CC BY
9
Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом:
Бородавкина К.Т., Терентьев Е.В., Слива А.П., Гончаров А.Л., Козырев Х.М. Влияние степени проплавления на твердость металла шва разнородного сварного соединения стали ЭП517 и сплава 36НХТЮ // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. - 2023. - Т. 25, № 2. - С. 16-25. DOI: 10.15593/2224-9877/2023.2.02
Please cite this article in English as:
Borodavkina K.T., Terentyev E.V., Sliva A.P., Goncharov A.L., Kozyrev Kh.M. Influence of beam offset on weld metal hardness of EP517 steel and 36NKhTYu alloy heterogeneous welded joint. Bulletin of PNRPU. Mechanical engineering, materials science. 2023, vol. 25, no. 2, pp. 16-25. DOI: 10.15593/2224-9877/2023.2.02
ВЕСТНИК ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение
Т. 25, № 2, 2023 Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science
http://vestnik.pstu.ru/mm/about/inf/
Научная статья
DOI: 10.15593/2224-9877/2023.2.02 УДК 539.3
К.Т. Бородавкина, Е.В. Терентьев, А.П. Слива, А.Л. Гончаров, Х.М. Козырев
Московский энергетический институт, Москва, Российская Федерация
ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ПРОПЛАВЛЕНИЯ НА ТВЕРДОСТЬ МЕТАЛЛА ШВА РАЗНОРОДНОГО СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ СТАЛИ ЭП517 И СПЛАВА 36НХТЮ
Исследовано влияние степени проплавления на механические свойства разнородных сварных соединений стали ЭП517 и сплава 36НХТЮ, полученных с помощью электронно-лучевой сварки. Изменение степени проплавления свариваемых материалов обеспечивали смещением электронного пучка относительно стыка. Исследована макро- и микроструктура полученных сварных соединений с помощью оптического микроскопа. Асимметричность швов объяснена различием теплофизических свойств свариваемых материалов, а искривление шва - отклонением пучкам остаточным магнитным полем и полем термоэлектрических токов. Показано, что наличие ушире-ния в вершине шва ограничивает технологически допустимый диапазон степени проплавления сплава 36НХТЮ в пределах от 30 до 75 % для рассматриваемого режима сварки. Получена зависимость твердости металла шва от степени проплавления после сварки и после термической обработки старением при температуре нагрева 650 °С и времени выдержки 3 и 24 ч. Установлено, что при увеличении степени проплавления сплава 36НХТЮ с 50 до 70 % твердость металла шва после старения в течение 24 ч повышается с 250 до 300 ИУ5, что соответствует твёрдости стали ЭП517 в состоянии поставки. Показана технологическая возможность получения равнопрочных разнородных сварных соединений стали ЭП517 со сплавом 36НХТЮ за счет отклонения электронного пучка в сторону 36НХТЮ и последующего термического старения.
Ключевые слова: электронно-лучевая сварка, разнородные сварные соединения, сталь ЭП517, сплав 36НХТЮ, механические свойства, степень проплавления, металл шва, упрочняющие фазы, термическая обработка, старение, твердость.
K.T. Borodavkina, E.V. Terentyev, A.P. Sliva, A.L. Goncharov, Kh.M. Kozyrev
Moscow Power Engineering Institute, Moscow, Russian Federation
INFLUENCE OF BEAM OFFSET ON WELD METAL HARDNESS OF EP517 STEEL AND 36NKHTYU ALLOY HETEROGENEOUS WELDED JOINT
Influence of beam offset on weld metal hardness of EP517 steel and 36NiCrTiAl alloy heterogeneous welded joint obtained by electron beam welding is investigated. Change in beam offset of the welded materials was provided by electron beam displacement relative to the joint. The produced welded joints macro- and microstructure was studied using an optical microscope. Joints asymmetry is explained by the thermophysical properties difference of materials being welded, and their curvature is explained by beam deflection by a residual magnetic field and a field of thermoelectric currents. It is shown that presence of broadening at the top of welded joint limits the technologically permissible range of beam offset to 36NiCrTiAl alloy from 30 to 75 % for the welding mode under consideration. The dependence of a weld metal hardness on a beam offset after welding and after heat treatment by aging at a heating temperature of 650°C and a holding time of 3 hours and 24 hours is obtained. It was found that with an increase in the beam offset to 36NiCrTiAl alloy from 50 to 70 % weld metal hardness after aging within 24 hours increases from 250 to 300 HV5, which corresponds to the hardness of EP517 steel in as-received condition. The technological possibility of obtaining equally strong heterogeneous welded joints of EP517 steel with 36NiCrTiAl alloy due to electron beam offset towards 36NiCrTiAl and subsequent thermal aging is shown.
Keywords: electron beam welding, heterogeneous welded joints, EP517 steel, 36NiCrTiAl alloy, mechanical properties, beam offset, weld metal, strengthening phases, heat treatment, aging, hardness.
Введение
Использование разнородных сварных соединений металлов и сплавов позволяет сочетать в сварных конструкциях разнообразные физические свойства, необходимые для обеспечения конструкционных и эксплуатационных требований. Например, сварные конструкции из разнородных стали ЭП517 и сплава 36НХТЮ используются в электрических машинах, работающих при высоких скоростях вращения и испытывающих существенные механические нагрузки [1; 2]. Химический состав и механические свойства указанных материалов показаны в табл. 1 и 2.
Разнородное сварное соединение должно обладать высокими механическими свойствами для обеспечения прочности сварной конструкции в целом. Однако при сварке данной пары материалов формируется участок металла шва и зоны термического влияния (ЗТВ) со стороны сплава 36НХТЮ с пониженной относительно основных материалов твердостью [3; 4], что снижает прочность сварного соединения.
Повышение прочности сварных соединений с мягким швом возможно за счет реализации эффекта контактного упрочнения [3-12]. Для данной пары материалов удалось достигнуть временного сопротивления св=861 МПа при относительной ширине мягкой зоны 0,2, тогда как временное сопротивление металла шва составляло всего св=553 МПа [4]. После термической обработки старением при 650 °С в течение 3 ч достигли св=966 МПа. При этом предел прочности стали ЭП517 составлял 987 МПа, поэтому разрушение всегда проходило по сварному шву. Для изделий небольшой толщины стыка реализация эффекта контактного упрочнения осложнена тем, что проблематично обеспечить уменьшение относительной ширины мягкой прослойки.
Для разнородного сварного соединения дис-персионно-твердеющих сплавов повышение твердости металла шва возможно путем оптимизации режимов послесварочной термической обработки старением [13-16]. В работе [17] исследовано
влияние режимов старения разнородных сварных соединений стали ЭП517 и сплава 36НХТЮ, а также показана возможность увеличения твердости металла шва до 225 ИУ5. При этом твердость металла шва до термической обработки составляла 169 ИУ5.
Повышение твёрдости металла шва сварных соединений рассматриваемых материалов за счет старения ограничено недостаточным содержанием элементов, образующих упрочняющие интерме-таллидные фазы. Таким образом, очевидным решением данной проблемы является изменение химического состава, например, за счет смещения электронного луча относительно стыка [18-25], применения присадочных материалов или предварительной облицовке одного или обоих стыков сплавом, содержащим необходимое количество легирующих добавок [26; 27]. Для электроннолучевой сварки наиболее технологичным способом является использование отклонения электронного пучка относительно стыка.
Для разнородных сварных соединений стали ЭП517 со сплавом 36НХТЮ смещение электронного пучка в сторону сплава 36НХТЮ позволит увеличить содержание титана и алюминия, тем самым повысив влияние дисперсионного механизма упрочнения при старении, а смещение в сторону стали ЭП517 может позволить повысить твердость шва за счет формирования аустенитно-мартенситной структуры.
В научной литературе недостаточно внимания уделяется влиянию смещения электронного пучка относительно стыка на механические свойства разнородных сварных соединений стали ЭП517 со сплавом 36НХТЮ, хотя очевидно, что с увеличением смещения пучка в сторону сплава 36НХТЮ концентрация элементов, образующих упрочняющие фазы при последующей термической обработке старением, увеличивается. Поэтому целью данной работы является установление зависимости твердости металла шва разнородного сварного соединения указанных материалов в зависимости от степени проплавления каждого из них.
Таблица 1
Химический состав свариваемых материалов
Марка материала Элемент, мас. %
C Si Mn Cr Ni Mo V W Nb Ti Al P S N
ЭП517 ТУ 14-1 -2902-80 0,130,18 <0,5 <0,5 11,012,5 1,72,1 1,351,65 0,180,3 0,651,0 0,20,35 - - <0,03 <0,01 5 0,020,08
36НХТЮ ГОСТ 10994-74 <0,05 0,30,7 0,81,2 11,513 3537 - - - - 2,73,2 0,91,2 <0,02 <0,02 -
Таблица 2
Механические свойства свариваемых материалов
Электронно-лучевую сварку двух пластин из стали ЭП517 и сплава 36НХТЮ толщиной 6 мм проводили на установке АЭЛТК-344-12 при следующих параметрах режима: ускоряющее напряжение - 60 кВ, ток луча - 15 мА, скорость сварки -10 м/ч (2,78 мм/с), давление в рабочей камере -10-4 Па. Изменение степени проплавления разнородных материалов обеспечивали переменным смещением электронного пучка относительно стыка в сторону сплава 36НХТЮ на величину от -0,8 мм до 0,8 мм (рис. 1, а). Для получения участков сварных швов, состоящих полностью из стали ЭП517 или из сплава 36НХТЮ, в начале шва электронный пучок смещали на 5 мм в сторону ЭП517 на длине 10 мм, а конце шва - в сторону 36НХТЮ (см. рис. 1, а). После сварки образец сварного соединения распилили на 22 участка (рис. 1, б), каждый из которых имел различный химический состав металла шва из-за различной степени проплавления: от 0 до 100 % доли участия сплава 36НХТЮ. Затем все образцы поделили на две группы: с нечетными и четными порядковыми номерами. Нечетные образцы исследовали сразу после сварки, а четные - после термической обработки старением.
Для образцов под нечетными номерами осуществлялся анализ химического состава металла шва, а именно содержания алюминия и титана, с использованием атомно-эмиссионного спектрометра с лазерным возбуждением LAES Matrix.
В каждом из полученных сечений сварного шва рассчитывали степень проплавления путем измерения площади проплавления каждого из свариваемых материалов на микрошлифах. Микрошлифы изготавливали механической шлифовкой и полировкой. Для выявления линий сплавления сварного соединения полированную поверхность травили царской водой - смесью соляной и азотной кислот в соотношении HCl:HNO3=3:1 по объему.
Измерение твердости по методу Виккерса проводили на всех исследуемых сечениях в шести точках металла шва (три измерения в вершине, три - в средней части) с нагрузкой 5 кгс и временем выдержки 10 с.
Образцы под четными номерами подвергали старению при температуре 650 °С и с суммарным временем выдержки 3 и 24 ч. После каждого из этапов термической обработки поверхности образцов механически обрабатывались для проведения металлографических исследований и измерения твердости.
Исследование микро- и макроструктуры сварных соединений проводили на микроскопе Zeiss Observer Z1m с программным обеспечением AxioVision, позволяющим получать панорамные снимки и проводить изменения линейных размеров и площадей.
Результаты и их обсуждение
Основную роль в образовании упрочняющих фаз в металле шва при термической обработке разнородных сварных соединений стали ЭП517 и сплава 36НХТЮ играют титан и алюминий. В табл. 3 представлены значения степени проплав-ления и содержание титана и алюминия в металле шва для нечетных образцов в соответствии с величиной смещения электронного пучка в сторону сплава 36НХТЮ в процессе сварки.
Материал ств, МПа ст0 2, МПа S5, %
Сталь ЭП 517 [51 987 797 7
Сплав 36НХТЮ [5] 1237 990 10
Методика исследования
б
Рис. 1. Внешний вид разнородного сварного соединения: а - после сварки; б - после разрезки
Полученные данные представлены на рис. 2 в виде зависимости процентного содержания алюминия, титана, а также их суммарного содержания в металле шва от величины смещения пучка относительно стыка.
Величина смещения пучка оценивалась по величине отклонения корня шва от стыка. Фактическое значение смещения находилось в диапазоне от -1 до 0,6 мм, такое отличие от заданных значений можно связать с отклонением магнитным полем и возможной неточностью сборки стыка.
Таблица 3
Содержание алюминия и титана в нечетных образцах в зависимости от величины смещения пучка относительно стыка и степени проплавления сплава 36НХТЮ
0,5 ---"-----
0,0 -±---------
-1,2 -1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 Величина смещения, мм
Рис. 2. Содержание легирующих элементов в зависимости от величины смещения
На рис. 3 представлены панорамы сварных соединений с различной степенью проплавления сплава 36НХТЮ после старения с временем выдержки 24 ч. Практически во всех полученных разнородных сварных соединениях наблюдается асимметрия формы шва, связанная с различием теплофизических свойств свариваемых металлов. Также наблюдается отклонение оси шва от стыка в сторону сплава 36НХТЮ. Это можно объяснить остаточным магнитным полем, а также магнитным
полем токов, индуцированных термоЭДС в условиях сварки разнородных материалов.
Очевидно, при увеличении смещения относительно стыка повышается вероятность образования технологического непровара. Так, при смещении электронного луча на 0,8 мм в сторону стали ЭП517 наблюдается непровар почти по всей глубине шва. Величина допустимого смещения зависит от формы и размеров шва, точности и стабильности системы перемещения, величины остаточного магнитного поля, точности системы наведения и допусков на геометрические размеры свариваемых изделий. Таким образом, величина допустимого отклонения должна рассчитываться для каждой конкретной технологической операции.
В данном случае формирование шва на всю глубину обеспечивается при степенях проплавле-ния сплава 36НХТЮ примерно от 30 до 75 %.
Результаты измерений твердости металла шва для каждой из рассматриваемой степени проплав-ления до и после термической обработки старением представлены на рис. 4. Крайние точки указывают на твердость металла шва стали ЭП517 и сплава 36НХТЮ в отдельности.
После сварки максимальной твердостью обладает металл шва из стали ЭП517 (см. рис. 4), что объясняется формированием мартенситной структуры. По мере увеличения степени проплавления сплава 36НХТЮ твердость шва уменьшается из-за увеличения доли аустенита. При достижении степени проплавления около 30 % твердость стабилизируется на минимальном значении (около 160 НУ) и почти не изменяется до степени про-плавления около 60 %, что связано с образованием аустенитной структуры шва с незначительной пресыщенностью твердого раствора. Далее по мере увеличения степени проплавления наблюдается некоторый рост твердости вплоть до 200 НУ для металла шва, состоящего полностью из сплава 36НХТЮ. Это может быть связано с твердорас-творным упрочнением за счет повышения содержания никеля и степени пересыщенности твердого раствора алюминием и титаном.
При степенях проплавления сплава 36НХТЮ до 30 % в процессе старения происходит значительное снижение твердости из-за распада мартен-ситной структуры. Упрочнение аустенитной структуры при старении возможно за счет дисперсионного твердения, однако, при степени проплавления сплава 36НХТЮ около 30-40 % твердость после старения практически не изменяется по сравнению с состоянием после сварки. Это связано с низким содержанием титана и алюминия, способных образовывать упрочняющие фазы.
Номер образца Смещение пучка, мм Степень проплавления, % 36НХТЮ Химический элемент, %
Al Ti L(Al, Ti)
1 - 0 0,02 0,01 0,04
3 -1,00 16,3 0,30 0,80 1,10
5 -0,80 26,5 0,45 1,17 1,62
7 -0,59 32,1 0,54 1,39 1,93
9 -0,39 39,9 0,58 1,65 2,23
11 -0,19 48,5 0,62 1,71 2,33
13 0,01 54,1 0,77 2,08 2,85
15 0,21 63,8 0,89 2,34 3,23
17 0,41 71,4 0,81 2,34 3,15
19 0,61 79,7 0,96 2,66 3,62
21 - 100,0 1,08 3,15 4,23
По мере увеличения степени проплавления сплава 36НХТЮ твердость закономерно возрастает благодаря дисперсионному упрочнению пересыщенного твердого раствора. Наиболее высокой твердостью после старения при температуре нагрева 650 °С и времени выдержки 24 ч обладает шов, полностью состоящий из сплава 36НХТЮ.
0 20 40 60 80 100
Степень проплавления, % 36НХТЮ
Рис. 4. Зависимость твердости металла шва от степени проплавления при различных режимах термообработки
На рис. 5 представлены фотографии микроструктур средней части металла шва в зависимости от степени проплавления и суммарного содержания основных легирующих элементов, образующих упрочняющие фазы. Как видно из данных рис. 5, при степенях проплавления >60 % 36НХТЮ появляются темные зоны, предположительно соответ-
ствующие областям выделения упрочняющих фаз по прерывистому механизму. С точки зрения прочности очевидно, что чем выше степень про-плавления сплава 36НХТЮ, тем выше прочность металла шва. В то же время увеличение степени проплавления более 75 %% 36НХТЮ может приводить к образованию технологического непровара. В то же время с учетом того, что конструкция образована разнородными материалами, достаточно повысить прочность металла шва до уровня стали ЭП517 как менее прочного материала. С этой точки зрения достаточно обеспечить степень проплавления сплава 36НХТЮ выше 60 %. Таким образом, для обеспечения равнопрочности сварной конструкции оптимальной степенью проплавления сплава 36НХТЮ можно считать диапазон 60-70 %, что соответствует смещению для данного режима на величину 0,2-0,4 мм в сторону сплава 36НХТЮ и содержанию алюминия и титана в металле шва около 0,9 и 2,3 % соответственно.
Данные результаты согласуются с экспериментальными данными работ [18; 28], где увеличение степени проплавления сплава 36НХТЮ до 60 % позволило получить равнопрочные сварные соединения, которые разрушались при испытаниях растяжением по стали ЭП517. В то же время, стоит отметить, что в данной работе в целях получения однородной структуры использовалась низкая скорость сварки, что привело к получению довольно широких для ЭЛС швов.
в г
Рис. 5. Микроструктура средней части металла шва после 24 ч старения с различными степенями проплавления сплава 36НХТЮ, 200х: а - 49,9 %; б - 64,5 %; в - 72,9 %; г - 80,2 %
Увеличение скорости сварки даже до 30 м/ч существенно уменьшит ширину шва и, соответственно, величину отклонения, обеспечивающую степень проплавления сплава 36НХТЮ в 60-70 %.
Так, в работе [18] показано, что при скорости сварки 30 м/ч для получения степени проплавления сплава 36НХТЮ в 60 % достаточно отклонения на 0,1 мм. С учетом ряда факторов, снижающих точность отклонения пучка от стыка, получение стабильной степени проплавления сплава 36НХТЮ становится нетривиальной задачей. Поэтому при получении разнородных сварных соединений стали ЭП517 с сплавом 36НХТЮ важно контролировать реальную степень проплавления по всей длине шва путем определения химического состава или твердости шва. Для повышения стабильности степени проплавления необходимо тщательно размагничивать детали, обеспечивать высокую механическую точность системы перемещения, точную сборку сварной конструкции и стабильность энергетических и пространственных параметров электронного пучка.
Заключение
Увеличение степени проплавления сплава 36НХТЮ с 50 до 60 % в разнородных сварных соединениях стали ЭП517 со сплавом 36НХТЮ при-
водит к повышению твердости металла шва после термической обработки старением с 250 до 300 НУ5 за счет увеличения доли титана и алюминия, образующих интерметаллидные упрочняющие фазы. При этом уровень твердости соответствует твердости стали ЭП517 и позволяет обеспечить равнопрочность сварного соединения.
Получение равнопрочных соединений при низкой вероятности появления дефектов типа не-проваров обеспечивается при степени проплавле-нии сплава 36НХТЮ в диапазоне 60-70 %, при этом содержание алюминия и титана в металле шва составляет 0,9 и 2,3 % соответственно.
Библиографический список
1. Беспалов В.Я., Котеленец Н.Ф. Электрические машины. - М.: Академия, 2006. - 316 с.
2. Создание сварных комбинированных конструкций в энергетике. Часть 1: Физические процессы при сварке разнородных металлов: учебное пособие / В.К. Драгунов,
A.Л. Гончаров, Е.В. Терентьев, А.Ю. Марченков; под ред.
B.К. Драгунова. - М.: Вече, 2015. - 176 с.
3. Повышение конструкционной прочности разнородных сварных соединений сплава 36НХТЮ и стали ЭП517 за счет оптимизации геометрических параметров шва / Е.В. Терентьев, А.Ю. Марченков, А.П. Слива, А. Л. Гончаров // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета.
Машиностроение, материаловедение. - 2018. - Т. 20, № 3. - С. 63-72. DOI 10.15593/2224-9877/2018.3.08.
4. Применение эффекта контактного упрочнения для повышения прочности сварного соединения стали ЭП517 со сплавом 36НХТЮ / Е.В. Терентьев, А.Ю. Мар-ченков, А. Л. Гончаров, А.П. Слива // Деформация и разрушение материалов. - 2019. - № 2. - С. 30-35.
5. Шахматов М.В., Ерофеев В.В., Коваленко В.В. Технология изготовления и расчета сварных оболочек. -Уфа: Полиграфкомбинат, 1999. - 272 с.
6. Влияние степени механической неоднородности на статическую прочность сварных соединений / О.А. Бакши, В.В. Ерофеев, Ю.И. Анисимов, М.В. Шахматов, С.И. Ярославцев // Сварочное производство. -1983. - № 4. - С. 1.
7. Дильман В.Л., Остсемин А.А., Ерошкина Т.В. Прочность механически неоднородных сварных соединений стержней арматуры // Вестник машиностроения. -2008. - № 9. - С. 13-16
8. Дильман В.Л., Остсемин А.А. Напряженное состояние и статическая прочность пластичной прослойки при плоской деформации // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2005. - № 4. - С. 38-48.
9. Айметов С.Ф., Айметов Ф.Г. Прочность стыковых сварных соединений, ослабленных мягкой прослойкой, при действии изгибающей нагрузки // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Металлургия. - 2015. - Т. 15, № 1. - С. 107-112.
10. Оценка возможности использования эффекта контактного упрочнения в сварных соединениях высокопрочных низколегированных сталей / А. В. Ильин, И. Г. Карпов, Д. А. Кащенко, А. А. Соболев // Сварочное производство. - 2020. - № 12. - С. 3-11. - EDN MCPMAC.
11. Ямилев М.З., Тигулев Е.А., Распопов А.А. Оценка степени контактного упрочнения сварных соединений трубных сталей // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. -2020. - Т. 10, № 3. - С. 252-262. DOI 10.28999/25419595-2020-10-3-252-262. - EDN YPZSVD.
12. Ерофеев В.В., Игнатьев А.Г. Обоснование режимов электронно-лучевой сварки изделий оболочкового типа из нагартованных сплавов АМг6Н и АМг6НПП // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. - 2015. - Т. 15, № 4. -С. 53-61. DOI 10.14529/engin150406. - EDN VAVXQN.
13. Обеспечение прочности сварных соединений при лазерной сварке жаропрочного дисперсионно-твердеющего никелевого сплава ЭП693 / Д.А. Баранов, С.С. Жаткин, В.И. Никитин [и др.] // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2021. -Т. 27, № 3. - С. 57-65. DOI 10.17073/0021-3438-2021-357-65. - EDN ZKRKCU.
14. Исследование структуры, фазового состава, физико-механических свойств, а также оптимизация процессов термической обработки литейного жаропрочного никелевого сплава ХН67МВТЮ (ЭП202) методом математического моделирования / В. Н. Гадалов, В.Р. Петренко, Е.А. Филатов [и др.] // Справочник. Инженерный журнал. - 2021. - № 2(287). - С. 3-10. DOI 10.14489/hb.2021.02.pp.003-010. - EDN NCBZFC.
15. Исследование микроструктуры и механических свойств сварных соединений стареющего сплава / А.З. Исагулов, Б.К. Ахметжанов, К.Б. Ахметжанова [и др.] // Труды университета. - 2016. - № 3(64). -С. 35-38. - EDN YIASNB.
16. Influence of thermal aging modes on mechanical properties of steel welded joint 03N18K9M5T / Y.V. San-talova, E.V. Terentyev, A.Y. Marchenkov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. - 2022. - Vol. 2275(1). -P. 012008. - DOI: 10.1088/1742-6596/2275/1/012008.
17. Heat treatment mode optimization of dissimilar weld joints of EP517 steel to 36NKhTYu alloy / E.V. Terentyev, A.Y. Marchenkov, A.L. Goncharov [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering: 3rd International Biannual Conference "Electron Beam Welding and Related Technologies, EBW 2019", Moscow. - Moscow: Institute of Physics Publishing, 2020. - P. 012024. DOI 10.1088/1757-899X/759/1/012024. - EDN NILAQD.
18. Influence of the welding parameters on the weld metal mechanical heterogeneity of EP517 (Fe12Cr2NiMoWVNb) steel and 36NKhTYu (Fe36Ni12Cr3TiAl) alloy dissimilar welded joints / K.T. Borodavkina, E.V. Terentyev, A.P. Sliva [et al.] // Journal of Physics: Conference Series: 10, St. Petersburg. - St. Petersburg, 2021. - P. 012001. DOI 10.1088/17426596/2077/1/012001.
19. Malikov A.G., Orishich A.M., Vitoshkin I.E., Karpov E.V., Ancharov A.I. 2020 Laser welding of dissimilar materials based on VT20 titanium and V-1461 aluminum alloys // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. - 202. - Vol. 61(2). - P. 307-317.
20. Dragunov V.K., Goncharov A.L., Portnov M.A. Effect of the electron beam welding conditions on the structure and mechanical properties of welded joints in an austen-itic steel with bronzes in the manufacture of power engineering structures // Welding International. - 2017. -Vol. 31(7). - P. 554-560.
21. Лазерная сварка разнородных материалов на основе титанового сплава ВТ20 и алюминиевого сплава В-1461 / А.Г. Маликов, А.М. Оришич, И.Е. Витошкин [и др.] // Прикладная механика и техническая физика. -2020. - Т. 61, № 2(360). - С. 175-186. DOI 10.15372/PMTF20200218. - EDN WZHFLL.
22. Ольшанская Т.В. Особенности кристаллизации сварных швов из разнородных материалов при электронно-лучевой сварке на примере высокохромистой стали с бронзой // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. - 2014. - Т. 16, № 3. - С. 43-53. - EDN STABSX.
23. Особенности электронно-лучевой сварки жаропрочных сплавов ЭИ698-ВД и ЭП718-ИД со сталью 45 / Е.Н. Каблов, В.В. Антипов, А.В. Свиридов, М.С. Грибков // Труды ВИАМ. - 2020. - № 9(91). - С. 3-14. DOI 10.18577/2307-6046-2020-0-9-3-14. - EDN YROJJD.
24. Особенности процесса лазерной сварки разнородных материалов на железной и медно-никелевой основе / Ф.И. Пантелеенко, О.Г. Девойно, А.С. Лапков-ский, Н.И. Луцко // Наука и техника. - 2014. - № 1. -С. 7-11. - EDN RYLMSR.
25. Analysis of differentlaser welding processes for joining hardmetals to steel / R.M. Miranda, L. Quintino,
A. Costa, J.C.P. Pina, T. Rosa, P.Catarino, J.P. Rodrigues // Weld. World. - 2008. - Vol. 52. - P. 42-51.
26. Ситников И.В., Саломатова Е.С. Электроннолучевая сварка с применением присадочных материалов // Техника и технологии машиностроения: материалы V Международной студенческой научно-практической конференции, Омск, 04-10 апреля 2016 года / Омский государственный технический университет. - Омск: Омский государственный технический университет. -Омск, 2016. - С. 313-318. - EDN WXNVGT.
27. Исследование влияния режимов электроннолучевой сварки на геометрические особенности формы, микроструктуру и твердость материала сварных швов из высокопрочного бейнитного чугуна / А. А. Бакиновский, И.Г. Олешук, А.Д. Губко, А.А. Бурин // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сборник научных трудов.- Минск: Государственное научное учреждение «Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси», 2020. - Кн. 2. -С. 32-40. - EDN GHKQDE.
28. Повышение прочности разнородных сварных соединений сплава 36НХТЮ и стали ЭП517 за счет контактного упрочнения / Е.В. Терентьев, В.К. Драгунов, А.П. Слива [и др.] // Сварочное производство. - 2021. -№ 12. - С. 9-16. - EDN LCKRPD.
References
1. Bespalov V.Ia., Kotelenets N.F. Elektricheskie mashiny [Electrical machines]. Moscow: Akademiia, 2006, 316 p.
2. Dragunov V.K., Goncharov A.L., Terent'ev E.V., Marchenkov A.Iu. Sozdanie svarnykh kombinirovannykh kon-struktsii v energetike. Chast' 1: Fizicheskie protsessy pri svarke raznorodnykh metallov: uchebnoe posobie [Creation of welded combined structures in power engineering. Part 1: Physical processes in welding dissimilar metals]. Ed. V.K. Dragunova. Moscow: Veche, 2015, 176 p.
3. Terent'ev E.V., Marchenkov A.Iu., Sliva A.P., Goncharov A.L. Povyshenie konstruktsionnoi prochnosti raz-norodnykh svarnykh soedinenii splava 36NKhTIu i stali EP517 za schet optimizatsii geometricheskikh parametrov shva [Increasing structural strength of dissimilar welded joints of 36NiCrTiAl alloy and EP517 steel by optimizing the geometric parameters of the weld]. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Mashinostroenie, materialovedenie, 2018, vol. 20, no. 3, pp. 63-72. DOI 10.15593/2224-9877/2018.3.08.
4. Terent'ev E.V., Marchenkov A.Iu., Goncharov A.L., Sliva A.P. Primenenie effekta kontaktnogo uprochneniia dlia povysheniia prochnosti svarnogo soedineniia stali EP517 so splavom 36NKhTIu [Application of contact hardening effect to increase strength of welded joints of EP517 steel with 36NiCrTiAl alloy]. Deformatsiia i razrushenie materialov, 2019, no. 2, pp. 30-35.
5. Shakhmatov M.V., Erofeev V.V., Kovalenko V.V. Tekhnologiia izgotovleniia i rascheta svarnykh obolochek [Technology for manufacturing and calculation of welded shells]. Ufa: Poligrafkombinat, 1999, 272 p.
6. Bakshi O.A., Erofeev V.V., Anisimov Iu.I., Shakhmatov M.V., Iaroslavtsev S.I. Vliianie stepeni mekhanicheskoi neodnorodnosti na staticheskuiu prochnost' svarnykh soedinenii [Influence of the degree of mechanical
heterogeneity on the static strength of welded joints]. Svarochnoe proizvodstvo, 1983, no. 4, p. 1.
7. Dil'man V.L., Ostsemin A.A., Eroshkina T.V. Prochnost' mekhanicheski neodnorodnykh svarnykh soedinenii sterzhnei armatury [Strength of mechanically heterogeneous welded joints of reinforcing bars]. Vestnik mashinostroeniia, 2008, no. 9, pp. 13-16
8. Dil'man V.L., Ostsemin A.A. Napriazhennoe sostoianie i staticheskaia prochnost' plastichnoi pro-sloiki pri ploskoi deformatsii [Stress state and static strength of a plastic layer under planar deformation]. Problemy mashinostroeniia i nadezhnosti mashin, 2005, no. 4, pp. 38-48.
9. Aimetov S.F., Aimetov F.G. Prochnost' sty-kovykh svarnykh soedinenii, oslablennykh miagkoi pro-sloikoi, pri deistvii izgibaiushchei nagruzki [Strength of butt welded joints weakened by a soft layer under bending load]. Vestnik Iuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Metallurgiia, 2015, vol. 15, no. 1, pp. 107-112.
10. Il'in A.V., Karpov I.G., Kashchenko D.A., Sobolev A.A. Otsenka vozmozhnosti ispol'zovaniia effekta kontaktnogo uprochneniia v svarnykh soedineniiakh vyso-koprochnykh nizkolegirovannykh stalei [Evaluation of the possibility of using the contact hardening effect in welded joints of high-strength low-alloy steels]. Svarochnoe proizvodstvo, 2020, no. 12, pp. 3-11.
11. Iamilev M.Z., Tigulev E.A., Raspopov A.A. Otsenka stepeni kontaktnogo uprochneniia svarnykh so-edinenii trubnykh stalei [Assessment of the degree of contact hardening of welded joints of pipe steels]. Nauka i tekhnologii trubo-provodnogo transporta nefti i nefteproduktov, 2020, vol. 10, no. 3, pp. 252-262. DOI 10.28999/2541-9595-2020-10-3-252-262.
12. Erofeev V.V., Ignat'ev A.G. Obosnovanie rezhimov elektronno-luchevoi svarki izdelii oboloch-kovogo tipa iz nagartovannykh splavov AMg6N i AMg6NPP [Justification of electron-beam welding modes for shell-type products made of hardened AMg6H and AMg6NPP alloys]. Vestnik Iuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriia: Mashinostroenie, 2015, vol. 15, no. 4, pp. 53-61. DOI 10.14529/engin150406.
13. Baranov D.A., Zhatkin S.S., Nikitin V.I. et al. Obespechenie prochnosti svarnykh soedinenii pri lazernoi svarke zharoprochnogo dispersionno-tverdeiushchego nikelevogo splava EP693 [Ensuring the strength of welded joints during laser welding of heat-resistant dispersion-hardening nickel alloy EP693]. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Tsvetnaia metallurgiia, 2021, vol. 27, no. 3, pp. 57-65. DOI 10.17073/0021-3438-2021-3-57-65.
14. Gadalov V.N., Petrenko V.R., Filatov E.A. et al. Issledovanie struktury, fazovogo sostava, fiziko-mekhani-cheskikh svoistv, a takzhe optimizatsiia protsessov termicheskoi obrabotki liteinogo zharoprochnogo nikelevogo splava KhN67MVTIu (EP202) metodom matematicheskogo modelirovaniia [Study of structure, phase composition, physical and mechanical properties and optimization of heat treatment processes of cast heat-resistant nickel-alloy KhN67MVTU (EP202) by method of mathematical modeling]. Spravochnik. Inzhenernyi zhurnal, 2021, no. 2(287), pp. 3-10. DOI 10.14489/hb.2021.02.pp.003-010.
15. Isagulov A.Z., Akhmetzhanov B.K., Akhmetzha-nova K.B. et al. Issledovanie mikrostruktury i mekhaniche-skikh svoistv svarnykh soedinenii stareiushchego splava
[Study of micro structure and mechanical properties of welded joints of an aging alloy]. Trudy universiteta, 2016, 3(64), pp. 35-38.
16. Santalova Y.V., Terentyev E.V., Marchenkov A.Y. et al. Influence of thermal aging modes on mechani-cal properties of steel welded joint 03N18K9M5T. Journal of Physics: Conference Series, 2022, vol. 2275(1), pp. 012008. DOI: 10.1088/1742-6596/2275/1/012008.
17. Terentyev E.V., Marchenkov A.Y., Goncharov A.L. et al. Heat treatment mode optimization of dissimilar weld joints of EP517 steel to 36NKhTYu alloy. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering: 3rd International Biannual Conference "Electron Beam Welding and Related Technologies, EBW 2019", Moscow. Moscow: Institute of Physics Publishing, 2020, pp. 012024. DOI 10.1088/1757-899X/759/1/012024.
18. Borodavkina K.T., Terentyev E.V., Sliva A.P. et al. Influence of the welding parameters on the weld metal mechanical heterogeneity of EP517 (Fe12Cr2NiMoWVNb) steel and 36NKhTYu (Fe36Ni12Cr3TiAl) alloy dissimilar welded joints. Journal of Physics: Conference Series: 10, Saint-Petersburg, 2021, p. 012001. DOI 10.1088/17426596/2077/1/012001.
19. Malikov A.G., Orishich A.M., Vitoshkin I.E., Karpov E.V., Ancharov A.I. Laser welding of dissim-ilar materials based on VT20 titanium and V-1461 aluminum alloys. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2020, vol. 61(2), pp. 307-317.
20. Dragunov V.K., Goncharov A.L., Portnov M.A. Effect of the electron beam welding conditions on the structure and mechanical properties of welded joints in an austenitic steel with bronzes in the manufacture of power engineering structures. Welding International, 2017, vol. 31(7), pp. 554-560.
21. Malikov A.G., Orishich A.M., Vitoshkin I.E. et al. Lazernaia svarka raznorodnykh materialov na osnove titanovogo splava VT20 i aliuminievogo splava V-1461 [Laser welding of dissimilar materials based on titanium alloy VT20 and aluminum alloy B-1461]. Prikladnaia mekhanika i tekhnicheskaia fizika, 2020, vol. 61, no. 2(360), pp. 175-186. DOI 10.15372/PMTF20200218.
22. Ol'shanskaia T.V. Osobennosti kristallizatsii svarnykh shvov iz raznorodnykh materialov pri elektronno-luchevoi svarke na primere vysokokhromi-stoi stali s bronzoi [Peculiarities of crystallization of electron-beam welding welds of dissimilar materials by the example of high-chromium steel with bronze]. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledo-vatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Mashinostroenie, materialovedenie, 2014, vol. 16, no. 3, pp. 43-53.
23. Kablov E.N., Antipov V.V., Sviridov A.V., Gribkov M.S. Osobennosti elektronno-luchevoi svarki zha-roprochnykh splavov EI698-VD i EP718-ID so stal'iu 45 [Peculiarities of electron-beam welding of EI698-VD and EP718-ID heat-resistant alloys with steel 45]. Trudy VIAM, 2020, no. 9(91), pp. 3-14. DOI 10.18577/2307-6046-2020-09-3-14.
24. Panteleenko F.I., Devoino O.G., Lapkovskii A.S., Lutsko N.I. Osobennosti protsessa lazernoi svarki raz-norodnykh materialov na zheleznoi i medno-nikelevoi osnove [Peculiarities of the laser welding process of heterogeneous materials on iron and copper-nickel base]. Nauka i tekhnika, 2014, no. 1, pp. 7-11.
25. Miranda R.M., Quintino L., Costa, Pina J.C.P., Rosa T., Catarino P., Rodrigues J.P. Analysis of differentlaser welding processes for joining hardmetals to steel. Weld. World, 2008, vol. 52, pp. 42-51.
26. Sitnikov I.V., Salomatova E.S. Elektronno-luchevaia svarka s primeneniem prisadochnykh materialov [Electron-beam welding with filler materials]. Tekhnika i tekhnologii mashinostroeniia: materialy V Mezhdunarodnoi studencheskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Omsk, 04-10 aprelia 2016 goda. Omskii gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet, 2016, pp. 313-318.
27. Bakinovskii A.A., Oleshuk I.G., Gubko A.D., Burin A.A. Issledovanie vliianiia rezhimov elektronno-luchevoi svarki na geometricheskie osobennosti formy, mikrostrukturu i tverdost' materiala svarnykh shvov iz vysokoprochnogo beinitnogo chuguna [Study of influence of electron-beam welding modes on geometric features of shape, microstructure and material hardness of high-strength bainite iron welds]. Sovremennye metody i tekhnologii sozdaniia i obrabotki materialov: sbornik nauchnykh trudov. Minsk: Gosudarstvennoe nauchnoe uchrezhdenie «Fiziko-tekhnicheskii institut Natsional'noi akademii naukBelarusi», 2020, Part 2, pp. 32-40.
28. Terent'ev E.V., Dragunov V.K., Sliva A.P. et al. Povyshenie prochnosti raznorodnykh svarnykh soedinenii splava 36NKhTIu i stali EP517 za schet kontaktnogo uprochneniia [Increasing the strength of dissimilar welded joints of 36NKhTU alloy and EP517 steel through contact hardening]. Svarochnoeproizvodstvo, 2021, no. 12, pp. 9-16.
Поступила: 12.04.2023
Одобрена: 24.04.2023
Принята к публикации: 03.05.2023
Об авторах
Бородавкина Ксения Тимуровна (Москва, Россия) - аспирант, инженер I кат. кафедры технологии металлов НИУ «МЭИ» (Россия, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, стр.1, e-mail: [email protected]).
Терентьев Егор Валериевич (Москва, Россия) -кандидат технических наук, доцент кафедры технологии металлов НИУ «МЭИ» (Россия, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, стр.1, e-mail: [email protected]).
Слива Андрей Петрович (Москва, Россия) - кандидат технических наук, доцент кафедры технологии металлов НИУ «МЭИ» (Россия, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, стр.1, e-mail: [email protected]).
Гончаров Алексей Леонидович (Москва, Россия) -кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой технологии металлов НИУ «МЭИ» (Россия, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, стр.1, e-mail: [email protected]).
Козырев Харитон Максимович (Москва, Россия) -магистр, техник кафедры технологии металлов НИУ «МЭИ» (Россия, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, стр.1, e-mail: [email protected]).
About the authors
Ksenia T. Borodavkina (Moscow, Russian Federation) -Ph.D. student, Engineer, Department of Metal Technologies, National Research University "Moscow Power Engineering
Institute"(111250, 14, Krasnokazaimennai sir., Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected]).
Egor V. Terentyev (Moscow, Russian Federation) -Ph.D. in Technical Sciences, Ass. Professor, Department of Metal Technologies, National Research University "Moscow Power Engineering Institute"(111250, 14, Krasnokazarmennai str., Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected]).
Andrey P. Sliva (Moscow, Russian Federation) -Ph.D. in Technical Sciences, Ass. Professor, Department of Metal Technologies, National Research University "Moscow Power Engineering Institute"(111250, 14, Krasnokazarmennai str., Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected]).
Alexey L. Goncharov (Moscow, Russian Federation) -Ph.D. in Technical Sciences, Head of the Department of Metal Technologies, National Research University
"Moscow Power Engineering Institute"(111250, 14, Krasnokazarmennai str., Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected]).
Khariton M. Kozyrev (Moscow, Russian Federation) -Bachelor of Technical Sciences, Technician, Department of Metal Technologies, National Research University "Moscow Power Engineering Institute"(111250, 14, Krasnokazarmennai str., Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected]).
Финансирование. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант №22-79-10338).
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад всех авторов равноценен.
