Індекс рубрикатора НБУВ: К222.230.43

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в конструкційних сталях. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж14257 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Одним из основных способов производства титановых сплавов является вакуумно-дуговой переплав (ВДП). Однако процесс изготовления расходуемых электродов требует наличия мощных прессов и оборудования. При ВДП для получения качественных слитков применяют два, а при использовании тугоплавких легирующих компонентов - не менее трех переплавов, что значительно повышает стоимость слитков. В значительной мере недостатков ВДП лишен способ электронно-лучевого переплава (ЭЛП), имеющий независимые источники нагрева и с помощью которого можно переплавлять некомпактное сырье. При ЭЛП имеются и проблемы, связанные с получением легированных титановых сплавов - для минимизации потерь легирующих компонентов сплава ограничивают время пребывания металла в расплавленном состоянии, однако появляются сложности с растворением тугоплавких элементов в титане. Предложено использовать готовые лигатуры заданного химического состава и с температурой плавления ниже температуры плавления выплавляемого сплава, что позволяет предотвратить чрезмерное испарение легирующих компонентов сплава и обеспечить полное растворение тугоплавких компонентов сплава. Проведены экспериментальные плавки с использованием в качестве лигатуры сплава Hastelloy B-2, получены слитки диаметром 75 мм и длиной 520 - 680 мм. Показано, что плавка сплава Grade 12 с использованием готовой лигатуры увеличивает скорость плавки до 40 % и позволяет получать качественный слиток и один переплав.

Исследованы механические свойства резьбовых паяных соединений из одно- и разнородных сталей в направлении поперек резьбы, полученных методом автовакуумной пайки. Установлено, что при пайке низколегированных конструкционных сталей предел прочности на отрыв соответствует пределу текучести стали после стандартной термической обработки. В паяных резьбовых соединениях стали 12Х18Н10Т со сталью 40Х сопротивление отрыву значительно превосходит границу текучести нержавеющей стали. Неразъемные соединения, полученные с помощью резьбы с последующей автовакуумной пайкой, можно рекомендовать для прозводства изделий ответственного назначения.

Проверена на моделях возможность ремонта изношенных плоских панелей кристаллизаторов МНЛЗ путем автовакуумной пайки восстановительного медного слоя. Получен паяный шов между двумя медными пластинами без дефектов в виде пор и трещин. Исследован предел прочности медного паяного соединения на отрыв между слоями, а также проведены испытания на изгиб. Проведена оценка термического сопротивления паяного шва. Полученные результаты позволяют рекомендовать способ автовакуумной пайки для ремонта плоских панелей кристаллизаторов.

Определены физико-механические свойства зоны соединения биметалла, полученного автономной вакуумной напайкой меди М1 на стальные заготовки. При испытании на растяжение разрушение стандартных образцов всегда происходило в медной части. При этом прочностные свойства медного напаянного слоя в исходном состоянии превышали справочные значения для деформированной и отожженной меди М1. Предел прочности на отрыв напаянного медного слоя, определенный на специальных образцах, равен временому сопротивлению на разрыв стали 20. Исследования физических характеристик зоны соединения показали, что при технических расчетах дополнительным электрическим и термическим сопротивлениями зоны контакта можно пренебречь.

Проверена на моделях возможность нанесения защитного слоя в виде тонкого металлического листа на плоские медные панели кристаллизаторов МНЛЗ путем автовакуумной пайки. В качестве защитных листов использована сталь 08Х18Н10 и никель. Исследован предел прочности биметаллических паяных соединений на отрыв между слоями, а также проведены испытания на изгиб. Получен качественный паяный шов без дефектов в виде пор и трещин между медной плитой и листом из стали 08Х18Н10 толщиной 2 мм. Предел прочности на отрыв стального защитного слоя составил в среднем 300 МПа. Полученные результаты позволяют рекомендовать способ автовакуумной пайки для нанесения защитных покрытий из стали 08Х18Н10 на плоские панели кристаллизаторов.

Определено, что при напайке меди на сталь в условиях автономного вакуума в зоне контакта образуется участок повышенной микротвердости, которая устраняется стандартной для стали термической обработкой. Показано, что содержание углерода в стали не оказывает существенного влияния на свойства переходной зоны медь-сталь. Установлено, что в условиях напайки в автономном вакууме взаимодействие жидкой меди со сталью не приводит к образованию трещин в зоне соединения. Определено, что увеличение времени контакта жидкой меди со сталью приводит к образованию хрупких структур, что снижает ударную вязкость соединения. При испытаниях на статическое растяжение разрушение сталемедного соединения происходит по медной части. При этом прочностные свойства напаянного слоя превышают справочные данные для деформированной и отожженной меди.