Влияние ультразвуковой обработки на структуру, свойства и разрушение композиций, образующихся при нанесении покрытий и сварке

• Автор: Нехорошков, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКОЙ.

1.1. Влияние мощных ультразвуковых колебаний на межфазную границу раздела в процессе кристаллизации металлов и сплавов.
1.2. Особенности формирования композиции газотермическое покрытие основа при термическом и ультразвуковом воздействии
1.3. Применение ультразвука для упрочняющей обработки материалов и сварных соединений
1.4. Исследование пластической деформации и разрушения металлических композиций на мезомасштабном уровне.

1.5. Постановка задачи исследований.

2. МАТЕРИАЛЫ, СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ КОМПОЗИЦИЙ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

2.1. Материалы и методы формирования композиций покрытие основа

2.2. Материалы и способы обработки композиций и сварных соединений

2.3. Методы исследования структуры, фазового состава и физикомеханических свойств композиций и сварных соединений.
2.4. Методики изучения процессов деформации и разрушения композиций и сварных соединений на мезомасштабном уровне.
3. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ ОСНОВА И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПОЛУЧЕННЫХ КОМБИНИРОВАННЫМИ СПОСОБАМИ ОБРАБОТКИ.
3.1. Формирование структуры и свойств композиций покрытие основа с использованием ультразвуковой обработки.
3.2. Влияние ультразвуковой ударной обработки на структуру и свойства сварных соединений
4. ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИЙ С ГАЗОТЕРМИЧЕСКИМИ ПОКРЫТИЯМИ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ИХ ХАРАКТЕР ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ
4.1. Характер деформации и разрушения композиции покрытие основа на мезомасштабном уровне при растяжении.
4.2. Влияние структуры и свойств композиций покрытие основа на характер деформации и разрушении на мезомасштабном уровне при сжатии.
4.3. Особенности развития пластической деформации и разрушения в сварных соединениях на мезомасштабном уровне
5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УДАРНОЙ УСТАНОВКИ ПО ОБРАБОТКЕ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ РАМ АВТОМОБИЛЕЙ БЕЛАЗ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Следует отметить коренные отличия изменений, вносимых ультразвуком, от изменений, связанных с динамическим воздействием на процесс кристаллизации такими методами, как перемешивание, вибрация и ряд других, при которых не возникает в расплаве кавитация . Ультразвуковые колебания, приложенные к жидкости, создают в ней переменные по знаку давления. На фазе растяжения при достаточной приложенной мощности происходит разрыв жидкости. Образующиеся в местах разрыва маленькие полости под действием звукового поля ведут себя поразному. Эти эффекты охватывает явление акустической кавитации. Для того чтобы кавитация началась, необходимо приложить к жидкости
пороговое значение звукового давления более 3 Втм , называемое порогом кавитации и определяющее кавитационную прочность жидкости . Вынос окислов на поверхность ванны расплава с пузырьками газа за счет действия акустических макропотоков. Сформированная в этих условиях структура состоит из полиэдрических, почти равноосных, зерен. Колебания пузырька вблизи поверхности твердого тела создают микропотоки, способствующие более равномерному распределению атомов в многокомпонентных растворах и препятствующие образованию ликваций , . Ультразвуковые колебания в твердых телах увеличивают количество вакансий, а основная роль в диффузионном процессе атомов замещения отводится обмену мест между атомом и вакансией. На границе раздела жидкость твердое тело под действием ультразвука улучшается смачивание поверхности с более полным проникновением жидкости в поры и трещины. Интенсивное перемешивание жидкости под действием акустических течений уменьшает эффективную толщину пограничного слоя на поверхности раздела жидкость твердое тело. Описанные процессы приводят к увеличению скорости диффузии, а также к увеличению адгезии. В результате воздействия ультразвука на процесс кристаллизации происходят значительные изменения в структуре слитка. Эти изменения должны привести к изменению свойств обработанного ультразвуком металла и, в первую очередь, механических свойств. К настоящему времени существует довольно большое количество работ, в которых исследовано влияние ультразвука на структуру и свойства, как чистых металлов, так и сплавов. В работе для исследования были выбраны чистые металлы с объемноцентрированной железо, гранецентрированной никель, алюминий, гексагональной плотноупакованной кобальт, цинк, тетрагональной олово и ромбоэдрической висмут решетками. Изучено влияние ультразвука на структуру и свойства сталей повышенного качества, инструментальных углеродистых и легированных инструментальных сталей . Установлено, что в зависимости от содержания углерода изменяется характер ультразвуковой обрабатываемости сталей степень измельчения зерна. Объясняется это особенностями диаграммы состояния железо углерод шириной температурного интервала кристаллизации, наличия разных фаз , , РезС и прочностью растущих кристаллов. Изменение структуры металлов и сплавов под действием ультразвуковых колебаний в процессе кристаллизации привели к изменению их механических свойств. Во всех исследованных металлах и сплавах увеличилась пластичность, и в большинстве повысился предел прочности ав и текучести Ут. Все выше описанные исследования были проведены на слитках металлов и сплавов, и результаты получены в процессе воздействия ультразвука на жидкую фазу. Тем не менее, известно использование воздействия на расплав ультразвуковых колебаний при формировании неразъемных соединений, в частности, при пайке . Ультразвуковое воздействие на границе раздела жидкость твердое тело улучшает смачивание поверхности с более полным проникновением жидкости в поры и трещины, акустические течения удаляют из зоны пайки газовые пузырьки. Эти процессы приводят к значительному повышению адгезионной прочности паяных соединений. Так как воздействие ультразвука на жидкую фазу при формировании паяных неразъемных соединений приводит к повышению их прочностных свойств, целесообразно использовать ультразвук и при получении композиций газотермическое покрытиеоснова. В связи этим необходимо провести исследования ультразвукового воздействия при оплавлении композиций газотермическое покрытиеоснова.