лантана и бора до 0,01…0,10% и 0,01…0,03% соответственно, в сварном шве α+β-титановых сплавов формируется дисперсная структура пластинчатого типа, которая затрудняет развитие магистральных трещин и повышает ударную вязкость металла шва более, чем в 2 раза.
2. Впервые исследовано и установлено закономерности влияния ин-тенсивной пластической деформации на структуру присадочных материалов из α- и α+β-титановых сплавов. Установлено механизмы структурообразования модифицированных титановых сплавов в результате одновременного действия высоких температур, а также нормальных и касательных напряжений. Доказано, что интенсивная пластическая деформация с напряжениями сдвига позволяет: устранить поры и несплошности в структуре присадочных материалов; измельчить включения, которые содержат модифицирующие элементы (лантан, иттрий), что в целом позволило устранить химическую и структурную неоднородность за счет увеличения длины границ структурных составляющих при размере последних менее 500 нм.
3. Впервые установлено закономерности влияния субмикрокристаллических присадочных материалов на состав, структуру и механические свойства сварных соединений α+β-титановых сплавов. Традиционно присадочные материалы используются в микрокристаллическом деформированном или литом состояниях. Новым является использование присадочных материалов из титановых α- и α+β-сплавов в субмикрокристаллическом состоянии, благодаря чему в структуре сварного шва практически отсутствуют поры, включения, содержащие иттрий и лантан, характерные для использования присадок в микрокристаллическом состоянии. Это уменьшило разнозеренность структуры сварного шва с 25...230 мкм до 25...70 мкм и, как следствие, повысило стабильность механических свойств.
4. Получили развитие закономерности влияния иттрия, бора и лан-тана на литую структуру α- и α+β-титановых сплавов. Установлено, что иттрий способствует образованию тонкопластинчатой внутризеренной структуры первичной -фазы с разориентированными пластинами -фазы, лантан – в несколько раз уменьшает размер первичных -зерен и способствует образованию смешанной внутризеренной структуры из пластинчатых и равноосных выделений -фазы. Бор, при содержании около 0,04%, до 10 раз уменьшает первичные -зерна, а при более високом содержании приводит к образованию хрупкой боридной эвтектики.
5. Впервые научно - обосновано и експериментально апробировано технологию восстановления сложнонапряженных деталей из жаропроч-ных титановых сплавов, которая базируется на установленных закономерностях их структурообразования и механизмов разрушения сварных соединениях β-титановых сплавов. На основании анализа напряженно-деформированного состояния деталей из сложнолегированных титановых сплавов получен необходимый уровень механических свойств в зонах восстановления путем формирования структуры сварного шва из достаточным сопротивлением разрушению в условиях действующих нагрузок. Это позволило расширить зоны ремонта роторных деталей авиадвигателей на 30...70% по сравнению с раннее использованными метода-ми.
6. Расширено представления о распределении легирующих элемен-тов в структурных составляющих (α+β)-титановых сплавов. По-новому рассмотрено влияние структурной неоднородности присадочных материалов из
α+β-титановых сплавов на структуру и свойства сварных соединений сплавов того же состава. Установлено, что в деформированном сплаве ВТ8 имеет место концентрационная неоднородность легирующих элементов между - та
-фазами, которая проявлялась в разнице химического состава этих фаз. По Al она составляла более 2 раз и по Мо – достигала 10 раз. Это приводило к нестабильности механических свойств в металле сварного шва, что заключалось в разбросе их значений: в  15% отн., -1  18% отн.,   23% отн., φ  33% отн.
Практическое значение полученных результатов.
С учетом производственных условий металлургических и машиностроительных предприятий Украины на основе комплекса исследований и экспериментов в лабораторных и промышленных условиях, разработано технологическую схему восстановления ответственных деталей авиационных двигателей из жаропрочных α+β-титановых сплавов. В рамках данной схемы решены следующие научно - технические проблемы, включающие усовершенствование на всех этапах металлургического и технологического переделов:
1. Разработано и получено новый титановый сплав для применения в качестве присадочного материала при сварке жаропрочных титановых сплавов (патент Украины № 71627). Разработано и внедрено в производственных условиях ГП «ЗТМК» ресурсосберегающую технологию изготовления слитков из сложнолегированных и модифицированных титановых сплавов, в которой, в отличие от традиционных технологий вакуумно-дугового переплава (ВДП), в качестве основного сырья используются отходы производства титана губчатого.
2. Разработано технологическую схему изготовления присадочных материалов с субмикрокристаллической структурой на базе усовершенст-вованной технологии интенсивной пластической деформации методом винтовой экструзии (ВЭ) (патент Украины №60470);
3. Разработанная технологическая схема восстановления деталей ГТД из жаропрочных титановых сплавов, реализована на ПАО «Мотор Сич» для восстановления вентиляторных лопаток двигателя Д-36 из сплава ВТ3-1 и осевых моноколес двигателя Д-27 из сплава ВТ8. В рамках разработанной схемы усовершенствовано технологию аргонно-дуговой сварки путем применения субмикрокристаллических присадочных материалов (патент Украины №65927) и установлено режимы термической обработки сварных соединений из жаропрочных титановых сплавов.
4. Разработано и внедрено технологию заварки дефектов литья промышленных слитков и слябов, выплавляемых электронно-лучевой способом в условиях ГП «ЗТМК». Восстановлено слитки массой 3,4 тонны со сплавов
марки Grаdе 1 и Grаdе 2 (АSTM В348-08) с повышенным содержанием кислорода, что улучшило технологическую пластичность и обеспечило удовлетворительную последующую деформационную обработку полуфабрикатов;
5. Разработано методику определения зон ремонта роторных деталей ГТД на примере вентиляторной лопатки из сплава ВТ3-1 и осевого моноколеса из сплава ВТ8;
6. Результаты работы внедрены в виде дополнений к технологическим инструкциям с ожидаемым годовым экономическим эффектом на
ГП «ЗТМК» 5 205, 0 тыс. грн, на ПАО «Мотор Сич» 160,481 тыс. грн.
Личный вклад соискателя.
Основные научные результаты исследований, экспериментальных и промышленных испытаний получены при непосредственном участии и руководстве автора работы. Все теоретические обобщения и рекомендации выполнены автором самостоятельно. Личный вклад диссертанта в совместных публикациях следующий: теоретические и экспериментальные исследования структуры, механизмов разрушения и механических свойств сварных соединений жаропрочных титановых сплавов, полученных серийными и субмикрокристаллическими модифицированными присадочными материалами и разработка основных принципов формирования структуры сварных швов 288, 316, 319, 321, 348, 368-370, 375, 376, 384, 385; анализ характера разрушения и напряженно-деформированного состояния деталей из жаропрочных титановых сплавов 348, 372, 378, 384; исследование и определение закономерностей влияния состава и технологии обработки первичного титана на структуру и механические свойства титановых изделий 340, 359, 361-363, 366, 367, 374, 379, 380; исследования влияния интенсивной пластической деформации на структурообразование в тиановых сплавах, разработка присадочных материалов с субмикрокристаллической структурой и исследование их влияния на структуру и свойства сварных соединений. 321-326, 331-333, 335, 369, 373, 386, 387.

Апробация результатов диссертации.
Основные положения диссертационной работы доложены на 32 конфе-ренциях: научно – технических конференциях «Стародубовские чтения» (Днепропетровск, 2005 - 2012 гг.), на международных молодежных научно-практических конференциях «Человек и космос» (Днепропетровск, 2009,
2010, 2011 гг.), международных научно-технических конференциях
«Титан: производство и применение», (Запорожье, 2008, 2010, 2012 гг.), «Молодежь в авиации: новые решения и передовые технологии» (Алушта, 2010 - 2012 гг.), «Высокие технологии: тенденции развития» (Харьков, 2005 г.), «Стратегия качества в промышленности и образовании»
(Днепропетровск, 2005, 2006 гг.), «Прогрессивные технологии жизненного цикла авиационных двигателей и энергетических установок»
(Запорожье - Алушта, 2010 – 2012 г.); «Титан в СНГ» (Киев, 2005; Суздаль, 2006 г.; Ялта, 2007 г.; Одесса, 2009 г., Львов, 2011 г.), «Нові конструкційні сталі та стопи і методи їх оброблення для підвищення надійності та довговічності виробів» (Запорожье, 2005, 2008, 2010 г.), „Проблемы ресурса и безопасной эксплуатации материалов» (Санкт Петербург, 2005 г); «Технічна модернізація авіабудівного виробництва – ключ до успіху на ринках авіаційної техніки”,
(Киев, 2012 г).
Результаты работы доложены на специализированных советах
ГП «ЗТМК» при участии специалистов ГП «ГНИП Институт титана» (20.11.09 г.; 10.03.10 г.; 01.12.10 г.), а также на научно-технических семинарах каф. «Механика» ЗНТУ при участии специалистов АО «Мотор Сич»,
ГП «ЗТМК» и ГП «ГНИП Институт титана» (25.09.09 г.; 12.05.10 г.; 29.01.11 г.; 10.10.12 г.).
Результаты диссертации опубликованы в 40 научных работах: 22 – опубликованы в специализированных научных издательствах, из каких 14 – в специализированных научных журналах, 8 - в специализированных сборниках научных трудов; 13 – в тезисах докладов и сборниках научных трудов на отечественных и международных научных и практических конференциях, 5 патентов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, се-ми разделов, выводов, списка использованных источников и приложений. Общий объем диссертации составляет 353 страницы, из них 261 страница основного текста, 27 таблиц, 131 рисунок, а также список с 387 литературных источников на 46 страницах и приложения на 21 странице.
Автор выражает глубокую признательность за помощь и содействие в работе первому научному консультанту доктору технических наук профессору
Шаповаловой О. М.

Список литературы

ВЫВОДЫ

В работе выполнено теоретические и экспериментальные разработки, направленные на решение актуальных научных и практических проблем восстановления изделий из сложнолегированных титановых сплавов. Разработано материаловедческие основы формировании механических свойств на восстановленных участках сложных деталей с учетом их напряженно-деформированного состояния путем управления структурообразованием сварных швов сложнолегированих титановых сплавов, которое осуществляли на всех етапах металлургического и технологического переделов (вакуумно-дугового переплава и интенсивной пластической деформации заготовок для присадочного материала, сварки и термической обработки изделий).
Важнейшие научные и практические результаты работы сведены к сле-дующему:
1. Проанализирован мировой опыт формирования структуры и свойств в сложнолегированных сплавах на етапах металлургического и технологического переделов, а также при использовании методов интенсивной пластической деформации. На основе анализа литературных данных определено, что в авиадвигателестроении и энергетических установках существует проблема восстановления изделий из сложнолегированных титановых сплавов. В работе выполнено анализ причин снижения свойств зон ремонта и показано, что обеспечение необходимого уровня механических свойств возможно путем управления структурообразованием сварных соединений. Определены основные направления исследований, включающие разработку материаловедческих принципов повышения сопротивления разрушению сложнолегированных
α+β-титановых сплавов под влиянием комплексних нагрузок путем формирования структуры и свойств в сварном шве при помощи модифицированных присадочных материалов с субмикрокристаллической (СМК) структурой.
2. Исследован характер повреждений роторных деталей ГТД. Уста-новлено, что применение серийных методов восстановления деталей приводит к снижению значения механических свойств сварных соединений до 30% ниже требуемого уровня. Экспериментально доказано, что причиной этого являлись структурные изменения, а также дефекты сварного шва в виде химической, структурной неоднородности и пор. Показано, что именно структурное состояние сварного шва обусловило увеличение среднеквадратичного отклонения результатов механических свойств сварных соединений, более чем в 2 раза, в сравнении со свойствами основного металла. На основании результатов исследований установлено, что серийные технологии не обеспечивают необходимого уровня механических свойств жаропрочных титановых сплавов в зоне ремонта.
3. В результате исследований распределения легирующих и модифицирующих элементов в слитках разработана ресурсосберегающая технология получения титановых сплавов двойным вакуумно-дуговым переплавом с равномерным распределением модификаторов La, Y и B. На основании анализа установленных зависимостей влияния модификаторов на свойства сварных соединений жаропрочных титановых сплавов, получено два состава присадочных материалов на основе титана: состав №1. (3…4% Al, 0,125…0,20% La, 0,01…0,02% Y, 0,02…0,04%B), который формирует в сварном шве структуру равноосного типа с размерами около 26 мкм. Это обеспечило значения пластичности, динамической и статической прочности на уровне
0,9 от основного металла, что достаточно для восстановления деталей из жаропрочных титановых сплавов типа лопаток; состав №2. (3…4% Al,
0,01…0,10% La, 0,05…0,08% Y, 0,01…0,03%В) обеспечил формирование в сварных швах α + β – титановых сплавов структуры пластинчатого типа с размерами первичной β – фазы до 122 мкм и α-пластин шириной около 0,8 мкм. Это обеспечило значения пластичности и ударной вязкости на уровне 0,9 от основного металла, что достаточно для восстановления деталей из жаропрочных титановых сплавов типа дисков.
4. Установлены закономерности влияния состава присадочных мате-риалов на структуру и свойства сварных соединений α+β – титановых сплавов. По-новому рассмотрено влияние структурной неоднородности присадочных материалов на структуру и свойства сварных соединений этих сплавов. Установлено, что в деформированном сплаве ВТ8, имеет место кон-центрационная неоднородность между α - и β - фазами, которая по алюминию составляет более 2 раз , а по β - стабилизатору молибдену, достигает 10 раз. Это приводит к неравномерной деформации структурных составляющих и к нестабильности свойств основного металла (средняя микротвердость - фазы 3932 МПа, а
 - фазы 2215 МПа) и металла сварного шва, что выражается в разбросе свойств последнего по в около 15 % отн., по -1 около 18% отн.,  = 23% отн.,
 = 33% отн..
5. Впервые реализована интенсивная пластическая деформация методом винтовой экструзии титановых сплавов, модифицированных La, Y и B, что обеспечило дробление структурных составляющих до СМК размеров – 200…500 нм. Исследовано влияние интенсивной пластической деформации на структуру и распределение модифицирующих элементов в титановых сплавах. Методами растровой микроскопии доказано дробление включений, содержащих иттрий и лантан при использовании винтовой экструзии. Экспериментально доказано, что включения, содержащие модифицирующие элементы в присадочных материалах, снижают уровень механических свойств сварных соединений и повышают разброс свойств. Показано, что в результате действия повышенной температуры и объемной деформации происходит дробление включений и перераспределение модифицирующих элементов лантана и иттрия по границам структурных составляющих титано-вых сплавов.
6. Впервые предложено примененение присадочных материалов с СМК структурой. Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что применение СМК присадочных материалов в сравнении с микрокристаллическими присадками позволяет: устранить поры и несплошности в структуре присадочных материалов, в результате «залечивания» последних, под действием объемной деформации при повышенной температуре; устранить химическую и структурную неоднородности, характерные для присадок из двухфазных титановых сплавов, что достигается уменьшением размеров зерен менее 500 нм и увеличением протяженности их границ; снизить количество дефектов в струк-туре сварного шва (поры, химическую неоднородность, разнозеренность), тем самым, увеличив энергоемкость процесса разрушения последнего.
7. Экспериментально установлено, что структурирование присадоч-ных материалов опытных составов №1 и №2 методом ВЭ для получения в них СМК структуры, позволило повысить уровень механических свойств и уменьшить их среднеквадратичное отклонение соответственно: в на 3% и СКО до
2 раз, -1 на 5% и СКО на 50%, δ на 7% и СКО на 30%,  на 8% и СКО на 50%.
8. Экспериментально доказано, что при температуре 840°С в те-чение
1 часа, происходит практически полное выравнивание твердости в сварном шве и зоне термического влияния без фазовых превращений в материале сварного соединения.
9. На основании расчета и экспериментальных исследований напря-женного состояния деталей ГТД, рассчитаны зоны возможного ремонта вентиляторной лопатки двигателя Д-36 из сплава ВТ3-1 и осевого моноколеса двигателя Д-27 из сплава ВТ8. Установлено, что использование опытных присадок позволяет расширить зоны возможного ремонта на 30% для лопатки вентилятора из сплава ВТ3-1, в сравнении с ранее применяемыми присадочными материалами, а также обеспечило возможность ремонта около 75% лопаточной части осевого моноколеса из сплава ВТ8.
10. Проведены испытания на натурных деталях – лопатках венти-лятора из сплава ВТ3-1. На основании результатов испытаний установлено, что долговечность опытных лопаток соответствует долговечности исходных лопаток. Экспериментально доказано, что предел выносливости лопаток, восстановленных с применением экспериментальных присадок на 20 % выше, чем лопаток, восстановленных присадкой из сплава ВТ20. Испытания на натурних деталях подтвердили экспериментально - расчетные результаты работы.
11. В условиях ГП «ЗТМК» устранены дефекты в промышленных слитках титановых сплавов путем их подварки с применением присадок с со-держанием кислорода 0,22…0,25% и модифицирующим комплексом (лантан, иттрий и бор). Это обеспечило их деформируемость за стандартными режимами без образования трещин в местах восстановления сваркой. Разработанную технологию с экономическим эффектом внедрено в производственных условиях ГП «ЗТМК».
12. Разработанные материаловедческие основы формирования структуры путем применения модифицированных СМК присадок, что позволили получить необходимый уровень механических свойств в деталях из сложнолегированных титановых сплавов и обеспечили возможность увеличения номенклатуры ремонтопригодных деталей и расширение зон возможного ремонта по сравнению со стандартними материалами. Результаты работы внедрены в виде дополнений к технологическим инструкциям с ожидаемым годовым
экономическим эффектом на ГП «ЗТМК» 5205,0 тыс. грн, на
ПАО «Мотор Сич» 160,481 тыс. грн.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
. Хорев А.И. Теория и практика создания современных комплексно легированных титановых сплавов для авиакосмической и ракетной техники / А.И. Хорев // Жаропрочные сплавы. – 2008 .– № 2. – С. 337–351.
. Аношкин Н.Ф. Титан в условиях конверсии / Н.Ф. Аношкин // Металловедение и обработка титановых и жаропрочных сплавов: сб. научн. трудов / науч. ред. В. К. Александров. – М.: Металлургия, 1991. – С. 6 –16.
. Ишунькина А.Н. Состояние и перспективы производства в ВИЛСе полуфабрикатов высокопрочных титановых сплавов для авиации, химии и энергетики / А.Н. Ишунькина, Е.С. Лебедева, В.Л. Родионов // Технология легких сплавов. – 1997. – № 2. – С. 7–11.
. Shilin R. Materials for aerospace tectnique / R. Shilin // Aviation Materials on the border of XX and XXI centuries. VIAM. – 1994. – v. 2. – P. 49–63.
. Хорев А. И. Титановые сплавы и технологические процессы для космической техники и народного хозяйства / А.И. Хорев, М.А.Хорев // Титан. –1993. – № 4.– С. 70–73.
. Климов В.Т. Титановые сплавы в конструкциях пассажирских самолетов / В.Т. Климов, В.В. Садков // Титан. – 1998. – № 1(10). – С. 10–14.
. Софьянов А.В. Производство труб из титановых сплавов для крупногабаритных облегченных емкостей / А.В. Софьянов, О.Г. Хохлов-Некрасов,
Л.И. Лапин // Сталь. – 1992. – № 9. – С59–63.
. Иголкин А.И. Титан в освоении морских месторождений / А.И. Иголкин // Титан. – 1993. – № 4. – С.79–82.
. Tems R.D. Selection and use of Large diameter titanium pipe in a condeep offshore oil production platform. / R.D. Tems // Proc. of the int. conf. on titanium prod. and appl. –1990. – v. 1. – P. 368–393.
. Titanium’2003 Science and Technology: рrog. 10th World Conf. on Titanium, Saint-Petersburg, Russia 13-18 July 2003. – Hamburg, Germany. – V.1–5. – 3425 p.
. Авиационно-космические материалы и технологии. / [Богуслаев В.А., Качан. А.Я., Калинина Н.Е. и др.]; под общ. ред. В.А. Богуслаева. – Запорожье: ОАО «Мотор Сич», 2009. – 383 с.
. Состояние, проблемы и перспективы создания жаропрочных титановых сплавов для деталей компрессора / В.Г.Анташев, О.С. Кашапов, Т.В. Павлова [и др.] // Тi – 2007 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2007. – С. 22–24.
. Отделочно-упрочняющие технологии обработки лопаток моноколес современных газотурбинных двигателей / А.Я. Качан, А.В. Богуслаев, Д.В. Павленко [и др.] // Вестник двигателестроения. – 2010. – № 1. – С.8190.
. Кашапов О.С. Жаропрочный титановый сплав для лопаток КВД с рабочей температурой до 600ºС : автореф. дис. на соиск. науч. степени канд. техн. наук : спец. 05.16.01 «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов» / О.С. Кашапов. – Москва, 2010. – 18, [1] с.
. Современные тенденции повышения свойств жаропрочных титановых сплавов для дисков и лопаток КВД / В.Г. Анташев, Н.А. Ночовная, Т.В. Павлова [и др.] // Титан. – 2006. – № 1. – С.40 – 42.
. Ильенко В.М. Титановые сплавы для авиационных газотурбинных двигателей / В.М. Ильенко, Р.Е Шалин // Титан. – 1995. –№ 1–2 (5–6). – С.25.
ссылок ЖС102)
. Ночовная Н.А. Особенности применения и производства жаропрочных титановых сплавов в мировом авиадвигателестроении / Н.А. Ночовная, О.С. Кашапов // Тi – 2009 в СНГ: сб. научн. трудов // [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2009.– С. 41 – 45.
. Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик деталей ГТД / [Богуслаев В.А., Муравченко Ф.М., Жеманюк П.Д. и др.]; под. общ. ред. В.А. Богуслаева. – Запорожье: Мотор Сич, 2003. – 396с.
. Отделочно-упрочняющая обработка деталей ГТД / [Богуслаев В.А., Яценко В.К., Жеманюк П.Д. и др.]; под. общ. ред. В.А. Богуслаева. – Запорожье: Мотор Сич, 2005 – 559 с.
. Шаповалова О.М. Исследование стабильности механических свойств полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов ь/бО.М. Шаповалова,
И.А. Маркова, Т.И. Ивченко // Вестник двигателестроения.– 2009.  № 1. – С. 25 128.
. Илларионов Э.И. Исследование влияния характера структуры на механические свойства титановых -сплавов ВТ5, ВТ5-1 / Э.И. Илларионов // Известия ВУЗов. Цветная металлургия. – 2002. - № 4. – С. 4446.
. Солонина О.П. Жаропрочные титановые сплавы / О.П. Солонина,
С.Г. Глазунов. – М.: Металлургия, 1976. – 448 с.
. Цвикер У. Титан и его сплавы / Цвикер У. - М.: Металлургия, 1979. – 510 с.
. Муравьев В.И Проблемы порообразования в сварных швах титановых сплавов / В.И. Муравьев // МиТОМ. – 2005. – №7(601). – С.30 – 37.

. Гуревич С.М. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов / С.М. Гуревич. – Киев: Наукова думка, 1979. – 300 с.
. Пат. 2201320 Российская Федерация, МПК B23K9/16. Способ аргонодуговой сварки / Долотов Б.И., Меркулов В.И.; заявитель и патентообладатель Федер. Гос. унитарное предприятие "Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им. Ю.А. Гагарина". – №2001130911/02; заявл. 15.11.2001; опубл. 27.03.2003.
. Полькин И.С. Применение титана в различных отраслях промышленности / И.С. Полькин // Ti-2006 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2006. – С. 26-31.
. Климов В.Т. Титановые сплавы в конструкциях пассажирских самолетов / В.Т. Климов, В.В.Садков // Титан. – 1998. – №1(10). – С. 10–14.
. Горынин И.В. Титан – ключ к океанской глубине / И.В. Горынин,
С.С. Ушков, В.И. Михайлов // Ti–2007 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2007. – С. 13 –21.
. Рыбин В.В. Роль титановых сплавов на новом этапе развития атомной энергетики / В.В. Рыбин, С.С. Ушков, О.А. Кожевников // Ti – 2008 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2008. – С. 11 -24.
. Хорев А.И. Теория и практика создания современных комплексно легированных титановых сплавов для авиационной и ракетной техники /
А.И. Хореев // Ti – 2008 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2008. – С. 337-351.
. Александров А.В.Особенности развития современного рынка титана / А.В.Александров // Ti – 2007 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2007. – С. 7 -10.
. Павлова Т.В. Новый жаропрочный титановый сплав для дисков и лопаток КВД / Т.В. Павлова, В.Г. Анташев, Н.А. Ночовная [и др.] // Титан. – 2004. – №1. – С. 22.
. Moiseyev V.N. Titanium Alloys. Russian aircraft and aerospace applications / Moiseyev V.N. – London-New York-Singapore. : Taylor & Francis Group, 2006. – 207 p.
. Александров А.В. Состояние и развитие рынка титана в регионе СНГ / А.В. Александров // Ti – 2006 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2006. – С. 7 – 12.
. Червонный И.Ф. Титан и области его применения / И.Ф. Червонный // Ti – 2007 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2007. – С. 26 -31.
. Хорев А.И Титановые сплавы : применение и перспективы развития / А.И. Хореев // Титан. – 2005. – №1(16). – С.40 – 48.
. Колачев Б.А. Титановые сплавы в конструкциях и производстве авиадвигателей и авиационно-космической техники / Б.А. Колачев, Ю.С. Елисеев, А.Г. Братухин. – М.: МАИ, 2001. – 416 с.
. Титановые сплавы в машиностроении / Б.Б. Чечулин, С.С. Ушков,
И.Н. Разуваева и др.. – Л.: Машиностроение, 1977. – 248 с.
. Механіка руйнування та міцність матеріалів / [Осташ О.П., Федірко В.М., Учанін В.М. та ін.]; під ред. О.П.Осташа, В.М.Федірка. – Львів: Сполом, 2007. –1068 с.
. Иноземцев А.А. Газотурбинные двигатели. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. Компрессоры. Камеры сгорания. Форсажные камеры. Турбины. Выходные устройства. / А.А. Иноземцев, М.А. Нихамкин, В.Л. Сандрацкий // М.: Машиностроение, 2007, - 396 с.
. Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик деталей ГТД: Лопатки компрессора и вентилятора / [Богуслаев В.А., Муравченко Ф.М., Жеманюк П.Д. и др.]. – Запорожье: Мотор Сич, 2003. – 396 с.
. Шереметьев А.В. Об экономической оптимальности величины ресурса авиационных ГТД / А.В. Шереметьев // Вестник двигателестроения. – 2009. – № 1. – С.36–40.
. Пат. № 2033526 Российская Федерация, МПК F01D5/28 Способ изготовления лопатки турбины из сплава на основе титана / Клаус Гердес, Карло Магги; заявитель и патентообладатель Асеа Браун Бовери АГ. – № 2371946, заявл. 11.06.76; опубл. 25.11.77.
. Наноиндустрия авиадвигателя: российская национальная нанотехнологическая сеть: [Электронный ресурс] / А.В. Артюхов, С.П. Павлинич, В.Ю. Иванов // Статьи – 2010. – С.1-3. – Режим доступа к статье: http://www.rusnanonet.ru/articles/45708/.
. Технология производства авиационных двигателей / [В.А. Богуслаев, А.Я. Качан, В.Ф. Мозговой и др.]. – Запорожье: Мотор Сич, 2004. – 945 с.
. Гейкин В.А. Технология производства двигателей нового поколения / В.А. Гейкин, Н.И. Шаронова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2010.- №3/2(45). – С.11–13.
. Обеспечение допустимого уровня разночастотности лопаток центробежных колес / И.Ф. Кравченко, А.В. Шереметьев, А.В. Петров [и др.] // Вестник двигателестроения. – 2009. – № 1. – С. 54–57.
. Повышение эффективности высокоскоростного фрезирования центробежных колес / Ю.В. Грачев, Г.В. Пухальская, С.В. Критчин [и др.] // Вестник двигателестроения. – 2011. – № 1. – С. 95–100.
. Обработка проточных поверхностей моноколес высокоскоростным фрезерованием / П.Д. Жеманюк, А.В. Богуслаев, С.В. Мозговой [и др.] // Авиационно-космическая техника и технология. – 2004. – № 7(15). – С.215–219.
. Разработка осецентробежного компрессора для энергетического двигателя малой мощности / В.Е. Спицын, М.А. Шаровский, Е.А. Токарева [и др.] // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2010.– №3/2(45). – С.70-73.
. Клевков П.А. Применение горячей объемной штамповки после ГИП для изготовления моноколес с дифференцированной структурой из жаропрочных титановых сплавов / П.А.Клевков, Д.Д.Ваулин, О.П.Евменов [и др.] // Технология легких сплавов . – 2010. – №3. – С. 36–42.
. Чепкин В.М. Опыт и проблемы применения титановых сплавов в авиационных двигателях / В.М.Чепкин // Титан. – 1995. – №1 – 2(5–6). – С. 13 – 14.
. Супов А.В. Перспективы использования линейной сварки трением (ЛСТ) и диффузионной сварки для лопаток компрессора и вентилятора/ А.В. Супов/ К 80-летию ОАО«КМПО»: тезисы докл. науч.-техн. конф / отв. ред. Р.И. Шарафутдинов. – Казань, КМПО, 2011. – С. 35.
. Конструкционные и технологические решения для создания составных лопаток перспективных вентиляторов с применением прочных и жестких металлокомпозитов / [Е.Н. Каблов, С.Е. Салибеков, Ю.А. Абузин и др.] // Новые технологические процессы и надежность ГТД. Композиционные и керамические материалы в ГТД.− [Вып. 3].– М.: ЦИАМ, 2003. – С. 124−139.
. Пат. № 2463125 Российская Федерация, МПК B21K3/04.  Способ изготовления заготовок широкохордных пустотелых лопаток вентилятора газотурбинного двигателя/ Кропотов В.А.; заявитель и патентообладатель открытое акционерное общество "Корпорация ВСМПО-АВИСМА". – заявл. 11.01.11; опубл. 05.10.12.
. Johnsen M.R. Friction Stir Welding Takes Off at Boeing / M.R. Johnsen // Welding Journal – 1999. – № 2. – P. 35–39.
. Мусатов М.И. Распределение легирующих элементов в слитках титановых сплавов / М.И. Мусатов // Применение титановых сплавов в авиапромышленности : сборник науч. трудов / науч. ред. С.Г. Глазунов, С.И. Сычевой – М: ОНТИ ВИАМ, 1960. – С.89–96.
. Пацкевич И.Р. О химической неоднородности слоя, наплавленного порошковой лентой в углекислом газе / И.Р. Пацкевич, Л.А. Хейфец // Автоматическая сварка – 1971. – № 11. – С. 66 – 67.
. Баулин А.В. Металловедение и технология ресурсных титановых деталей летательных аппаратов / А.В. Баулин // Ti – 2008 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины , 2008. – С. 209–219.
. Полькин И.С. Перспективные направления науки и титане /
И.С. Полькин // Ti – 2008 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2008. – С. 33–39.
. Ночовная Н.А. Особенности применения и производства жаропрочных титановых сплавов в мировом авиадвигателестроении / Н.А. Ночовная, О.С. Кашапов // Ti – 2009 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2009. – С. 41-45.
. Ильин А.А. Титановые сплавы. Состав, структура , свойства. Справочник. / А.А. Ильин, Б.А. Колачев, И.С.Полькин. – М.: ВИЛС – МАТИ, 2009. – 520 с.
. Ануров Ю.М. Обеспечение конструкционной надежности авиационных ГТД семейства «НК» путем защиты от раскрутки ротора и непробиваемости корпусов / Ю.М. Ануров, Д.Г. Федорченко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2010.– №3/2(45). – С.8–11.
. Муравченко Ф.М. Обеспечение динамической прочности деталей авиационных ГТД при прогнозировании больших ресурсов / Ф.М. Муравченко, А.В. Шереметьев // Вестник двигателестроения. – 2002. – № 1. – С. 32–36.
. Заготовки из титановых сплавов для изготовления лопаток. Технические условия: ОСТ 1 90006:1986. – [Срок введения с 1986-10-01]. – М.: ВИАМ 1986. – 20 с. – (Отраслевой стандарт).
. Лопатки штампованные из титановых сплавов. Технические требования: ОСТ 1 90002:1986. – [Срок введения с 1986-10-01]. – М.: ВИАМ 1986. – 21с. – (Отраслевой стандарт).
. Шереметьев А.В. Анализ градиентов упругопластических напряжений в критических зонах деталей авиационных ГТД / А.В. Шереметьев, А.В. Петров, Т.И. Прибора // Вестник двигателестроения. – 2009. – № 2. – С. 46–49.
. Расчет на прочность деталей машин / [И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр,
Г.Б. Иосилевич и др.]: справочник. - [4-е изд.]. – М.: Машиностроение, 1993. – 640 с.
. Динамика авиационных газотурбинных двигателей / [под. ред
И.А. Биргера, Б.Ф. Шорра]. – М.: - Машиностроение, 1981. – 232 с.
. Колачев Б.А. Физические основы разрушения титана / Б.А. Колачев, А.В. Мальков. – М.: Металлургия, 1983. – 160 с.
. Поковки дисков и валов кованые, штампованные из титановых сплавов. Общие технические требования: ОСТ 1 90197:1989. – [Срок введения с 1989-09-01]. – М.: ВИАМ 1989. – 21 с. – (Отраслевой стандарт).
. Ильин А.А. Фазовые и структурные превращения в титановых сплавах, легированных водородом / А.А. Ильин // Изв. вузов. Цветная металлургия. – 1987. – № 1. – С. 36–101.
. Ильин А.А. Механизм и кинетка фазовых и структурных превращений в титановых сплавах / А.А. Ильин. – М.: Наука, 1994. – 303 с.
. Управление комплексом механических свойств титановых сплавов путем модифицировни я структуры методами термоводородной обработки / А.А. Ильин, С.В. Скворцова, А.М. Мамонов [и др.] // Титан. – №1. – 2004. – С.25–29.
. Методы управления структурой и свойствами литых изделий из титановых сплавов / А.М. Надежин, А.А. Ильин, М.Б. Афонина и др. // Ti – 2008 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2008. – С. 326–329.
. Металлография титановых сплавов. / [Е.А. Борисова, Г.А. Бочвар, М.Я. Брун и др.] – М.: Металлургия, 1980. – 464 с.
. Гуревич С.М. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов / Гуревич С.М., Замков В.Н., Блащук В.Е. – К.: Наукова думка, 1986. – 240 с.
. Шаповалова О.М. Исследование стабильности механических свойств полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов / О.М Шаповалова, И.А. Маркова, Т.И. Ивченко // Вестник двигателестроения. – 2009. – № 1. – С. 125-128.
. Хорев А.И. Легирование и термическая обработка (+β)-титановых сплавов высокой и сверхвысокой прочности / А.И. Хорев // Технология машиностроения. – 2009. – № 12. – С. 5–12.
. Полькин И.С. Перспективы разития гранульной металлургии титановых сплавов / И.С. Полькин // Технология легких сплавов. – 2011. – № 4. – С. 5–10.
. Расчетные значения характеристик прочности авиационных материалов / В.С. Ерасов, А.В. Гриневич, В.Я. Сенник и др. // Авиационные материалы и технологии. – 2012. – № 2. – С.14–16.
. Гончар Н.В. Оценка напряженно-деформированного состояния межпазовых выступов диска компрессора с пазами типа "ласточкин хвост" /Н.В. Гончар, Д.В. Павленко // Авиационно-космическая техника и технология. – 2004. – № 8(16). – С. 77–80.

. Исследование возможности изготовления заготовок дисков ГТД с переменной структурой и функционально-градиентными свойствами из гранул разных разных фракций / Г.С. Гарибов, Н.М. Гриц, Е.А. Федоренко и др. // Технология легких сплавов. – 2011. - № 4. – С. 41– 49.
. Исследование возможности изготовления заготовок дисков из гранул жаропрочных никелевых сплавов с переменной структурой и функционально-градиентными свойствами / Д.А. Егоров, А.В. Романов, А.М. Волков и др. // Промышленность Fokus+. – 2012. – № 3. – С. 41.
. Анализ НДС авиационных конструкций с помощью системы ANSYS / [А.Г. Гребеняков, СП. Светличный, В.Н. Король и др.]. – Харьков: ХАИ, 2002. − 289 с.
. Конюхов А.В. Основы анализа конструкций в системе ANSYS / А.В. Конюхов. – Казань, 2001. – 101 с.
. Патон Б.Е. Технология электронно-лучевой сварки./ Б.Е. Патон.– К.: Наукова думка, 1987. – 256 с.
. Шоршоров М.Х. Сварка титана и его сплавов / М.Х. Шоршоров,
Г.В. Назаров. – М.: Машгиз, 1959. – 136 с.
. Titanium ' 2003: science and Technology: Proc. 10th World Conf. on titanium, 13–18 jul. 2003, Hamburg, Germany / edited by G Luetjering; J Albrecht – Weinheim: DGM:Wiley-VCH, 2004. – Vol. 1–5 – 3425 p.
. Titanium '95: science and technology: proceedings of the eighth world conference on titanium, 22-26 Oct., 1995, Birmingham, UK / edited by P.A. Blenkinsop, W.J. Evans and H.M. Flower – London : Institute of Materials, 1996. – v. 3 – 25 cm.
. Ремонт лопаток паровых турбин после эрозионного износа / Н.А. Погребной Н.А., В.Ф. Зозуля, А.М. Бугаев // Технология и организация производства. – 1976. – № 11. – С. 55–57.
. Шоршоров М.Х. Металловедение сварки и стали сплавов титана /
М.Х. Шоршоров. – М.: Наука, 1965. – 336 с.
. Замков В.Н. Металлургия сварки титана и его сплавов / В.Н. Замков. - Киев: Наукова думка, 1986. – 240 с.
. Designing with titanium: proceedings of the eighth world conference on titanium, 7-9 July, 1986, University of Bristol, London / edited by P.A. Blenkinsop, W.J. Evans and H.M. Flower – London : Institute of Materials, 1986. – 305 p.
. Bania P.J/ Ti-1100 (Ti-1100, a High strength high temperature alloy) // Allow dig/ - 1993. – Febr. – P. 5– 6.
. Ющенко К.А. Анализ современных представлений о свариваемости / К.А. Ющенко, В.В. Ермоленко // Автоматическая сварка. – 2005. – № 1. – 9–13.
. Свариваемость. Определение: ГОСТ 29273:1992. - [Срок введения с 1992-19-06]. – М.: Ордена «Знак почета» издательство стандартов 1992. – 2 с. – (Государственный отраслевой стандарт).
. Особенности кристаллического строения сварных соединений монокристаллов / Задерий Б. А. Котенко С. С., Полищук Е. П. и др. //Автоматическая сварка. – 2003. – № 5. – С. 14–22.
. Петрик І.А. Процеси відновлення зварюванням і пайкою лопаток газотурбінних двигунів із складно зварюваних сплавів на основі нікелю і титану / автореферат дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.03.06 «Сварка и родственные процессы и технологии» / І.А. Петрик. – ЗНТУ, 2007. – 22, [1] с.
. Бродов Ю.М. Ремонт паровых турбин. Система технического обслуживания и ремонта оборудования электростанций / Ю. М. Бродов,
В. Н. Родина. – Екатеринбург: ГОУ УГТУ - УПИ, 2002. — 203 с.
. Петухов А.Н. Особенности конструкционной прочности титановых сплавов и технологические методы повышения сопротивления усталости деталей из них / А.Н. Петухов // Титан. – 1995. –– №1–2. – С. 36–40.
. Фролов В.П. Состояние и перспективы разработок общей теории авиаремонтного производства / В.П. Фролов, Ю.Н. Макин // сб. текстов выступ. семинара / Современное состояние пайки. – М.: Центральный Российский Дом знаний, 1999. – С. 36 – 41.
. Кручинский Г. А. Ремонт авиационной техники (теория и практика) / Г.А. Кручинский. – М.: Машиностроение, 1984. – 256 с.
. Леонтьев М.К. Современные методы расчета динамических характеристик роторных систем. NASTRAN или DYNAMICS? / М.К. Леонтьев // Двигатель. – 2003. – № 33. – С.14-16.
. Анализ влияния дефектов в объеме сварного шва на прочность стыка трубопровода / А.И. Пронин, И.Н. Андронов, Н.П. Богданов [и др.] // Нефть, газ, бизнес. – 2009. – № 7–8. – С. 56–60.
. Третьяков Ф.Е. Сварка плавлением титана и его сплавов / Ф.Е. Третьяков. – М.: Машиностроение, 1968. – 142 с.
. Materials properties handbook. Titanium alloys / Ed. by R. Boyer,
G. Welsch, E.W. Collings. – ASM International. The Matirial Information Society, 1994. – 1176 p.

. Корнилов И.И. О влиянии кислорода на титан и его сплавы / И.И. Корнилов // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1973. – №10. – С.2–5.
. The alloying of titanium by oxygen in the process of chamber electro-slag remelting / A.D. Ryabtsev, O.A. Troyanskyy, S.M. Ratiev [and other] // Proceeding of the 2011 International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting «LMPC 2011». Nancy, France, September 18-21, 2011: LMPC, 2011– P. 39–42.
. Шаповалова О.М. Исследование структуры и свойств кристаллов рафинированного титана повышенной чистоты при нагреве / О.М. Шаповалова, Е.П. Бабенко // Вісник двигунобудування. – 2009. – № 1. – С. 134–135.
. Шаповалова О.М. Вплив вмісту кисню в титані на поглинання водню / О.М. Шаповалова, Є.П. Бабенко // Вісник Академії митної служби України. – 2003. – № 2. – С.74–79.
. Новая технология получения слитков и проката титановых сплавов с регламентированными содержанием кислорода и механическими свойствами / А.Н. Трубин, А.И. Гулякин, И.Ю. Пузаков [и др.] // Титан. – 2002. – №1. – С. 4–6.
. Федирко В.Н. Инженерия поверхности титановых сплавов при термодиффузионном насыщении из контролируемых газовых сред / Федирко В.Н., Погрелюк И.Н. // Титан. – 2011. – №3 (33). – С. 31 – 38.
. Фролов В.П. О разработке общей теории авиаремонтного производства / Фролов В.П., Макин Ю.Н.,Комиссарова О.В. // Совершенствование технологических процессов ремонта авиационной техники : сб. науч. трудов / науч. ред. Б.П. Елисеев – М.: МГТУГА, 1997. – С. 3–9.
. Погрелюк І.М. Проблеми інженерії поверхні титанових сплавів / І.М. Погрелюк, В.М. Федірко // Фізико-механічний інститут (до 60-річчя з часу заснування) / під ред. В.В. Панасюка – Львів: Сполом, 2011. – С.121 – 138.
. Куликов Ф.Р. Особенности возникновения и меры предупреждения пористости при сварке плавлением сплавов титана большой толщины / Ф.Р. Куликов, В.В. Редчиц, В.В. Хохлов // Сварочное производство. – 1975. – № 11.– С. 26–31.
. Полевин В.Ю. Совершенствование технологии изготовления диффузионно-сварных сотопакетов из титановых сплавов: дис. на соиск. кандидата технических наук: 05.03.06. – М., 2006. – 157 c.
. Опарин Л.И. Исследование распределения легирующих элементов в наплавленном металле / Л.И. Опарин, И.И. Фрумин / Автоматическая сварка. – 1969. – №5(194). – С. 21 – 23.
. Численная оценка влияния пор, включений и других дефектов на прочность сварного шва / А.И. Пронин, И.Н. Андpонов, Т.Т. Алиев [и др.] // Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений (MPFP): материалы IV международной школы-конференции, 24-30 июня, 2007. – Тамбов. – 2007. – С. 335 – 338.
. Ерохин А.А. Основные параметры электродов, определяющие степень химической макронеоднородности наплавленного металла при легировании через покрытие / А.А. Ерохин, Г.Н. Котов // Физика и химия обработки металлов. – 1968. - №1. – С.54–61.
. Хорев А.И. Теория и практика создания современных комплексно легированных титановых сплавов для авиакосмической и ракетной технике /
А.И. Хорев // Ti – 2009 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2009. – С. 288 -301.
. Корнилов И.И. Физико-химические основы жаропрочности сплавов / И.И. Корнилов. – М.: АН СССР, 1961. – 516 с.
. Корнилов И.И. Перспективы развития исследований жаропрочных титановых сплавов / И.И. Корнилов // Металлургия титана: труды пятого совещания по металлургии, металловедению и применению титана и его сплавов / под ред И.И.Корнилова. – Наука, 1964. – С. 7–13.
. Моисеев В.Н. Влияние алюминия на стабильность β-фазы в β-титановых сплавах / В.Н. Моисеев, А.И. Антипов // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1995. – № 1– С. 30–35.
. Crossley F.A. Elevated temperature mechanical properties of transage 175 alloys (Ti-2.3Al-13V-7Sn-2Zr) / F.A. Crossley // SAMPE Quart. Covina Calif. – 1985. – V.17. – № 3. – P. 5–12.
. Влияние механизмов деформации на усталостные свойства на основе никелида титана / М.Ю. Колеров, А.А. Ильин, Д.Е. Гусев и др. // Ti – 2008 в СНГ: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2008. – С. 269-274.
. Хорев А.И. Комплексно-легированный титановый сплав ВТ23 универсального применения / А.И. Хорев // Технология машиностроения. – 2007. – № 7. – С.5–10.
. Хорев А.И. Комплексное легирование и микролегирование титановых сплавов / А.И. Хорев // Сварочное производство. – 2009. – № 6. – С.21–30.
. ГОСТ 27265. Проволока сварочная из титана и титановых сплавов. – введ. 1989-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 1989 (Государственный стандарт).
. Исследование стабильности механических свойств полуфабрикатов разных видов из двухфазных титановых сплавов : труды конф. Титан-2008: производство и применение, 1-2 октября 2008 г., Запорожье / Отв. ред.:
Ю.Н. Внуков. – Запорожье: ЗНТУ-ЗТМК, 2008. – С. 8-10.
. Сазонова Т.Н. Нестабильность механических свойств поковок из титановых сплавов / Т.Н. Сазонова // Структура и свойства титановых сплавов: статьи / [под. ред. Глазунова С.Г. и др.] – М.: ОНТИ, 1972. – С. 73-82.
. Хореев М.А. Титановые сплавы, их применение и перспективы развития / М.А. Хорев, А.И. Хорев // Материаловедение. – 2005. - № 7. – С.25–34.
. Хорев А.И. Микролегирование титановых сплавов / А. И. Хорев// МиТОМ. – 1979. - № 12. – С. 29–31.
. Гладкий, П. В. Плазменная наплавка / П. В. Гладкий, И. И. Фрумин // Автоматическая сварка. – 1965. - № 3. – С. 23 – 27.
. Влияние термической обработки на структуру и свойства крупногабаритных полуфабрикатов из сплава ВТ3-1 / Н.Е. Калинина, И.А.Маркова, Т.И. Ивченко, А.Е.Калиновская // Металлургическая и горнорудная промышленность – 2011 – № 5 (270) – С. 52–54.
. Попов А.А. Легирование и термическая обработка жаропрочных сплавов титана / А.А. Попов, А.В. Трубочкин // Титан в СНГ-2006.: сб. науч. трудов / [науч. ред. А.П. Шпак и др.].– К.: ИМФ им. Г.В. Курдюмова НАН Украины – 2006. – С. 148–155.
. Пешков В.В. Влияние исходной структуры на формирование соединения при сварке титана в твердом состоянии / В.В. Пешков, Л.М. Орлова, Ф.Н. Рыжков // Автоматическая сварка. – 1974. – № 10. – С.15–18.
. Роль особенностей структуры титановых сплавов при диффузионной сварке с ограниченной деформацией / В.Н. Родионов, В.В. Пешков, Э.С. Каракозов [и др.] // Автоматическая сварка. – 1980. – № 12. – С.24–25.
. Полькин И.С. Изменение структуры высокопрочных титановых сплавов после ВТМО / И.С. Полькин, А.Б. Ноткин, И.М. Семенова // МиТОМ. – 1979. – № 12. – С.23–28.
. Корнилов И.И. Металлохимические свойства элементов в периодической системы / И.И. Корнилов, Матвеева Н.М., Л.И. Пряхина и др., Наука – 1966. – 346 с.
. Технологические свойства модифицированных литейных силуминов / Н.Е. Калинина, О.А. Кавац, В.Т. Калинин // Авиационно-космическая техника и технология. – 2012. – №9 (96). – С. 7–10.
. Особенности наномодифицирования многокомпонентных никелевых сплавов / Н.Е. Калинина, А.Е. Калиновская, В.Т. Калинин [и др.]// Авиационно-космическая техника и технология. – 2012. – №9 (96) – С. 23–27.
. Кошелап А.В. О возможности измельчения структуры литого титана и его сплавов за счет их модифицирования частицами нитрида титана / А.В.Кошелап, А.И. Райченко // Процессы литья. – 1999. – № 3. – С.44–52.
. Калинин В.Т. Наноматериалы и нанотехнологии / В.Т. Калинин – Запорожье: Мотор Сич, 2012. – 205 с.
. Мальцев М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов / М.В.Мальцев. – М.: Металлургия, – 1964 - 214 с.
. Рябцев А.Д. Рафинирование и легирование титана в процессе камерного електрошлакового переплава / Рябцев А.Д., Троянский А.А. // Современная электрометаллургия.– 2011.– № 1.– С. 52–53.
. Савицкий Е.М. Редкие металлы в легких сплавах. Физико-химический анализ и металловедение / Ε. М. Савицкий, Е.С. Бурханов. – М.: Наука, 1980. – 255 с.
. А.с. № 581159 СССР, МКИ C22C14/00. Сплав на основе титана / Н.И.Виноградов– № 2371946; заявл. 11.06.76; опубл. 25.11.77.
. А.с. № SU 1354739 А1 СССР, МКИ С22С14/00. Сплав на основе титана/ Ю.К. Ковнеристый, Т.Т. Нартова, О.Б. Тарасова и др]. – № 3998726; заявл. 31.02.86; опубл. 02.01.87.
. Сысоева Н.В. Интерметаллидное упрочнение высокопрочных титановых сплавов / Н.В. Сысоева // Технология легких сплавов. – 2002. - № 4. – С. 85-91.
. А.с. № SU 801590А СССР, МКИ С22С14/00. Бета-сплав на основе титана /Л.П. Лужников, В.М. Новиков, Ю.А. Филин, Т.И. Усова и др].– № 2825261; заявл. 22.12.79; опубл. 08.10.80.
. Бочвар Г.А. Формирование структуры титановых сплавов в литом состоянии и пути ее оптимизации / Г.А. Бочвар // Технология легких сплавов. – 2005. – С.45-51.
. Магницкий О.Н. Литейные свойства титановых сплавов / О.Н. Магницкий. – Л: Машиностроение. – 1968. – 120 с.
. А.с. № SU 1494539 А1 СССР, МКИ С22С14/00. Сплав на основе титана / С.М. Баринов, П.И. Андриашвили, Ю.К. Ковнеристый и др. – № 4269144; заявл. 29.06.87; опубл. 31.02.88.
. А.с. № SU 1351135 А1 СССР, МКИ С22С14/0. Литейный сплав на основе титана / А.В. Тихомиров, Ю.А. Филин, Э.Я. Кукконен и др. – № 3970954; заявл. 20.10.85 ; опубл. 22.02.86.
. А.с. № SU822568 А СССР, МКИ С22С14/0. Сплав на титановой основе / И.И. Корнилов, В.С. Михеев, Т.С. Чернова и др. – № 468954; заявл. 11.06.58; опубл. 22.02.59.
. Самсонов Г.В. Влияние переходных металлов на размер зерна титана / Г.В. Самсонов, В.А. Кащук, А.Н Черкашин // МиТОМ. - 1970. - №11. - С.30-31.
. Щербаков А.И. Кинетика растворения титана и влияние легирующих добавок иттрия, лантана и церия на кинетические параметры / А.И. Ще