CC BY
13XVII Всероссийская с международным участием школа - семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова
ВЛИЯНИЯ УДАРНО-ВОЛНОВЫХ НАГРУЗОК И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕДЕЛОВ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНООПАСТНЫХ ЗОН КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЛИСТОВ
БИМЕТАЛЛА
Ноняк Д.В. аспирант, Первухина О.Л.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук, Черноголовка, nonyak@bk.ru
DOI: 10.24411/9999-004A-2019-10018
Нахождение оптимальных режимов технологического цикла производства биметалла сваркой взрывом является актуальной и фундаментальной задачей в этой области науки, поскольку на данный момент не существует истинных режимов термической обработки, холодной правки для биметаллов, произведенных сваркой взрывом.
Основная задача термической обработки после сварки взрывом биметаллических плит - снизить уровень остаточных напряжений в зоне соединения, чтобы обеспечить достаточную пластичность для механической холодной правки плит без образования трещин и разрушений [1]. При этом температура нагрева должна быть ниже температуры начала роста в соединении интерметаллидов, снижающих прочность соединения слоёв [2]. В настоящей работе представлены результаты исследования влияния режима термической обработки крупногабаритного биметалла ВТ1-0+09Г2С размерами 60(55+5)х2600х3406 мм, которая заключается в нагреве 460 ± 20°С, выдержке 33,5 часа, охлаждении с печью до 200-300°С. Стоит отметить, что данный режим термической обработки (ТО) был предложен взамен общепринятому производителями биметалла сваркой взрывом режиму ТО: нагрев 520 ± 20°С, выдержка 2 часа, охлаждение на воздухе. Выдвинутое предложение основано на том, что при нагреве биметалла «сталь-титан» до температур свыше 500°С происходит снятие наклёпа от сварки взрывом. Однако при охлаждении в композициях возникает новое поле остаточных напряжений, вызванное различием коэффициентов линейного расширения, в стали - растяжения, в титане - сжатия. Это приводит к возникновению неравномерной выпуклости биметалла. Наличие «сильных» деформаций после термической обработки повышает трудоемкость холодной правки, что проводит к удорожанию биметалла.
Предложенный режим термической обработки (нагрев 460 ± 20 °С, выдержка 3-3,5 часа, охлаждение с печью до 200-300 °С) позволяет устранить
63
XVII Всероссийская с международным участием школа - семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова
недостатки общепринятого режима термической обработки, т.е получать биметалл с минимальными деформациями после термической обработки. Данный факт подтверждается расчетными значениями максимальных напряжений [3], возникающих вблизи границы соединения, которые показывают, что, нагрев до 520°С приводит к большим значениям термических напряжений по сравнению с 460°С (527 МПа при 500 °С; 468 МПа при 400 °С).
Для проверки эффективности предложенного режима использована методика исследования эволюции напряженно-деформированного состояния неразрушающим методом магнитной памяти. Это позволило впервые выявить закономерности влияния ударно-волновых нагрузок и технологических переделов (термообработка, пластические деформации) на изменения уровня НДС крупногабаритного биметалла, произведенного сваркой взрывом.
Список литературы:
1. Распределение внутренних напряжений в биметалле сталь 22К+ +08Х18Н10Т, полученном сваркой взрывом / Л.Б. Первухин, В.А. Мальцев, Ю.А. Конон, Б.Д. Цемахович, А. Д. Чудновский//Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. № 11. С. 28-32.
2. Покатаев Е. П, Седых В.С., Гончаров А.Ф. Основные закономерности образования остаточных напряжений в биметаллических и многослойных соединениях, полученных сваркой взрывом//Сварочное производство. 1981№4. с.10-12.
3. Куликов Ю.А., Мерзлякова О.С. Напряженно-деформированное состояние термобиметаллических элементов// Фундаментальные исследования. - 2007.
- № 9 - С. 70-71
