Структура и свойства биметаллических материалов на основе титана, полученных по технологии вневакуумной электронно-лучевой наплавки и сварки взрывом

• Автор: Журавина, Татьяна Владимировна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 207 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПОВЫШЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ литературный обзор

1.1. Поведение металлических материалов в условиях коррозионного воздействия.

1.1.1. Общие сведения о коррозии металлических материалов

1.1.2. Классификация коррозионных процессов

1.1.3. Показатели интенсивности коррозии

1.1.4. Электрохимические процессы, развивающиеся при коррозии.

1.2. Коррозионностойкие материалы

1.3. Структура и свойства титана, тантала и сплавов на их

основе.
1.3.1. Титан и его сплавы.
1.3.2. Коррозионная стойкость тантала и его сплавов.
1.4. Сплавы титан тантал. Нанесение тантала на титановую основу.
1.4.1. Сплавы системы титан тантал
1.4.2. Коррозионная стойкость сплавов, содержащих титан
и тантал
1.5. Формирование композиционных материалов методами сварки взрывом и вневакуумной электроннолучевой обработки
1.5.1. Электроннолучевая обработка материалов
1.5.2. Формирование коррозионностойких материалов методом вневакуумной электроннолучевой обработки ВЭЛО .
1.5.3. Сварка металлических материалов взрывом.
1.5.4. Формирование коррозионностойких материалов методом сварки взрывом.
1.6. Выводы.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы исследования.
2.1.1. Химический анализ исходных материалов.
2.2. Оборудование и режимы вневакуумной электроннолучевой обработки и сварки взрывом.
2.3. Методы исследования структуры материалов.
2.3.1. Оптическая металлография
2.3.2. Растровая электронная микроскопия и микрорентгеноспектральный анализ
2.3.3. Просвечивающая электронная микроскопия
2.3.4. Рентгеноструктурные исследования
2.3.5. Анализ топографии поверхности.
2.4. Исследование механических свойств
2.4.1. Дюрометрические исследования
2.4.2. Наноиндснтирование
2.4.3. Прочностные испытания.
2.4.4. Испытания на ударную вязкость.
2.4.5. Испытания на изгиб .
2.4.6. Испытания на усталостную трещиностойкость.
2.4.7. Адгезионные испытания
2.5. Исследование эксплуатационных свойств
2.5.1. Триботехнические испытания
2.5.2. Испытания на коррозионную стойкость.
3. СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНО СТНЫХ СЛОЕВ, СФОРМИРОВАННЫХ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ НАПЛАВКИ ТИТАНТАПТАЛОВОЙ ПОРОШКОВОЙ СМЕСИ НА ТИТАНОВЫЕ ПЛАСТИНЫ
ЗЛ. Выбор режимов наплавки. Оценка концентрации легирующих элементов в наплавленных электронным лучом слоях
3.2. Рентгеноструктурный анализ исследуемых материалов
3.3. Структурные исследования поверхностных слоев, полученных методом вневакуумной электроннолучевой наплавки порошковых смесей.
3.3.1. Результаты исследований, проведенных с использованием методов оптической металлографии и растровой электронной микроскопии
3.3.2. Результаты структурных исследований, проведенных с использованием просвечивающей электронной микроскопии
3.3.3. Исследование структуры наплавленных материалов с использованием метода дифракции обратно рассеянных электронов ЕВО.
3.3.4. Атомносиловая микроскопия и ианоиндентирование сплавов Та, полученных методом вневакуумной электроннолучевой наплавки.
3.4. Микротвердость поверхностных наплавленных слоев
3.5. Механические свойства наплавленного материала при статических испытаниях на растяжение.
3.6. Оценка прочности соединения наплавленных слоев с основным металлом
3.7. Поведение наплавленных слоев при испытаниях биметаллических материалов на изгиб
3.8. Износостойкость поверхностных слоев при испытании по схеме зрения скольжения
3.9. Циклическая грециностойкость композиционных материалов, полученных методом вневакуумной электроннолучевой обработки
3 Испытания материалов на ударный изгиб
3 Выводы.
4. КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ МАТЕРИАЛОВ, СФОРМИРОВАННЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ ВНЕВАКУУМНОЙ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ НАПЛАВКИ ТАНТАЛА НА ТИТАН ВТ
4.1. Оценка коррозионной стойкости материалов в азотной кислоте
4.2. Оценка коррозионной стойкости материалов в соляной кислоте
4.3. Выводы
5. ПЛАКИРОВАНИЕ ТИТАНА ВТ ТОНКОЛИСТОВЫМИ ТАНТАЛОВЫМИ ПЛАСТИНАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА СВАРКИ ВЗРЫВОМ
5.1. Численное моделирование процесса сварки взрывом пластин титана и тантала в системе
5.1.1. Описание уравнений состояния и моделей прочности, используемых в расчтах
5.1.2. Исследование процессов деформации и нагрева при косом соударении пластин титана и тантала
5.1.3. Расчт сварки взрывом титановой и танталовой пластин, приближенный к условиям реального эксперимента
5.2. Структурные исследования биметаллических пластин
титан тантал, полученных по технологии сварки взрывом
5.3. Механические свойства биметаллической пластины титан
тантал, полученной по технологии сварки взрывом.
5.4. Выводы
6. АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
6.1. Обоснование эффективности применения электроннолучевой наплавки для формирования коррозионностойких танталовых покрытий на титане.
6.2. Перспективы использования результатов научноисследовательской работы в различных отраслях промышленности
6.3. Использование результатов работы при реализации учебного процесса
6.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Всероссийской научнотехнической конференции Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе, г. Новосибирск, г ХЬУШ Международной научной конференцииСтудент и научнотехнический прогресс, г. Новосибирск, г. XII Международной научнотехнической Уральской школесеминаре металловедовмолодых ученых, г. Екатеринбург, г. Материаловедение в машиностроении Новосибирского государственного технического университета. По теме диссертационной работы опубликовано печатных научных работ, из них 3 статьи в реферируемых научных журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ, в сборниках трудов Международных и Всероссийских научнотехнических конференций, 1 статья в международном журнале, 1 патент Российской Федерации на изобретение. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, заключения и приложения. Основной текст работы изложен на 4 страницах и включает рисунков, таблиц, список литературы из 0 наименований. Условия эксплуатации многих видов конструкций предполагают интенсивное воздействие на них различного рода коррозионных сред. Особо тяжелые условия характерны для изделий, применяемых в химической промышленности, атомной энергетике. К материалам, используемым для производства этих изделий, предъявляются повышенные требования не только по коррозионной стойкости, но также и по уровню важнейших механических свойств, определяющих металлоемкость, надежность и долговечность реатьных конструкций. Кроме того, процессы производства и переработки анализируемых материалов должны быть экономичными, высокотехнологичными, производительными. В соответствии с ГОСТ под коррозией понимается разрушение металлических материалов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой 1. Коррозия предполагает физикохимическое взаимодействие между металлом и окружающей средой, в результате которого изменяются свойства металла, ухудшаются его функциональные характеристики. Объектами коррозии могут быть металлы, сплавы, различные покрытия. Коррозионными являются жидкие или газообразные среды, в которых развиваются коррозионные процессы 1. Результат воздействия коррозии определяют термином коррозионное разрушение. Коррозия характеризуется потерей массы с единицы поверхности металла в единицу времени. Важнейшим понятием является коррозионная стойкость материала, характеризующая его способность сопротивляться коррозионному воздействию среды. Оценку коррозионной стойкости металлов и сплавов проводят в соответствии с ГОСТ 9. Основное назначение коррозионных испытаний материала заключается в получении характеристик коррозионной стойкости, защитной способности покрытий и прогнозирование срока службы изделия . Классификация процессов коррозии осуществляется по механизмам взаимодействия металлов с внешней средой, по виду коррозионной среды и условиям протекания процесса, по характеру коррозионного разрушения, по видам дополнительных воздействий. По типу реакции взаимодействия материала и среды выделяют два типа коррозии металлов химическую, электрохимическую. Кроме того, выделяют процессы биологической и радиоактивной коррозии, развивающиеся под действием продуктов жизнедеятельности и радиоактивного излучения соответственно . По характеру разрушения материалов различают местную и сплошную общую коррозию. В свою очередь, сплошная коррозия делится на равномерную, неравномерную и избирательную рис. Разновидности местной коррозии схематически представлены на рис. Различают коррозию пятнами рис. Многообразие видов коррозии обусловлено особенностями влияния внешней среды и условиями эксплуатации изделий, определяющими интенсивность и характер разрушения материалов. Коррозионные процессы, развивающиеся в металлах, могут быть оценены качественно или количественно. Методами качественного контроля может быть выявлено наличие коррозионного воздействия, определен его вид. Такой контроль осуществляется металлографическими или визуальными методами. Количественная оценка коррозии осуществляется по потере массы объекта с единицы его поверхности за единицу времени
К 1.