Ключ. слова: молибденовые сплавы, анизотропия, характеристики прочности и пластичности, модуль упругости, кристаллографическая текстура, хладноломкость
Індекс рубрикатора НБУВ: К235.120.73

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследована структура металла зоны плавления (welding zone - WZ) в монокристаллах никелевых суперсплавов в условиях значительной кристаллографической асимметрии расположения и пространственной кривизны сварочной ванны при электронно-лучевой сварке. Показано влияние режимов сварки в указанных условиях на формирование дислокационной структуры, фазовое состояние, образование зерен случайной ориентации и возникновение трещин в WZ. Установлена роль параметров распределения дислокаций при формировании монокристаллической структуры в WZ. На основе анализа сдвиговых напряжений в плоскостях скольжения в зависимости от направления максимального температурного градиента сделано заключение о связи образования зерен случайной ориентации и трещин с кристаллографической асимметрией расположения сварочной ванны. Определены условия формирования монокристаллической структуры в WZ.

Изучена возможность наследования структуры в сварном шве (СШ) в условиях электронно-лучевой сварки при глубоком проплавлении монокристаллических пластин {110} и бикристаллов никелевых жаропрочных сплавов ЖС-26У при разных кристаллографических направлениях сварки и, следовательно, ориентации поверхности сплавления. Исследованы микроструктура, кристаллографическая ориентация, дислокационная структура, фазовый состав и остаточные напряжения в основном металле, зоне термического влияния и СШ. Установлена определяющая роль ориентации фронта кристаллизации, т.е. направления максимального температурного градиента, по отношению к направлению преимущественного роста в наследовании структуры основного металла, а сварочных напряжений - в ее сохранении при остывании материала СШ.

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.120.75

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследованы кристаллографическая текстура и микроструктура соединений, полученных сваркой плавлением. Выбраны критерии оценки степени наследования структурного состояния исходного металла металлом шва. Установлены факторы, определяющие степень такого наследования. Определены условия минимального искажения структурного состояния.

Індекс рубрикатора НБУВ: К641.51,351

Рубрики:

Електродугове зварювання металів

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены особенности сварки плавлением текстурированных и полученных с помощью метода направленной кристаллизации поли- и монокристаллических сплавов молибдена, вольфрама и никеля. С помощью рентгеновских методов исследования получены данные о наследовании структурной и кристаллографической ориентации различных зон сварного соединения. Установлено, что при кристаллизации сварочной ванны в результате эпитаксиального роста кристаллитов металла шва от подложки (поверхности оплавленных зерен зоны сплавления) в металле шва может повторяться кристаллографическая ориентация структурных элементов исходного материала. Подтверждена принципиальная возможность сохранения в сварном соединении кристаллографической ориентации и структурного состояния, близких к основному металлу.

Індекс рубрикатора НБУВ: К641.71-3

Рубрики:

Дифузійне зварювання металів

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Методами рентгеновской дифрактометрии и оптической металлографии изучена структура монокристалла вольфрама (99,99 мас. %), подвергнутого локальному оплавлению (сварке) электронным лучом в вакууме. Получены данные о кристаллографической ориентации различных зон сварного соединения по отношению к основному металлу. Проведена оценка плотности и распределения дислокаций в этих зонах. Обнаружено наличие зонного неоднородного многоуровневого распределения дислокаций в сварном соединении. Выявленные изменения параметров дислокационных ансамблей объясняются особенностями протекания термодеформационного процесса при сварке.

Установлено, что основным дефектом сварных соединений монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов, выполненных ЭЛС, являются поперечные трещины в металле шва. Склонность к их образованию при ЭЛС монокристаллического никелевого суперсплава ЖС-26 в основном зависит от скорости сварки, предварительного подогрева и структурного состояния исходного металла. Вероятной причиной образования трещин в металле шва являются его структурная неоднородность, обусловленная особенностями термодеформационного цикла сварки, а также исходным структурным состоянием металла. Определен диапазон скоростей сварки, при которых трещины не образуются. Увеличение скорости сварки приводит к возрастанию их количества, а подогрев сдвигает в сторону более высоких значений критическую скорость сварки.

Исследованы особенности кристаллографии и структуры металла наплавок на свободные торцы монокристаллических лопаток из никелевого жаропрочного сплава ЖС-26. Установлена их зависимость от кристаллографической ориентации исходного металла. Показано, что наследование кристаллографической ориентации и изменение структурного состояния исходного металла металлом наплавки подчиняется в общем тем же качественным закономерностям, что и при сварке.

Определены критерии свариваемости монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов. Изучен механизм и установлены причины образования трещин, отклонения кристаллографической ориентации металла шва от исходной, образования зерен случайной ориентации. Исследовано влияние параметров, условий сварки и кристаллографической ориентации сварных соединений на указанные характеристики. Определены условия формирования сварных швов без трещин при минимальном рассогласовании кристаллографии и структуры основного металла и металла шва.

Изучено влияние наночастиц карбида ниобия на структуру и свойства сварных швов никелевых сплавов, выполненных электронно-лучевой сваркой. Легирование металла шва наночастицами карбида ниобия осуществляли путем введения в сварочную ванну композитной наноструктурированной фольги системы Ni - NbC, полученной методом электронно-лучевого испарения в вакууме компонентов с последующим совместным осаждением их паровых потоков на подложку. Показано, что введение наночастиц карбида ниобия в сварочную ванну приводит к формированию в зоне шва кристаллитов с ячеистой субструктурой, вдоль границ которых располагаются наночастицы NbC. Проанализировано влияние такой структуры сварных швов на их механические свойства.

Індекс рубрикатора НБУВ: К232.202.1 + К641-18

Рубрики:

Зварювання металів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К232.207.5 + К641.573-18

Рубрики:

Електронно-променеве зварювання металів (мікрозварювання)

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

На основании исследований особенностей температурно-скоростных параметров кристаллизации металла сварочной ванны при электронно-лучевой сварке монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов установлены особенности их влияния на обеспечение монокристаллической структуры. Исследования выполняли на монокристаллических образцах промышленного жаропрочного никелевого сплава ЖС 26 с использованием методов термометрии расплава жидкой ванны в процессе кристаллизации металла шва при остывании. Структуры изучали с привлечением методов микрорентгеноспектрального анализа, оптической и электронной металлографии, рентгеновской дифрактометрии. Предложена расчетно-экспериментальная методика определения температурно-скоростных параметров кристаллизации металла шва, показан характер их изменения по фронту кристаллизации сварочной ванны и установлена взаимосвязь с режимами сварки. Определен диапазон значений параметров, при которых имеет место образование в шве зерен случайной кристаллографической ориентации. Показана возможность управления структурным совершенством металла шва за счет оптимизации температурно-скоростных параметров кристаллизации.

Рассмотрены изменения нанодисперсной структуры никелевых ODS-сплавов в результате сварки плавлением. Исследованы сварные соединения, выполненные на разных режимах аргонодуговой, электронно-лучевой и лазерной сваркой. Показано, что во всех рассмотренных случаях происходит деградация наноразмерной структуры, которая выражается главным образом в изменении упрочняющих частичек вплоть до микроразмерного уровня, некоторого изменения их химического состава и морфологии. Степень деградации структуры зависит от степени перегрева металла сварной ванны, которая, в свою очередь, определяется величиной удельной мощности источника нагрева, скоростью сварки, характером тепловложения и охлаждения. Показано, что положительный результат - минимальная деградация наноструктуры исходного металла - может быть достигнут при оптимальном сочетании максимальной технологически приемлемой скорости сварки и концентрации тепловложения, минимальном запасе и управляемом распределении мощности, при которых обеспечивается сквозное проплавление и формирование шва с параллельными поверхностями сплавления.

Жаропрочные никелевые сплавы с монокристаллической структурой применяются в таких отраслях производства, как турбостроение, авиационно-космическая техника и энергетика. Однако их дальнейшее освоение сдерживается сложностью, а иногда - и невозможностью, получения элементов конструкций больших размеров и развитой геометрии. Производство, как и ремонт, традиционными способами монокристаллических изделий с развитой геометрией таких, например, как длинномерные или охлаждаемые лопатки газовых турбин и др., представляет собой сложную технологическую задачу. Изготовление узлов, деталей, конструкций подобного рода путем их сварки из отдельных элементов или наращивания часто представляется более рациональным и позволяет создавать изделия с монокристаллической структурой на принципиально новой основе. Цель работы - развитие новых подходов применительно к производству монокристаллических сварных конструкций ответственного назначения с повышенными механическими характеристиками и эксплуатационными параметрами. Приведены результаты исследований и примеры опытных сварных конструкций такого рода, полученных в Институте электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины.

На основании изучения натурных лопаток газовых турбин после изготовления и эксплуатации определены основные типы дефектов и повреждений. Большая часть дефектов расположена на поверхности. Показана возможность выполнения операций по их устранению путем электронно-лучевой наплавки с присадкой того же состава, что и лопатка. Установлена связь температурно-временных параметров формирования ремонтных швов, их размеров и геометрии. Определены технологические схемы обеспечения температурно-временных и кристаллографических ориентационных условий сохранения монокристаллической структуры при ремонте лопаток из жаропрочных никелевых сплавов. Изучены особенности формирования сварных швов, их структура в зависимости от технологических параметров процесса электронно-лучевой наплавки. Разработаны и опробованы способы практической реализации полученных результатов при ремонте участков лопаток разной кристаллографической ориентации. Приведены примеры ремонта лопаток со структурными дефектами поверхности пера и повреждениями кромок, при которых обеспечивается восстановление исходной геометрии, кристаллографической ориентации и монокристаллической структуры.