Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Материаловедение

Диссертационная работа:

Слаутин Олег Викторович. Исследование структуры и физико-механических свойств слоистых интерметаллидных композитов систем Cu-Al и Ti-Fe с разработкой комплексной технологии их получения : Дис. ... канд. техн. наук : 05.02.01 Волгоград, 2005 208 с. РГБ ОД, 61:05-5/2961

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

Глава I. Опыт и перспективы использования интерметаллидов и , ,

интерметаллидных соединений

1.1. Условия образования интерметаллидов между разнородными 1 ,
металлами и сплавами

  1. Структура и физико-механические свойства , е металлических соединений

  2. Особенности соединений, полученных сваркой взрывом 21

1.2. Структура и свойства интерметаллидов 23

  1. Диффузионные процессы на линии сплавления »-алюминия с металлами

  2. Взаимодействие алюминия с различными элементами 25

  3. Свойства интерметаллических соединений ^ системы алюминий-металл

  4. Взаимодействие алюминия с медью 30

1.2.5. Свойства интерметаллических соединений -.
системы титан - металл

  1. Нагрев титано - стальных соединений 35

  2. Влияние атмосферы при термообработке на кинетику ^ диффузионных процессов

  1. Опыт создания и перспективы применения новых металлических материалов с высоким уровнем жаропрочности и термической 40 стабильности

  2. Выводы по главе и постановка задач исследования 43

Глава II. Материалы, оборудование и методы исследования 46

  1. Исследуемые материалы 46

  2. Методика проведения исследований 50

2.2.1. Сварка взрывом двух- и многослойных соединений ,„
из исследованных металлов

  1. Методика оценки высотной деформации медно-алюминиевых __ композитов после холодной прокатки

  2. Выбор температуры прокатки многослойных композиций „ состава ВТ 1-0+сталь 08кп

  3. Высокотемпературная термообработка (диффузионный отжиг).. 62

  4. Измерение микротвердости в исследуемых СКМ 64

  5. Металлографические исследования ОШЗ исходного образца, fi_ после прокатки и термической обработки

  6. Приготовление шлифов 66

  7. Рентгеновские исследования 67

  8. Исследование процессов диффузии 69

Слаутин О. В. Кандидатская диссертация Содержание

  1. Высокотемпературные испытания СКМ 71

  2. Исследования механических свойств _„ биметаллических соединений

2.3. Обработка результатов эксперимента 80

Выводы к главеП 82

Глава III. Создание и исследование структуры и механических
свойств медно - алюминиевых СКМ, полученных по комплексной 83
технологии

3.1. Влияние параметров комплексного технологического процесса (сварки
взрывом и последующей холодной прокатки) на микромеханические 84
свойства и характеристики тонкой структуры СКМ

  1. Влияние сварки взрывом на распределение остаточной сдвиговой деформации характеристики тонкой структуры и 84 микромеханические свойства биметалла медь М1+алюминий АД1

  2. Исследование закономерностей деформирования, упрочнения

и характеристик тонкой структуры сваренных взрывом СКМ после 86

холодной прокатки

  1. Влияние холодной прокатки на деформирование симметричных медно - алюминиевых композитов, 93 содержащих диффузионные прослойки

  2. Высокотемпературные испытания СКМ системы медь -алюминий с раздробленной при холодной прокатке 99 интерметаллидной прослойкой

3.2. Влияние термо - деформационного воздействия . „_
на кинетику диффузии в СКМ

3.2.1. Влияния энергетических условий сварки взрывом

и последующей холодной прокатки на диффузию 100

в биметалле медь М1+алюминий АДІ

3.2.2. Влияния знака и интенсивности нагрузки, приложенной по
нормали к границе соединения на скорость роста интерметаллидной 114
фазы в биметалле медь М1+алюминий АД1

3.3. Исследование механических свойств медно - алюминиевых СКМ t-,

116 при нормальных и повышенных температурах

Выводы к главе III 123

Глава IV. Исследование структуры и свойств титано - стальных , ~_

СКМ, полученных по комплексной технологии

  1. Состояние вопроса 125

  2. Исследование влияния термического и силового воздействия на структуру и микромеханические свойства околошовной зоны 134 многослойного КМ титан ВТ1-0 + сталь 08кп

4.2.1. Влияние степени обжатия на характер деформирования слоев 1 - .
при прокатке многослойных титано-стальных КМ

Слаутип О. В. Кандидатская диссертация Содержание

А 22. Исследование диффузионных процессов в околошовной , ~R

зоне СКМ состава титан ВТ1-0 + сталь 08кп

  1. Определение параметров диффузии и вывод уравнений 141

  2. Исследование структуры и фазового состава диффузионных , ., прослоек, образующихся при нагреве КМ титан ВТ 1-0 + сталь 08кп

  3. Исследование микромеханических свойств в поперечном

сечении титано-стальных СКМ вдоль и поперек 152

направления прокатки

4.3. Высокотемпературные испытания слоистых интерметалл ид ных , „
композиций титан ВТ1-0 + сталь 08кп

4.4, Пути повышения жаропрочных свойств слоистых 1 -„
интерметаллидных композитов титан ВТ1-0 + сталь 08кп

Выводы к главе IV 164

Глава V. Технологические процессы получения интерметаллидных , , ,

композитов и изделий

  1. Технологические схемы получения слоистых . ,_ интерметаллидных композиций

  2. Изготовление СИК с заданными жаропрочными свойствами 173

  3. Разработка комплексного технологического процесса получения медно-алюминиевых заготовок, предназначенных для изготовления 177 линейных контактных узлов

  4. Разработка комплексной технологии изготовления штампов

с покрытием из СИК для производства стальных дуг 181

компрессионно-дистракционных аппаратов

Выводы по главе V 188

Общие выводы 189

Литература 192

Приложения 205

Сяаутин О. В, Кандидатская диссертация Введение

Введение к работе:

Развитие ведущих отраслей промышленности вызывает необходимость использования материалов, обладающих по сравнению с традиционно применяемыми повышенными служебными свойствами. Оптимальным решением этой задачи является освоение производства деталей и узлов из слоистых композиционных материалов (СКМ), объединяющих не только свойства составляющих, но и, как правило, характеризующихся целым спектром новых, зачастую уникальных качеств.

Одно из важных мест в этой области на современном этапе развития материаловедения занимают слоистые металлические композиты (СМК), Очевидные преимущества СМК позволяют решать важные задачи промышленного комплекса - от создания материалов для массового производства в химической, электротехнической и других отраслях до уникальных изделий авиационной, ракетной и космической техники. Такие материалы используются при производстве электротехнических шин, токопроводов, скользящих контактов, переходников трубопроводов, емкостей для хранения агрессивных сред и др.

Сварка взрывом (СВ) в силу ряда ее специфических особенностей является одним из эффективных методов получения СМК различного строения и назначения. Высокоэкономичный, производительный и управляемый процесс, не требующий дорогостоящего оборудования и оснастки, сварка взрывом, благодаря её быстротечности, препятствующей развитию активных диффузионных процессов в зоне соединения разнородных металлов и сплавов, позволяет получать равнопрочные соединения из практически любых сочетаний металлов и сплавов площадью до десятков квадратных метров.

Сложности возникают при создании СКМ из тонколистовых металлов и сплавов, особенно больших размеров, а также при конструировании композитов с числом слоев более 3 - 5. В этом случае оптимальным решением является применение комплексных технологий, предусматривающих сочетание сварки взрывом и последующей обработки давлением, в частности холодной или горячей прокатки.

Такой технологический процесс позволяет первоначально получать сваркой взрывом заготовки практически из любых сочетаний компонентов с прочностью соединения, равной прочности наиболее слабого из соединяемых

Слаутип О.В, Кандидатская диссертация Введение

металлов. Последующая прокатка дает возможность залечить локальные дефекты, образовавшиеся при сварке, устранить деформацию заготовок и реализовать заданные геометрические размеры и соотношение толщин слоев. Прокатанные заготовки могут быть повторно сварены и прокатаны для получения материалов с большим числом слоев (до 30 и более).

Многообразие конструкций и условий работы СМК обуславливают необходимость поиска новых путей и возможностей повышения надежности, долговечности и технико-экономической эффективности готовых изделий и технологий их получения. Разработанная на кафедре MB и КМ ВолгГТУ комплексная технология, позволяет решать сложные вопросы оптимизации параметров указанных операций при изготовлении СКМ таких систем как алюминий-медь, алюминий-титан, титан-сталь и изделий многоцелевого назначения на их основе.

Дальнейшим развитием этого направления является создание слоистых интерметаллидных композитов (СИК), представляющих собой материалы, в которых чередуются металлические и интерметаллидные слои, являющиеся результатом химического взаимодействия и обладающие особыми, специфическими свойствами, близкими к свойствам керамических материалов. Наличие в СИК систем титан-сталь, медь-алюминий, алюминий-магний, алюминий-цинк, медь-цинк, алюминий-сталь, алюминий-титан, алюминий-никель и др. слоев с большим градиентом физико-механических свойств обуславливает перспективу их применения в энергетических установках, криогенном и тешюобменном оборудовании в качестве тепловых и теплозащитных барьеров, износостойких покрытий, жаропрочных и жаростойких материалов.

Отсутствие на современном этапе научно обоснованных рекомендаций по проектированию слоистых интерметаллидных композитов потребовало в рамках настоящей диссертации решения ряда задач, посвященных углубленному изучению кинетики диффузионных процессов на межслойных границах с учетом «деформационной наследственности» соответствующих операций комплексного технологического процесса, их влияния на структуру и микромеханические свойства СКМ и СИК на их основе, определению механических свойств СКМ и СИК различного состава и конструкции при нормальных и повышенных температурах.

Слаутин О. В. Кандидатская диссертация Введение

Научная новизна работы:

Новым научным положением работы является установление основных закономерностей формирования структуры и механических свойств разработанных слоистых интерметаллидных композитов многоцелевого назначения с учетом энергетических и деформационных факторов, реализуемых при сварке взрывом и последующих температурно-силовых воздействиях.

На основе раздельного исследования кинетики образования и роста структурно-неоднородных диффузионных зон получены значения параметров диффузии (Ер, Е3, т0, К0) и выведены аналитические зависимости, позволяющие в медно-алюминиевых и титано-стальных композитах управлять процессом формирования диффузионных прослоек и обоснованно назначать оптимальные режимы высокотемпературных нагревов для реализации требуемого объемного соотношения основных и интерметаллидных слоев в многослойных композитных системах - СИК. Показано, что энергетические условия сварки и режимы холодной прокатки существенно влияют на параметры и кинетику диффузионных процессов при высокотемпературных нагревах СКМ Увеличение энергии пластической деформации, степени обжатия, приложение растягивающей и сжимающей нагрузки повышает активацию контактных поверхностей и, как результат, снижает инкубационный период зарождения диффузионных прослоек и ускоряет процесс диффузии.

Уточнены существующие представления и определены условия образования при деформировании механически неоднородных СКМ локальных зон разупрочнения. Установленная корреляция распределения уширения рентгеновских линий и характера упрочнения подтвердила дислокационный механизм их формирования.

Впервые получена достоверная научно обоснованная информация о влиянии конструкции, состава, характерных видов микронеоднородностей и режимов применяемых операций комплексного технологического процесса получения нового класса конструкционных материалов - слоистых интерметаллидных композитов, обладающих повышенными, а в ряде случаев и уникальными служебными физико-механическими свойствами, на их прочность и пластичность при нормальных и повышенных температурах.

Анализ полученных результатов механических испытаний на растяжение позволил классифицировать СИК систем медь-алюминий и титан-железо

Слаутин О. В. Кандидатская диссертация Введение

Подобные работы
Петраков Олег Викторович
Исследование и разработка технологии получения биметаллических отливок прокатных валков с высокой эксплуатационной стойкостью рабочего слоя
Строителев Дмитрий Викторович
Исследование и разработка технологии получения сварочно-наплавочных порошковых проволок для повышения эксплуатационных свойств рабочих поверхностей восстанавливаемых деталей
Крысь Мария Александровна
Исследование процессов и разработка технологии получения высокоточных чугунных заготовок путем формования и спекания композиций на основе ультрадисперсных металлических порошков и связующего
Солдатенков Сергей Иванович
Исследование, разработка технологии и оборудования для получения покрытий методом холодного газодинамического напыления
Антипин Александр Владимирович
Исследование условий получения прочного соединения в биметаллах и разработка технологии восстановления изношенной штамповой оснастки методом намораживания
Метальникова Ольга Константиновна
Разработка технологии получения износостойкого, коррозионностойкого покрытия сплавом никель-хром
Пасечник Мария Сергеевна
Разработка металловолокнистого катализатора на основе никеля и технологии его получения методом высокоскоростного затвердевания расплава
Крюков Дмитрий Борисович
Получение тонколистового биметалла медь-алюминий сваркой взрывом и исследование его структуры и свойств
Шибаев Павел Борисович
Особенности взаимодействия элементов тонкой структуры полимерных материалов и их физико-механические свойства
Илясов Алексей Викторович
Формирование структуры и свойств наплавленных износостойких покрытий на основе металломатричных композитов системы Fe-WC-Ti

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net