Нанесение жаропрочных эрозионностойких покрытий сваркой взрывом



Скачать 33.69 Kb.
Дата08.03.2016
Размер33.69 Kb.
Нанесение жаропрочных эрозионностойких покрытий сваркой взрывом
Малахов А.Ю.1, Первухин Л.Б.1, Сайков И.В.1, Вихман В.Б.2
1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук, г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, д. 8.

2ОАО «Центральный научно-исследовательский институт материалов»,

г. Санкт-Петербург, ул. Парадная, д. 8.



sir.malahov2009@yandex.ru
Защита теплонагруженных поверхностей различных изделий, применяемых в промышленности, от эрозионного износа для повышения срока их службы и эксплуатационных характеристик представляет большой практический интерес. С этой целью перспективно использовать ниобиевые и никель-кобальтовые сплавы, такие как Н65В2МЦ и ЭК102. Данные сплавы является хорошей альтернативой высокопрочным сталям, работающим в контакте с энергетическими конденсированными системами, так как в современных условиях их стойкость не удовлетворяет возрастающим требованиям. Однако получение качественных соединений таких сплавов с высокопрочными сталями всеми видами сварки затруднено. В связи с этим, исследование особенностей сварки взрывом высокопрочной стали с эрозионностойкими жаропрочными сплавами и разработка технологии плакирования ими плоских и цилиндрических поверхностей, является важной научно-технической задачей, решение которой позволит качественно повысить уровень защиты изделий различного назначения от эрозии.

Из опубликованных ранее работ известно, что при сварке взрывом металлических пластин на качество сварки оказывает влияние газ, находящийся в зазоре между пластинами. После столкновения последних точка контакта движется вдоль свариваемых листов, образуя перед собой область ударно-сжатого газа (далее УСГ), выполняющую тем самым роль «поршня», размер которого с пройденным расстоянием увеличивается. Воздействие этого потока приводит к прогреву металла вплоть до расплавления его поверхности, что может оказывать существенное влияние на качество соединения[1,2].

Была проведена серия экспериментов по получению плоских и цилиндрических образцов биметалла ОХН3М+Н65В2МЦ и ОХН3М + ЭК102. В качестве ВВ использовалась смесь аммонита с микропористой аммиачной селитрой в соотношении 1:3.

На расчетных режимах сварки соединение ОХН3М+ЭК102 получить не удалось, вследствие чего, было принято решение о необходимости использования более жестких режимов для этой пары, результатом чего стало получение качественного биметаллического соединения.

Неудача в получении биметалла ОХН3М+ЭК102 связана, в первую очередь, с тем, что степень ионизации УСГ в пограничном слое была крайне мала. Это объясняется наличием в составе ЭК102 тугоплавкого металла вольфрама (13-16%) с температурой плавления 3653 К. Степень ионизации УСГ в пограничном слое, рассчитанная по методике [3], составила 1,4%, чего не достаточно для создания необходимых термодинамических условий впереди точки контакта. При увеличении мощности и высоты заряда была достигнута температура УСГ в пограничном слое порядка 8000 К, что позволило получить степень ионизации в пределах 70%. Данная температура обеспечила появление плазмы в пограничном слое (металл-воздух), что гарантировало очистку и активацию поверхностей свариваемых пластин.

Для того чтобы была возможность проведения механических испытаний, были изготовлены образцы триметалла с технологическим слоем из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Предел прочности на отрыв триметалла со средним слоем из сплава Н65В2МЦ составил 300 МПа, а для триметалла со средним слоем из сплава ЭК102 порядка 1000 МПа. На рисунке1 представлены фотографии зоны сварного соединения.


Рисунок 1 – Граница соединения (вверху – 12Х18Н10Т, в середине – жаропрочный сплав (толщина1,5 мм), снизу – ОХН3М): слева – ЭК102; справа – Н65В2МЦ


Таким образом, можно сделать вывод о том, что решающий вклад в качество сварного соединения оказывает температура УСГ и, соответственно, степень его ионизации в пограничном слое. Для того чтобы активировать поверхности свариваемых металлов, обладающих большой жаропрочностью, таких как ЭК102, сварку необходимо вести на значительно более жестких режимах. Произведенные расчеты параметров УСГ позволили определить требуемые режимы для конкретного сплава, что в дальнейшем может быть использовано для определения возможности сварки других сплавов и металлов.
1.. Дерибас, А. А.О поверхностных эффектах при косых соударениях металлических пластин / А. А. Дерибас, И. Д. Захаренко // Физика Горения и взрыва.— 1975. — №1. — с.151–153.

2. Бондаренко, С. Ю. Определение параметров ударно-сжатого газа в сварочном зазоре впереди точки контакта при плакировании взрывом / С. Ю. Бондаренко, Д. В. Рихтер, О. Л. Первухина, Л. Б. Первухин // Автоматическая сварка. – 2009. – № 11. – с.46 – 48.



3. Л.Б.Первухин, О.Л. Первухина, С.Ю. Бондаренко Очистка свариваемых поверхностей от окислов и загрязнений и их активация в процессе сварки взрывом/ «Автоматическая сварка». – 2010. – №7. – с. 46-49.


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница