Исследование основных закономерностей формирования тонкой структуры сваренных взрывом титано-стальных композитов

• Автор: Волобуев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 261 с. : ил.

1. Глава I. Особенности формирования структуры сварных титаностальных соединений
1.1. Способы соединения титана и его сплавов со сталями различных классов и их свойства
1.2. Влияние условий и режимов применяемых технологических процессов на структурную неоднородность титано-стадьных сварных соединений
1.3. Существующие представления об особенностях тонкой структуры титано-стальных соединений
1.4. Выводы к I главе
2. Глава 11. Материалы и методика исследований
2.1. Исследуемые материалы
2.1.1. Титан ВТ1
2.1.2. Сталь 12Х18Н10Т
2.1.3. Сталь 08кп
2.2. Методика проведения исследр^аДцй^..
2.2.1. Методика сварки взрывом таташ%’з|ріьной композиции
2.2.2. Изучение влияния энергетических условий сварки взрывом на формирование структурной и механической неоднородности титано-стального КМ
2.2.3. Измерение микротвердости
2.2.4. Металлографические исследования ОШЗ после сварки взрывом и последующей термической обработки
2.2.5. Приготовление шлифов
2.2.6. Рентгеновские исследования
2.2.7. Исследование процессов диффузии
2.2.8. Исследования влияния деформации на структуру и свойства титано-стального КМ
2.3. Выводы ко II главе
3. Глава III. Исследование микроструктуры и микромехани-ческих свойств композиционного материала титан ВТ1-0 + сталь
12Х18Н10Т после сварки взрывом и последующих технологических переделов
3.1. Изучение микроструктуры и микромеханических свойств композиционного материала титан ВТ 1-0 + сталь 12Х18Н10Т после сварки взрывом и низкотемпературной обработки
3.1.1. Влияние энергетических условий сварки взрывом титано-стального КМ на структурную неоднородность зоны соединения
3.1.2. Влияние энергетических условий сварки взрывом титано-стального КМ на механическую неоднородность зоны соединения

3.1.3. Влияние режимов СВ на формирование элементов тонкой
структуры в ОШЗ титана ВТ 1
3.2. Исследование кинетики диффузионных процессов в титаностальных композиционных материалах
3.2.1. Влияние энергетических условий сварки взрывом КМ ВТ 1-0 + 12Х18Н10Т на особенности диффузионного
взаимодействия между титаном и сталью
3.2.2. Определение параметров диффузии и вывод уравнений
3.2.3. Послойное исследование фазового состава диффузионной прослойки, образующейся при нагреве КМ ВТ 1-0 + 12Х18Н10Т
3.2.4. Влияние конструктивно-технологических факторов на протекание диффузионных процессов в 15-тис лойном титано-стальном КМ
3.3. Изучение влияния напряженно-деформированного состояния (НДС) титано-стального композиционного материала на формирование его структуры и свойств
3.3.1. Влияние изгиба на изменение микроструктуры ОШЗ биметалла ВТ1-0 + 12Х18Н10Т
3.3.2. Влияние вида нагружения на характер распределения упрочнения ОШЗ КМ ВТ1-0 + 12Х18Н10Т
3.3.3. Изучение характеристик тонкой структуры титано-стального композита после изгиба
3.3.4. Влияние деформации КМ ВТ 1-0 + 12Х18Н10Т на изменение кристаллического строения его основных слоев
3.4. Выводы к III главе
4. Глава IV. Оптимизация энергетических затрат при термической
обработке слоистых интерметаллидных композитов
4.1. Порядок расчета энергозатрат на термообработку многослойных композитов
4.1.1. Теплота на нагрев изделий
4.1.2. Теплота на нагрев вспомогательных устройств
4.1.3. Тепловые потери за цикл
4.2. Расчет тепловых затрат на формирование диффузионной прослойки заданной толщины в титано-стальном композите
4.3. Выводы к IV главе
Заключение
Список, литературы
Приложения
На современном этапе развития материаловедения значительное внимание уделяется вопросам создания, изучения и использования композиционных материалов (КМ). Важное место в этой области занимают металлические слоистые композиционные материалы (СКМ), широко применяемые в различных металлоемких отраслях промышленности.
Принципиально новым направлением является разрабатываемая в последние годы в Волгоградском государственном техническом университете технология изготовления слоистых интерметаллидных композитов (СИК), представляющих собой перспективный класс конструкционных материалов, обладающих уникальным комплексом физических (электрических, магнитных, тепловых) и механических (жаропрочность, удельная прочность) свойств. Эти материалы обладают специфической структурой в виде чередующихся по толщине сплошных основных и интерметаллидных слоев. В качестве основных слоев используются разнородные металлы из сочетаний ТьРе, Mg-Al, КТЫщ, Си-А1 и др., способные за счет реактивной диффузии при нагревах образовывать интерметаллидные прослойки заданной толщины. Физические и механические характеристики материалов класса СИК существенно определяются объемной долей выращенной диффузионной прослойки.
Создание СИК базируется на фундаментальных представлениях о кинетике диффузии и количественных данных, связывающих требуемую толщину интерметаллидных прослоек с температурно-временными условиями нагревов.
Вопросам изучения зависимости кинетики формирования диффузионных прослоек в указанных выше композиционных системах посвящено большое количество отечественных и зарубежных публикаций.

2.2.2. Изучение влияния энергетических условий сварки взрывом на формирование структурной и механической неоднородности титаностального КМ.
Партии исследуемых образцов до 5 штук в каждой пронумерованы следующим образом:
I - исходное состояние после СВ;
II - ТО при 500°С в течение 1 часа;
III - ТО при 700°С в течение 1 часа;
IV - ТО при 800°С в течение 1 часа;
V - ТО при 900°С в течение 1 часа;
VI - ТО при 900°С в течение 4 часов;
VII - ТО при 900°С в течение 8 часов;
VIII - ТО при 1000°С в течение 1 часа.
На образцах каждой партии изучали макро- и микроструктуру,, элементы кристаллического строения материалов и характер распределения микротвердости околошовной зоны. Полученные данные аппроксимировали на весь диапазон значений энергии Шг для получения полной картины распределения исследуемых характеристик по длине биметаллической заготовки.
На образцах в исходном после СВ состоянии определяли параметры волны и количество оплавов в зоне сварки в виде отношения длины оплавленных участков к обшей длине базы. Кроме того, было изучено влияние энергетических условий сварки взрывом на характер упрочнения композита, распределение характеристик тонкой структуры и искажение параметров кристаллической решетки металла ОП13. Аналогичные исследования проводили на образцах остальных партий, дополнительно фиксируя изменения изучаемых характеристик в результате рекристаллизационных и диффузионных процессов.