Запропоновано нову методику дослідження водневого окрихчення (ВО) сталей, яка базується на використанні фізично обгрунтованого кількісного критерію оборотного впливу водню. Цей критерій визначається із співвідношення між величинами дійсного напруження руйнування металу в наводненому і початковому станах. Методика передбачає використовування стандартних циліндричних зразків, які деформуються одновісним розтягом у визначеному інтервалі температури. Для ілюстрації можливостей нової методики подано результати експериментів з ВО сталі 09Г2С.

Обобщены результаты исследований процессов взаимодействия металла с газами при дуговой сварке. Рассмотрены вопросы термодинамики и кинетики процессов абсорбции газов, растворимости газов в железоуглеродистых сплавах в зависимости от температуры и состава, а также особенности взаимодействия низкотемпературной плазмы, содержащей водород и азот. Проанализировано влияние металлургических и технологических факторов, условий кристаллизации сварочной ванны на содержание газа в металле сварных швов. Осуществлено математическое моделирование процессов поглощения газов. Показана роль газов в образовании пористости швов при сварке покрытыми электродами и порошковыми проволоками. Предложены методы управления абсорбцией и десорбцией газов и предупреждения пористости. Описан механизм образования индуцированных водородом холодных трещин и сварных соединений конструкционных сталей, в частности, высокопрочных низколегированных.

Рассмотрены вопросы прогнозирования ресурса безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. Приведены результаты исследований сопротивляемости хрупким разрушениям металла сварных конструкций для шельфа Арктики. Проанализировано влияние наследственности структуры низколегированных и углеродистых сталей на их свариваемость в твердой фазе. Описаны гибридные лазерно-плазменные процессы обработки материалов и интегрированные плазмотроны для их реализации, физико-химические процессы при плазменно-дуговом переплаве оксидосодержащих материалов, энергосберегающие технологии производства чугуна. Освещены проблемы пайки металлических материалов. Определено взаимодействие металлических расплавов с тугоплавкими фторидами. Раскрыты физические основы механической стабильности конструкционных сталей.

Рассмотрены вопросы термодинамики и кинетики роста интерметаллидных слоев на границе тугоплавкий металл - двухкомпонентный расплав, развития синтеза сверхтвердых материалов. Определен ударно-волновой синтез наноструктурных сверхтвердых фаз углерода и нитрида бора. Освещены новые парадигмы, технология получения и применения наноструктурной керамики. Проанализированы проблемы повышения радиационной стойкости сцинтилляционных материалов. Описаны композиционные материалы с эффектами самоорганизации в процессах направленного трибосинтеза для узлов сухого трения, свойства алмазных поликристаллических материалов.

Приведены данные о развитии черной металлургии и производства сварочных материалов за последнее десятилетие в КНР. Проанализированы составляющие успешного роста производства стали и сварочных материалов в этой стране.

Обобщен полувековой опыт научно-исследовательской деятельности отдела исследований физико-химических процессов в сварочной дуге Института электросварки им. Е. О. Патона. Описан метод исследования процесса плавления и переноса электродного металла при сварке. Исследовано влияние температуры капель и кинетики плавления элетрода на насыщение металла азотом, взаимодействие металла с водородом при сварке элетродами с рутиловым покрытием, показаны причины образования пор при такой сварке. Рассмотрен новый метод определения содержания диффузного водорода в металле. Приведена методика определения стабильности дуги переменного тока. Определены источники поступления марганца и железа в сварочный аэрозоль. Исследована взаимосвязь порообразования и параметров дуги при сварке электродами с основным покрытием. Изучено влияние лигирования на механические свойства сварных швов, выполненых порошковыми проволоками, влияние серы на хлодостойкость металла швов низкоуглеродистых сталей, а также водорода на хрупкость конструкционных сталей и сварных соединений. Рассмотрены особенности термического цикла сварки под флюсом пульсирующей дугой. Внимание уделено математическому моделированию процессов взаимодействия металла с газами при дуговой сварке. Приведены математические модели обратимой водородной хрупкости и переноса водорода краевой дислокацией. Разработана порошковая проволока для дуговой сварки высокопрочных сталей бейнитного класса.

Рассмотрено влияние кислорода, элементов-раскислителей и состава неметаллических включений в металле сварных швов низколегированных сталей на условия формирования структуры игольчатого феррита. На основе результатов исследований, выполненных специалистами различных научно-исследовательских центров мира, высказано предположение о том, что для правильного понимания процессов формирования указанной структуры следует учитывать комплексное влияние на этот процесс всех составляющих окислительно-восстановительных реакций, протекающих в сварочной ванне, и продуктов этих реакций при охлаждении металла.

Представлены результаты математического моделирования абсорбции водорода и азота железом при сварке. Разработана кинетическая модель взаимодействия низкотемпературной плазмы с металлом, основанная на совместном решении уравнений массопереноса в газе и металле. Сравнение результатов вычисления с экспериментальными данными показало, что предложенная модель адекватно описывает абсорбцию двухатомных газов металлом. Рассчитан процесс абсорбции газов ванной расплава из низкотемпературной плазмы. Предложенная модель позволила оценить влияние температуры плазмы на концентрацию газа, растворенного в металле.

На основе модели локального термодинамического равновесия предложена компьютерная программа, позволяющая рассчитывать состав плазмы при нагреве чистых двухатомных газов и определять радиальное распределение компонент в столбе дуги с заданным полем температур. Показано, что вблизи оси столба дуги соединения водорода находятся в диссоциированном состоянии. Сделана сравнительная оценка устойчивости HF и OH в столбе дуги: эффективное связывание водорода этими соединениями обеспечивается для HF при температурах до ~3000К, для OH при 2500К. Показано, что снижение температуры дуги существенно увеличивает ширину зоны, где эффективно связывание водорода в виде HF и OH.

Предложена методика экспериментального исследования влияния водорода на механические характеристики металла в широком диапазоне температур. Определены температурные зависимости степни индуцированного водородом охрупчивания для сталей Ст20 и 17ХГНДСМ в интервале температур -196...400 °C. Показано, что температура наряду со структурным состоянием, содержанием и распределением водорода, уровнем напряжений и скоростью деформации является основным первичным фактором, определяющим процесс водородного охрупчивания.

Описано математическая модель, составленная из совместного решения системы уравнений массопереноса газа в металле, в прилежащем к металлу приповерхностном cлое Кнудсена и в атмосфере дугового разряда. Моделирование испарения металла и абсорбции газа основано на совместном решении кинетического уравнения Больцмана для слоя Кнудсена и системы уравнений сплошной среды для окружающей атмосферы численными методами. Исследовано влияние содержания газа в атмосфере и температуры капли на кинетику процесса абсорбции.

Рассмотрены принципы построения покрытия низководородных электродов нового поколения для судоремонта, ремонта объектов металлургического комплекса, трубопроводного транспорта и приведены их технические характеристики.

Приведен обзор результатов исследований по проблемам металлургии дуговой сварки конструкционных сталей и разработке сварочных материалов в Институте электросварки им. Е. О. Патона. Изложены вопросы, касающиеся стабильности дуги и переноса электродного металла, испарения металла и шлака, образования сварочных аэрозолей, взаимодействия металла с газами, а также проблемы пористости, моделирования взаимодействия в многокомпонентных системах металл - газ, металл - газ - шлак, образования химической неоднородности, кристаллизационных трещин, неметаллических включений в сварных швах. Исследованы системы легирования и прогнозирование микроструктуры металла шва; освещена проблема образования в сварных соединениях высокопрочных низколегированных сталей индуцированных водородом холодных трещин. Показаны достижения института в разработке новых сварочных материалов и намечены направления дальнейших исследований.

Исследован переход иттрия в наплавленный высокопрочный низколегированный металл при сварке порошковыми проволоками в защитном газе и покрытыми электродами основного типа. С применением термодесорбционного анализа установлено взаимодействие иттрия с растворенным водородом с образованием остаточного водорода в зависимости от концентрации иттрия. Показано влияние иттрия на микроструктуру наплавленной низколегированной стали и механические характеристики металла.

Індекс рубрикатора НБУВ: К641.51-1

Рубрики:

Електродугове зварювання металів

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Обобщены результаты работ, выполненных Институтом электросварки им. Е. О. Патона в области сварки и наплавки порошковой проволокой.

Экспериментально обоснована система раскисления и микролегирования металла шва, выполненного электродами, которые предназначены для сварки и ремонта мостовых и транспортных конструкций. Изложены основные характеристики электродов, разработанных с использованием этой системы.

Приведены данные о развитии черной металлургии и производства сварочных материалов за последнее десятилетие в КНР. Проанализированы составляющие успешного роста производства стали и сварочных материалов в этой стране.

Рассмотрены свойства сварочного аэрозоля (его дисперсность, морфология частиц) и методы, применяемые для анализа физических свойств и элементного состава ТССА. Приведены факторы, влияющие на выделение сварочного аэрозоля.

Предложен механизм влияния водородной локализации пластичности на стадию зарождения субмикродефекта и рост макротрещины в металле с ОЦК решеткой. Создана математическая модель водородной хрупкости металлов с ОЦК решеткой, которая учитывает эффект водородной локализации пластичности и влияние водорода на поверхностную энергию субмикротрещины. Установлено, что с уменьшением размера зерна склонность металла к водородной хрупкости возрастает.