WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Формирование структуры и свойств сваренных взрывом медно-алюминиевых слоистых металлических и интерметаллидных композитов

На правах рукописи

Абраменко Сергей Александрович

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СВАРЕННЫХ

ВЗРЫВОМ МЕДНО-АЛЮМИНИЕВЫХ СЛОИСТЫХ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ КОМПОЗИТОВ

05.02.01

Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград – 2009 2

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение и композиционные материалы»

Волгоградского государственного технического университета

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Шморгун Виктор Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Кобелев Анатолий Германович кандидат технических наук Жоров Антон Николаевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский и Конструкторско-Технологический Институт нефтехимоборудования, г. Волгоград

Защита состоится 25 декабря 2009 г. в 1000 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.028.02 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400005, г. Волгоград, проспект Ленина, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «19» ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Кузьмин С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

*

Актуальность работы. Сварка взрывом (СВ) в силу ряда ее специфических особенностей является одним из эффективных методов получения слоистых металлических композитов (СКМ) различного строения и назначения.

Сложности возникают при создании СКМ из тонколистовых металлов и сплавов, особенно больших размеров, а также при конструировании композитов с числом слоев более трех. В этом случае рационально применение технологии, предусматривающей сочетание СВ и последующей обработки давлением (ОД), в частности холодной или горячей прокатки.

Разработанные на кафедре «Материаловедение и КМ» ВолгГТУ технологические процессы, включающие СВ, прокатку и специальную термообработку (ТО), позволяют получать слоистые (до 30 и более слоев) композиты многоцелевого назначения на основе Al, Cu, Ti, Fe, Mg и их сплавов по двум вариантам структурных систем. Если в СКМ, получаемых по первому варианту, после СВ и ТО на межслойных границах интерметаллидные соединения в виде отдельных фрагментов или промежуточных прослоек практически отсутствуют, то слоистые интерметаллидные композиты (СИК), создаваемые по второму варианту, представляют собой структурно неоднородную систему из чередующихся металлических слоев и диффузионных интерметаллидных прослоек толщиной до 150 мкм и более при их общем объемном содержании до 50% и более от общей толщины СИК.





Наличие в СИК систем Cu-Al, Ti-Fe, Al-Mg, Al-Fe, Al-Ti, Al-Ni и др. слоев с большим градиентом физико-механических свойств обуславливает перспективу их применения в энергетических установках, криогенном и теплообменном оборудовании в качестве тепловых и теплозащитных барьеров, износостойких покрытий, жаропрочных и жаростойких материалов.

Однако, несмотря на достигнутые успехи, до сих пор остаются недостаточно изученными вопросы влияния температурно-временных условий ТО на кинетику диффузионного взаимодействия в зоне соединения разнородных металлов, фазовый состав образующихся диффузионных слоев, а также механические и теплофизические свойства СКМ и СИК. Исследование этих и других вопросов, связанных с высокотемпературным воздействием на структуру и свойства слоистых композитов, представляет большой интерес, как для научных, так и для производственных целей.

Актуальность диссертационной работы подтверждается выполнением ее части в рамках научно-технической программы «Оптимизация конструкции и комплексной технологии изготовления жаропрочного структурно неоднородного многослойного медно-алюминиевого композита» (ВНП Развитие научного потенциала высшей школы; 2005 г.) и гранта «Исследование и разработка комплексной технологии изготовления композиционных упругих чувствительных элементов приборов многоцелевого назначения» (грант Министерства образования РФ; 2004 г.).

-Автор выражает глубокую благодарность Заслуженному деятелю науки РФ, д.т.н., профессору Трыкову Ю.П. за оказанную помощь при анализе и обсуждении полученных результатов.

Цель и задачи исследования. Цель работы – разработка методов получения медно-алюминиевых слоистых металлических и интерметаллидных композитов на основе определения закономерностей формирования структурномеханической неоднородности с учетом термо-деформационного воздействия при сварке взрывом, обработке давлением и термообработке.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать новый способ получения многослойных медноалюминиевых СКМ, позволяющий осуществлять одновременную СВ между однородными металлами с целью расширения ее оптимального режима и стабилизации параметров диффузии на межслойных границах СИК при ТО.

2. Исследовать эффект локального разупрочнения околошовной зоны холоднокатаных медно-алюминиевых СКМ с обоснованием необходимости его учета при расчете энергий активации зарождения и роста диффузионных прослоек, а также при назначении оптимальных режимов ТО для реализации требуемого объемного наполнения интерметаллидами в СИК и предотвращения «опасных» видов микронеоднородности в СКМ.





3. Исследовать закономерности изменения структуры и микромеханических свойств медно-алюминиевых СКМ после СВ, ОД и ТО.

4. Исследовать теплопроводность СКМ и СИК системы Cu-Al с учетом зон деформационного упрочнения, толщин металлических и диффузионных слоев.

5. Определить зависимость прочности и пластичности СКМ и СИК при нормальной и повышенной температуре от количества основных и интерметаллидных слоев и объемного наполнения интерметаллидами.

6. Разработать перспективные технологические процессы и схемы получения новых конструкционных и функциональных материалов из СИК, предназначенных для работы при статических нагрузках и повышенных температурах.

Научная новизна работы заключается в теоретическом обосновании и экспериментальном определении деформационно-силовых и температурновременных условий, обеспечивающих создание с помощью сварки взрывом, обработки давлением и термообработки конструкционных интерметаллидных композитов системы Cu-Al, обладающих уникальным сочетанием жаропрочных и теплофизических свойств за счет формирования в процессе твердо- и жидкофазной диффузии структуры с заданным соотношением чередующихся основных и интерметаллидных слоев.

Экспериментально установлено, что холодная прокатка (ХП) СКМ системы Cu-Al с общим высотным обжатием от 44 до 77% приводит к повышению энергий активации зарождения и роста диффузионных прослоек за счет реализации эффекта локального разупрочнения околошовной зоны, вызванного структурными изменениями при пластической деформации, и, как результат, замедлению процесса диффузии.

Показано, что СИК с диффузионными слоями, сформированными в твердой фазе, обладают большей жаропрочностью по сравнению с СИК с диффузионными слоями, сформированными в жидкой фазе, из-за отсутствия в их структуре интерметаллидных включений столбчатой формы, способствующих хрупкому разрушению композита.

Установлено, что теплопроводность полученных сваркой взрывом СКМ системы Сu-Al определяется их структурно-механической неоднородностью (зоны максимального упрочнения у границы раздела слоев, участки оплавленного металла и др.), а СИК - объемным наполнением диффузионными прослойками, теплопроводность которых (30-37 Вт/м·К) значительно ниже теплопроводности исходных металлов (410 Вт/м·К - медь и 220 Вт/м·К – алюминий).

Практическая ценность:

1. Впервые получены и систематизированы данные о теплопроводности слоистых медно-алюминиевых композитов, позволяющие расширить области применения этого класса композиционных материалов. Установленная связь теплофизических свойств и конструктивно-технологических факторов дает возможность разрабатывать технологические процессы и создавать с их помощью слоистые композиты с заданным коэффициентом теплопроводности.

2. Полученные в результате обработки экспериментальных данных уравнения позволяют рассчитывать энергии зарождения и скорости роста диффузионных прослоек в многослойных медно-алюминиевых СКМ и обоснованно назначать режимы высокотемпературных нагревов для двух случаев: а) реализации требуемого объемного соотношения основных и интерметаллидных слоев; б) предотвращения диффузии, способной привести к образованию «опасных видов» микронеоднородности.

3. Для ООО «ДИЦ МОСТ» разработана технология изготовления трубчатого слоистого композиционного материала с интерметаллидной прослойкой.

Экономический эффект от внедрения разработки составил 150 тыс. руб.

Достоверность результатов обеспечена использованием металлографического метода исследования с применением оптической микроскопии (микроскоп «Olympus BX61»), фазового рентгеноструктурного анализа (рентгеновский дифрактометр ДРОН-3), механических испытаний на растяжение при комнатной и повышенной температурах (вакуумная установка АЛА-ТОО), теплофизических исследований (установка «Теплофон» КИТ-02Ц), измерения микротвердости (микротвердомер ПМТ-3М), применением средств компьютерной обработки экспериментальных данных.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях «Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ) – 2004» (Волгоград 2004), "Современные технологии и материаловедение" (Магнитогорск 2004), Всероссийской научно-технической конференции «Инновационные технологии в обучении и производстве» (Камышин 2003, 2005), научнопрактических конференциях студентов и молодых ученых Волгограда и Волгоградской области (Волгоград 2003-2006), ежегодных научно-технических конференциях ВолгГТУ (Волгоград 2003-2006).

Публикации: Основные результаты исследований по теме диссертационной работы опубликованы в 18 печатных работах, в т. ч. 5 работ - в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получен 1 патент РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 205 наименований, и приложения. Основная часть работы содержит 201 страницы машинописного текста, 95 рисунков, 36 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыты актуальность работы, научная новизна и практическая ценность, сформулирована цель исследования, показаны структура и содержание диссертации.

В первой главе проанализированы литературные данные, касающиеся влияния температурно-временных и силовых воздействий на развитие химической неоднородности на границе раздела слоёв соединений, полученных СВ.

Изложены существующие представления о способах получения интерметаллидов и интерметаллических соединений, рассмотрен опыт создания и перспективы применения новых материалов на основе интерметаллидов. Намечены направления исследований, способных расширить область знаний и представлений о СИК, получаемых по комплексной технологии.

Во второй главе определен круг исследуемых материалов, обоснованы условия и режимы применяемых технологических операций комплексного технологического процесса, используемого при получении создаваемых материалов (СВ, ОД, ТО), описана методика проводимых экспериментов и способов обработки полученных данных. Выбрана математическая модель для описания кинетики диффузионных процессов на границе раздела СКМ.

Отработана технология получения макро- и микрошлифов для металлографических исследований, подобраны химические реактивы для выявления структуры изучаемых материалов.

Третья глава. В настоящей работе разработан новый способ получения многослойного Cu-Al композита, отличающийся от существующих аналогов тем, что предварительно сваренный трехслойный пакет из чередующихся слоев Cu и Al разделяют на мерные заготовки, из которых после механической обработки составляют многослойный пакет таким образом, чтобы их одновременная СВ осуществлялась по однородному металлу. Это позволило обеспечить одинаковый латентный период появления зародышей интерметаллидных фаз на всех межслойных границах в исследованных трех, пяти и девятислойных композициях и устранить микронеоднородность соединения между однородными металлами после ТО, вызывающей их рекристаллизацию, кинетика которой зависит от степени предшествующего упрочнения при СВ и ОД.

Установлено, что последующая холодная прокатка пяти и девятислойных композитов при степенях общего высотного обжатия 44 и 77% приводит к реализации эффекта локального разупрочнения околошовной зоны, снижает активацию контактных поверхностей, уменьшает инкубационный (латентный) период зарождения диффузионных прослоек и замедляет процесс диффузии.

Время латентного периода является интегральной величиной и складывается из времени образования локальных объемов твердого раствора с повышенной концентрацией и времени образования в этих участках зародышей новой фазы.

Количественные результаты опытов представлены на рис. 1, из которых следует, что для исследованных композиций температурно-временная зависимость периода до образования интерметаллидов следует экспоненциальному закону, характерному для взаимной концентрационной диффузии, и удовлетворительно описыEЗ вается известным уравнением: Л = 0 exp, а латентный период образования интерметаллидов определяется не только температурой процесса, но и общим высотным обжатием СКМ.

Металлографические исследования показали, что в Cu-Al композите в зависимости от температуры и продолжительности ТО число слоев, входящих в состав диффузионной прослойки, колеблется от трех до пяти. Прослойка со стороны Cu обладает наибольшей твердостью, равной 10-10,5 ГПа, прослойка со стороны Al имеет самую низкую твердость – 5-6 ГПа.

Анализ кинетики роста интер- Рис.1. Температурно-временные условия заметаллидной прослойки на меж- рождения диффузионной прослойки в композислойных границах СКМ показал, что те медь М1 + алюминий АД1: 1 – трехслойный диффузионные процессы протекают СКМ после СВ + ХП (22%); 2 – пятислойный преимущественно в Al слоях, причем СКМ после СВ+ ХП (44%); 3 – девятислойный скорость изменения толщины диффузионной прослойки в многослойных композитах ниже, чем в биметалле (рис.2).

Рис.2. Микроструктура трех (а); пяти (б) и девятислойного (в) медно-алюминиевого композита после ТО при 500°С в течение 10 ч. (100) Так, при термообработке в течение 1 ч толщина слоя Al в биметалле уменьшилась на 43-44 мкм, а в трехслойной композиции при аналогичных условиях нагрева - на 20-25 мкм от каждой межслойной границы.

Увеличение времени выдержки сопровождается ростом диффузионной прослойки, что приводит к уменьшению толщины и соотношения Al и Cu слоев в СКМ. Причем, толщина «внутренних» слоев, имеющих две межслойные границы, понижается быстрее, чем «наружных». Так, в пятислойном СКМ при термообработке в течение 5 ч уменьшение толщины внутреннего (Cu) слоя составило 10 %, а наружных (имеющих одну свободную поверхность) – 7-8 % (рис.3). В девятислойных СКМ эта тенденция сохраняется во всем временном диапазоне.

алюминия (2) и суммарной толщины диффузионной про- диффузионной зоны в Cuслойки (3) после ТО трех-, пяти- и девятислойного медно – Al СКМ, была проведена алюминиевого композита (500°С, 5 ч) зависимости толщины диффузионной зоны от температуры ТО и степени обжатия при ХП.

Кинетика роста диффузионной прослойки при нагреве СКМ М1 + АД Трехслойный Пятислойный Девятислойный Металлографические исследования (рис.

4) показали, что нагрев Cu-Al композитов до 570°С привел к интенсификации диффузионных процессов, частичному растворению Cu слоев и 10-20-кратному повышению микротвердости по среднему сечению Al слоя (до 3-6 ГПа в зависимости от продолжительности ТО) по сравнению с 0,3-0,35 ГПа при температурах 500°С. В контакте с Cu слоем располагается диффузионная прослойка, фазовый состав которой представляет собой: твердый раствор Cu в Al ( - фаза) и твердые растворы на основе интерметаллидных соединений AlCu2 (2 - фаза, 15,8-20 % Аl) и А13Cu ( - фаза, 24,6-25, % Al). Увеличение продолжительности ТО сопровождается повышением ее твердости со стороны Cu с 6,8 до 10 ГПа, а со стороны Al с 7,5 до 11 ГПа. Повышение твердости этой прослойки можно обеспечить и последующей закалкой.

Установлено, что при закалке Cu-Al СИК с температур 200 – 400°С происходит увеличение твердости прослойки: на 5 ГПа при закалке с 200°С и на 8 ГПа при закалке с 400°С. Выдержка при комнатной температуре в течение 300 ч понижает твердость на 4 ГПа. В слоях Cu после закалки твердость увеличилась на 0,2-0,3 ГПа, причем ее максимальные значения были локализованы непосредственно на границе соединения с диффузионным слоем (1,9 ГПа). Выдержка при комнатной температуре в течение 300 ч понизила твердость Cu слоев до значений, характерных для образцов, не подвергнутых закалке (0,9-1 ГПа).

Рис. 4. Микроструктура зоны соединения СИК состава медь М1 + алюминий АД1 после термообработки 570С в течение: 0,5 (а), 3(б), 5 (в) и 7 (г) часов (100) Рис. 5. Влияние длительности выдержки при 570С на микротвердость структурных составляющих, формирующихся в алюминиевом слое Особенностью центральной части Al слоя является характерное столбчатое строение с ориентированием в направлении отвода тепла. Анализ микроструктур, представленных на рис. 4 и 5, показывает, что с увеличением времени выдержки объем и твердость столбчатых кристаллов увеличиваются.

Четвертая глава. Многолетний опыт промышленного использования CuAl СКМ в качестве теплозащитных и теплообменных узлов и конструкций энергетического и нефтехимического оборудования подтвердил их высокую эксплуатационную надежность и определил, в частности, необходимость специального комплексного исследования их теплофизических и механических свойств в зависимости от основных конструктивно-технологических и структурных факторов.

Установлено, что возникновение при СВ зоны максимального упрочнения приводит к снижению теплопроводности по сравнению с равновесным состоянием. При последующем отжиге, не вызывающим диффузионных процессов (380°С), теплопроводность СКМ увеличивается на 10 Вт/(м·К).

Образование и рост диффузионных прослоек вызывает значительное снижение теплопроводности, интенсивность которого зависит от их состава и толщины. Использование многослойных СКМ позволило резко увеличить объемные доли зон максимального упрочнения после СВ и диффузионных прослоек после ТО. Последнее повысило точность определения коэффициентов теплопроводности, а близость полученных расчетных значений (таблица 2) подтвердила правомерность использования правила смеси:

Продолжительность СКМ; ** - расчетные значения.

Характер изменения теплопроводности композиционного материала и диффузионной прослойки, сформированной при 500°С с различными временами выдержки, представлен на рис.6 и 7. Их анализ показывает, что теплопроводность диффузионных прослоек практически не меняется в исследованном временном интервале ТО, а ее объемная доля определяет интенсивность снижения теплопроводности композита в целом.

Рис.6. Влияние времени выдержки при ТО Рис.7. Зависимость теплопроводности от (500°С) на теплопроводность семи (1), пят- объемной доли диффузионной прослойки в надцатислойного (2) композита и диффузи- семи и пятнадцатислойном композите.

онной прослойки (3).

Образующиеся после высокотемпературных нагревов на межслойных границах СКМ диффузионные прослойки существенно отличаются по структуре и свойствам от основных металлов. Из-за многообразия влияющих факторов достоверное определение их механических свойств затруднительно.

В результате анализа характера изменения экспериментальных зависимостей В и =f(Тисп), исследованные СИК классифицированы разделением на две группы. К первой отнесены композиты с диффузионной прослойкой, образовавшейся ниже температуры эвтектического превращения, обеспечивающей аномальное повышение их прочности в диапазоне температур 250-400°С. Ко второй - композиты с диффузионной прослойкой, сформированной при температуре выше температуры эвтектического превращения, у которых этот эффект отсутствует. Установлено, что характер температурной зависимости СИК первой и второй групп обусловлен изменением фазового состава прослойки AlCu, А12Сu3, AlCu3, AlCu4, Al4Cu9) и (AlCu, А12Сu3, Al3Cu, Al2Сu, AlCu2) соот- ветственно.

экспериментальных данных по прочностным свойствам СИК системы СuAl позволило косвенным методом оценить прочность диффузионной прослойки, образовавшейся при нагреве Рис.8. Температурная зависимость прочно- потеря ее несущей способности, и сти холоднокатаной меди (1), алюминия (2) и объемную долю диффузионной продиффузионной прослойки, сформированной слойки Vкр, при которой прочность при нагреве слоистого композита до 500 (3) СИК равна прочности основных слоев Рис. 9. Расчетная температурная зависимость прочности медно-алюминиевого СИК от объемной доли диффузионной прослойки, сформированной при 500 (а) и 570°С (б): 1 – 400°С, 2 - 500°С, 3 - 600°С.

Сопоставление результатов расчетно-экспериментальной оценки прочности СИК системы Сu-Al позволило установить следующее. При одинаковом объемном наполнении диффузионными прослойками кратковременная прочность СИК, диффузионные слои в которых были сформированы твердой фазе, выше соответствующих значений для СИК с диффузионными слоями, сформированными в «твердожидкой фазе».

В пятой главе приведены примеры практической реализации результатов проведенных исследований.

Предложена методика, позволяющая оптимизировать высокотемпературную обработку СИК с учетом тепловых затрат на формирование требуемых диффузионных прослоек и потерь на нагрев печи, выдержку при заданной температуре, загрузку и выгрузку термообрабатываемых заготовок. Показано, что заданное объемное соотношение основных и интерметаллидных слоев можно реализовать при различных температурно-временных условиях, однако, для снижения энергозатрат на проведение термообработки должны учитываться возможности термического оборудования, конструкция и количество композиционных заготовок в партии и особенности взаимодействия используемых разнородных металлов.

На основе исследований жидкофазной диффузии разработан комплексный технологический процесс получения медно-алюминиевых композитов с теплозащитной диффузионной прослойкой. Особенностью данной технологии является проведение операции диффузионного отжига композита при температурах, превышающих температуру плавления алюминия, в результате чего в нем формируется диффузионная прослойка, обладающая повышенным термическим сопротивлением, а также значительно сокращается продолжительность данной операции по сравнению с отжигом ниже температур плавления алюминия.

На основе анализа существующей технологии изготовления трубчатых медно-алюминиевых переходников для ООО «ДИЦ МОСТ» разработан альтернативный комплексный технологический процесс производства СКМ с защитной диффузионной прослойкой, включающий: сварку взрывом трехслойного СКМ АД1-М1-АД1, его прокатку и сварку взрывом с алюминием АД1, последующую операцию глубокой вытяжки стаканов с механической вырезкой готовых изделий, финишную термообработку для придания внутренней поверхности детали заданного уровня механических свойств. Преимуществом данного способа является проведение операции СВ более технологичных плоских, а не трубчатых заготовок. Экономический эффект от внедрения разработки составил 150 тыс. руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Показано, что локальное разупрочнение околошовной зоны в многослойных медно-алюминиевых композициях после их холодной прокатки при обжатиях 44 и 77%, снижает активацию контактных поверхностей, уменьшает инкубационный период зарождения диффузионных прослоек и замедляет процесс диффузии.

Полученные в результате обработки экспериментальных данных уравнения позволяют рассчитывать энергии зарождения и скорости роста интерметаллидных прослоек и обоснованно назначать оптимальные режимы высокотемпературных нагревов для двух случаев: а) реализации требуемого объемного соотношения основных и интерметаллидных слоев в многослойных Сu- Al композитных системах – СИК; б) предотвращения диффузии в СКМ, способной привести к образованию «опасных видов» неоднородности.

2. При нагреве Сu-Al композитов до температур выше температуры образования эвтектики происходит частичное растворение медных слоев и образуются прослойки с твердостью 10-13 ГПа следующего состава: твердый раствор Сu в Al ( - фаза) и твердые растворы на основе интерметаллидных соединений AlCu2 (2 -фаза, 15,8-20 % Аl) и А13Cu (- фаза, 24,6-25,3 % Al). Твердость алюминиевого слоя увеличивается в 10-20 раз за счет образования сложной структуры с фазовым составом (Al2Сu), 2 (AlCu), (Al3Cu), (Cu3Al2) и 2 (AlCu2).

3. Теплопроводность СКМ системы Сu-Al, полученных СВ, определяется их структурно-механической неоднородностью. Наличие зоны максимального упрочнения у границы раздела слоев приводит к снижению теплопроводности по сравнению с равновесным состоянием. Теплопроводность диффузионных прослоек, формирующихся при температурах интенсивной диффузии (30- Вт/м·К), значительно отличается от теплопроводности металлов (410 Вт/м·К Сu и 220 Вт/м·К – Al), образующих СИК. Близкие значения расчетных коэффициентов теплопроводности переходных прослоек, полученные для образцов с различным соотношением толщин составляющих СКМ и объемном наполнении интерметаллидами, подтверждают возможность использования для СИК методики расчета теплопроводности, основанной на правиле аддитивности.

4. Проведенные кратковременные высокотемпературные испытания на растяжение позволили классифицировать Сu-Al СИК разделением на две группы. К первой отнесены композиты, нагрев которых на заключительной стадии комплексного технологического процесса проводится до температур ниже температуры образования эвтектики, прочность которых с повышением температуры испытания достигает максимального значения, а затем снижается. Ко второй - композиты, нагрев которых на заключительной стадии комплексного технологического процесса осуществляется до температур выше температуры образования эвтектики. Их прочность при комнатной температуре ниже, чем у СИК, полученных по традиционной технологии. Повышение температуры испытания вплоть до 500°С приводит к ее росту одновременно с увеличением пластичности композита. Аномального повышения прочности в диапазоне температур 250-400°С, характерного для СИК, диффузионная прослойка у которых формируется при температуре ниже температуры эвтектического превращения, у них не наблюдается.

5. На основе исследований процесса жидкофазной диффузии разработан комплексный технологический процесс получения медно-алюминиевых слоистых композитов с теплозащитной диффузионной прослойкой. Особенностью данной технологии является проведение операции диффузионного отжига композита при температурах превышающих температуру плавления алюминия, в результате чего в нем формируется диффузионная прослойка, обладающая повышенным термическим сопротивлением, а также значительно сокращается продолжительность данной операции по сравнению с отжигом ниже температур плавления алюминия.

6. На основе анализа существующего опыта изготовления трубчатых медно-алюминиевых переходников предложен альтернативный комплексный технологический процесс производства СКМ с защитной интерметаллидной прослойкой, включающий: СВ трехслойного СКМ АД1-М1-АД1, его прокатку и СВ с алюминием АД1, последующую операцию глубокой вытяжки стаканов с механической вырезкой готовых изделий, финишную ТО для придания внутренней поверхности детали заданного уровня механических свойств. Преимуществом данного способа является проведение операции СВ более технологичных плоских, а не трубчатых заготовок.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Трыков, Ю.П. Свойства слоистых интерметаллидных композитов системы CuAl, полученных по комплексной технологии / Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун, О.В. Слаутин, С.А. Абраменко// Известия вузов. Цветная металлургия. – 2004. – №5. – C. 51–55.

2. Шморгун, В.Г. Влияние высокотемпературной термообработки на структуру и свойства медно-алюминиевого слоистого интерметаллидного композита/ В.Г. Шморгун, Ю.П. Трыков, О.В. Слаутин, С.А. Абраменко, С.П. Писарев // Конструкции из композиционных материалов. – 2007. – № 2. – C. 37–42.

3. Трыков, Ю.П. Структура и механические свойства слоистых интерметаллидных композитов систем Cu-Al и Ti-Fe/ Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун, О.В. Слаутин, В.Н.

Арисова, С.А. Абраменко// Вопросы материаловедения. – 2007. – №1. – C. 49–56.

4. Шморгун, В.Г. Расчетная оценка прочности слоистых интерметаллидных композитов систем Cu-Al/ В.Г. Шморгун, Ю.П. Трыков, О.В. Слаутин, С.А. Абраменко// Конструкции из композиционных материалов. – 2008. – № 2. – C. 3 – 7.

5. Трыков, Ю.П. Исследование влияния холодной прокатки на структуру и свойства околошовной зоны в симметричных пакетах СКМ системы Cu-Al/ Ю.П. Трыков, В.Г.

Шморгун, О.В. Слаутин, С.А. Абраменко// Изв. ВолгГТУ. Сер. Материаловедение и прочность элементов конструкций: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. – Волгоград, 2005. – Вып.1, №3. – C. 5–9.

6. Шморгун, В.Г. Механические свойства СИК системы Cu-Al при повышенных температурах/ В.Г. Шморгун, Ю.П. Трыков, С.А. Абраменко, В.Н. Арисова // Изв. ВолгГТУ. Сер. Материаловедение и прочность элементов конструкций: межвуз. сб. науч. ст.

/ ВолгГТУ. – Волгоград, 2005. – Вып.1, №3. – C. 12–16.

7. Шморгун, В.Г. Высокотемпературные испытания медно - алюминиевых слоистых интерметаллидных композитов/ В.Г. Шморгун, О.В. Слаутин, Ю.П. Трыков, С.А.

Абраменко// Вестник Магнитогор. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова. – 2004. – №2. – C.

75–78.

8. Пат. № 2305624 РФ, МПК В 26 F 3/06, С 22 В 7/00. Способ разделения композиционного материала титан-сталь/ Ю.П. Трыков, Л.М. Гуревич, В.Г. Шморгун, С.П. Писарев, О.В. Слаутин, С.А. Абраменко, Д.Ю. Донцов; ВолгГТУ. – 2007.

9. Шморгун, В.Г. Оптимизация процесса формирования переходной зоны в медноалюминиевом интерметаллидном композите, полученном с помощью комплексной технологии/ В.Г. Шморгун, Ю.П. Трыков, О.В. Слаутин, С.А. Абраменко // Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ) – 2004: Сб. науч. тр. Междунар.

науч. конф./ ВолгГТУ и др. – Волгоград, 2004. – Т.II. – C. 265–266.

10. Шморгун, В.Г. Влияние высокотемпературной термообработки на структуру и механические свойства медно-алюминиевых и титано-стальных СКМ/ В.Г. Шморгун, Ю.П. Трыков, О.В. Слаутин, Д.Ю. Донцов, С.А. Абраменко// Новые перспективные материалы и технологии их получения. НПМ–2007: Сб. науч. тр. междунар. конф/ ВолгГТУ и др. – Волгоград, 2007. – C. 239–240.

11. Трыков, Ю.П. Исследование особенности деформирования при холодной прокатке сваренного взрывом медно-алюминиевого трехслойного СКМ/ Ю.П. Трыков, В.Г.

Шморгун, О.В. Слаутин, В.М. Волчков, С.А. Абраменко// Прогрессивные технологии в обучении и производстве: Матер. II Всерос. конф., г. Камышин, 20-23 мая 2003 г. / Камышин. технол. ин-т (филиал) ВолгГТУ и др. - Камышин, 2003. - Т.1. - C. 229-230.

12. Трыков, Ю.П. Механические свойства СКМ системы Cu-Al с рассредоточенными интерметаллидными фрагментами на межслойных границах/ Ю.П. Трыков, В.Г.

Шморгун, С.А. Абраменко, О.В. Слаутин// Инновационные технологии в обучении и производстве: матер. III Всерос. конф., г. Камышин./ КТИ (филиал) ВолгГТУ и др. - Камышин, 2005. - Т.2. - C. 63-64.

13. Шморгун, В.Г. Механические свойства медно - алюминиевого СИК в интервале температур 20-950 град. / В.Г. Шморгун, Ю.П. Трыков, С.А. Абраменко // Инновационные технологии в обучении и производстве: матер. III Всерос. конф., г. Камышин/ КТИ (филиал) ВолгГТУ и др. - Камышин, 2005. - Т.2. - C. 74-75.

14. Слаутин, О.В. Механические свойства слоистой интерметаллидной медноалюминиевой композиции при повышенных температурах/ О.В. Слаутин, С.А. Абраменко, В.Г. Шморгун, Ю.П. Трыков// VIII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: Тезисы докладов / ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2004. C. 164-166.

15. Абраменко, С.А. Особенности деформирования трехслойной композиции медьалюминий при сварке взрывом и последующей холодной прокатке/ С.А. Абраменко, В.Г. Шморгун, О.В. Слаутин// VIII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: Тезисы докладов / ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2004. - C. 182Абраменко, С.А. Влияние высокотемпературной термообработки на структуру и микромеханические свойства медно - алюминиевого композита/ С.А. Абраменко, Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун// IX Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: Тезисы докладов/ ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2005. - C. 119Абраменко, С.А. Высокотемпературные испытания СКМ системы медь - алюминий с раздробленной при холодной прокатке интерметаллидной прослойкой/ С.А.

Абраменко, С.А. Дуванов, Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун, О.В. Слаутин // IX Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: тезисы докладов/ ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2005. - C. 120-122.

18. Чехмейстер, А.И. Исследование кинетики диффузии в многослойных композитах системы Cu-Al/ А.И. Чехмейстер, Ю.П. Трыков, О.В. Слаутин, С.А. Абраменко// XI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г. Волгоград, 8-10 ноября 2006 г.: тез. докл. / ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2007. - C. 182-183.

В работах [3, 5, 13, 17] автором изучено влияние энергетических условий СВ и степени обжатия при прокатке на процессы деформации и упрочнения, а также формирование элементов тонкой структуры в околошовной зоне СКМ.

Работы [18, 19] посвящены исследованию кинетики диффузионных процессов. В работах [1, 2, 4, 6, 7,12, 14-16] изучено влияние параметров комплексного технологического процесса получения СИК на их свойства при нормальных и повышенных температурах. В работах [8-11] обоснован выбор принципиальных схем и оптимальных параметров комплексной технологии получения СКМ и изделий ответственного назначения.

Подписано в печать 10.11.2009 г. Заказ № 763. Тираж 130 экз. Печ. л. 1, Волгоградского государственного технического университета.



Похожие работы:

«Чиркин Сергей Юрьевич СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ Специальность: 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами в машиностроении Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва-2010 г. Работа выполнена в Московском государственном индустриальном университете (ГОУ МГИУ) кандидат технических наук...»

«ОПЛАЧКО АРТЁМ ВЛАДИМИРОВИЧ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТЬЮ Специальность 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (управление инновациями) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Москва – 2012 Работа выполнена на кафедре управления организацией в машиностроении ФГБОУ ВПО Государственный университет управления Научный руководитель : доктор...»

«КУМПЕН АЛЕКСАНДР АНДРЕЕВИЧ КЛАССОВАЯ СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОГО РОССИЙСКОГО ОБЩЕСТВА: СОЦИАЛЬНО-ФИЛОСОФСКИЙ АНАЛИЗ Специальность 09.00.11 – Социальная философия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата философских наук Санкт-Петербург 2010 Работа выполнена на кафедре философии Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета “ЛЭТИ” им. В.И.Ульянова (Ленина) Научный руководитель доктор...»

«НГУЕН НГОК ХЫНГ СОЗДАНИЕ АНТИФРИКЦИОННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФЕНИЛОНА С ПОМОЩЬЮ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ Специальность 05.02.01 Материаловедение (машиностроение) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Волгоград – 2009 2 Работа выполнена на кафедре Материаловедение и композиционные материалы Волгоградского государственного технического университета Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Адаменко Нина...»

«ГУСЕВ Борис Александрович РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ОЧИСТКИ КОНТУРОВ ЯЭУ С ВОДЯНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ ОТ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ 05.14.03 – Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург – 2014 Работа выполнена в Научно-исследовательском технологическом институте имени А.П. Александрова и Санкт-Петербургском государственном...»

«Хайбуллов Константин Анатольевич Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве Специальность: 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2007 Работа выполнена на кафедре Технология машиностроения в Московском государственном техническом университете СТАНКИН. Научный...»

«Дорогова Екатерина Георгиевна РАЗРАБОТКА МЕТОДИК И АЛГОРИТМОВ КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ РИСКОВ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами в приборо- и машиностроении АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва — 2007 2 Работа выполнена на кафедре Информатики и программного обеспечения вычислительных систем...»

«Сокол Александр Валентинович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ КОМПРЕССИИ ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ НАБЛЮДЕНИЯ ВИДИМОГО И БЛИЖНЕГО ИК ДИАПАЗОНОВ СПЕКТРА Специальность 05.12.04 – Радиотехника, в том числе системы и устройствателевидения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Москва – 2007 2 Работа выполнена в Московском физико-техническом институте. Научный руководитель – доктор...»

«ИГНАТОВ НИКОЛАЙ АНАТОЛЬЕВИЧ МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ С РЕГУЛЯРНЫМИ ПЕРИОДИЧЕСКИМИ КОМПОНЕНТАМИ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ПЕРИОДИЧЕСКИ КОРРЕЛИРОВАННЫХ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (информатика, управление и вычислительная техника) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2011 Работа выполнена на кафедре Автоматизированные системы обработки информации и управления...»

«Со Ирина Александровна МЕТОДИЧЕСКОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ИСКАЖЕНИЙ ВИЗУАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ Специальность 05.11.16 – Информационно-измерительные и управляющие системы (машиностроение) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2011 2 Работа выполнена на кафедре Измерительные информационные технологии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения...»

«Коркин Николай Павлович ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССОВ Специальность 05.03.05 Технологии и машины обработки давлением Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2009 год Работа выполнена в ОАО АХК Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика А.И....»

«ЗАКИРНИЧНАЯ МАРИНА МИХАЙЛОВНА ОБРАЗОВАНИЕ ФУЛЛЕРЕНОВ В УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЯХ И ЧУГУНАХ ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ТЕРМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ Специальность 05.02.01 - Материаловедение (машиностроение в нефтегазовой отрасли) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Уфа 2001 г. www.sp-department.ru Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете (УГНТУ) Научный консультант - д.т.н., профессор И.Р. Кузеев Официальные...»

«КОЛЕНЧЕНКО ОЛЬГА ВЯЧЕСЛАВОВНА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ, СЕБЕСТОИМОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НА ОСНОВЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Рыбинск – 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Уфимский...»

«ДОЦ МАРИНА ВАСИЛЬЕВНА ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКА НА ОСНОВЕ НЕЙРОСЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ 05.02.08 – Технология машиностроения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Барнаул – 2007 Работа выполнена при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова Научный руководитель...»

«АНДРОНЕНКО СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ МАГНИТНОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИМЕСНЫХ ИОНОВ И ДЕФЕКТОВ В МАГНИТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ИХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АНАЛОГАХ 01.04.07 – физика конденсированного состояния АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Казань – 2013 Работа выполнена в ФГАОУ ВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Научный консультант : д. ф.-м. н., профессор Кочелаев Борис Иванович...»

«Мирошин Игорь Викторович ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАСЛЕДУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ПРИ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКЕ НА ОСНОВЕ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ 05.02.08 – Технология машиностроения Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Барнаул 2008 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Кузбасский государственный технический университет (ГОУ ВПО КузГТУ)....»

«ЯКУТИНА СВЕТЛАНА ВИКТОРОВНА ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СТАЛИ 30ХГСН2А ИМПЛАНТАЦИЕЙ ИОНОВ МЕДИ И СВИНЦА Специальность 05.16.09 – Материаловедение (машиностроение) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Москва 2011 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном индустриальном университете (ГОУ МГИУ) Научный руководитель : доктор...»

«ХОРИН Александр Владимирович СОЗДАНИЕ ВЫСОКОПРОЧНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА СИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙМЕДЬ С ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ И КЕРАМИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ Специальность 05.16.09 Материаловедение (машиностроение) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук ПЕНЗА 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Пензенский государственный университет. Научный...»

«ЧЕКАНОВ МАКСИМ АНАТОЛЬЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И КАЧЕСТВА СБОРКИ НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НЕДЕФОРМИРУЕМЫМИ ЗАКЛЕПКАМИ Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Бийск - 2006 Работа выполнена в Бийском технологическом институте (филиале) Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Алтайский государственный технический университет им. И.И....»

«Бирюков Алексей Валерьевич ПОВЫШЕНИЕ ЭКОНОМИЧНОСТИ ЦИЛИНДРА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ МАЛОЙ МОЩНОСТИ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Специальность 05.04.12 – Турбомашины и комбинированные турбоустановки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2011г. 1 Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете Научный руководитель : доктор технических наук, профессор...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.