Дифузійне зварювання з керованим напружено-деформованим станом і модифікуванням поверхонь з’єднання
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Дифузійне зварювання з керованим напружено-деформованим станом і модифікуванням поверхонь з’єднання
|
|
| Creator |
Квасницький, Віктор Вячеславович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.06 «Зварювання та споріднені процеси і технології» Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2010. Дисертація присвячена вивченню закономірностей формування напружено-деформованого стану при дифузійному зварюванні різнорідних матеріалів. Встановлено, що дифузійне зварювання з термоциклуванням підвищує рівномірність розподілу і сприяє локалізації пластичних деформацій в стику. Запропоновано показники, що визначають умови, формування якісних з'єднань, а також шляхи зниження залишкових напружень у вузлах з різнорідних матеріалів. Модифікування поверхонь з'єднання високострумними електронними пучками сприяє формуванню з'єднань, а легування поверхні жароміцних сплавів дозволяє зменшити температуру зварювання. На основі виконаних досліджень розроблено рекомендації по конструюванню вузлів, технології дифузійного зварювання, освоєно виробництво промислових виробів, модернізовано устаткування. Диссертация на соискания учёной степени доктора технических наук по специальности 05.03.06 «Сварка и родственные процессы и технологии» Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2010. Диссертация посвящена изучению закономерностей формирования напряженно-деформированного состояния при диффузионной сварке разнородных материалов и остаточных напряжений с учётом различных факторов и влияния напряженно-деформированного состояния и модифицирования соединяемых поверхностей с применением обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками на формирование соединений с целью совершенствования технологий диффузионной сварки и повышения качества соединений. Методом компьютерного моделирования исследовано НД состояние при ДС с учётом влияния пластических деформаций, изменения температуры, внешней нагрузки, геометрии и конструктивных факторов узлов. Для проведения моделирования на установке Gleeble-3800 определяли физико-механические свойства, уравнения и параметры ползучести исследованных металлов. Установлено, что при ДС материалов с разными физико-механическими свойствами в зоне стыка создается сложное НД состояние с неравномерным распределением осевых, радиальных, окружных, касательных и эквивалентных напряжений. При постоянной температуре диффузионной сварки разнородных материалов в менее жестком материале в зоне стыка образуется напряженное состояние, близкое к всестороннему сжатию, при котором уровень эквивалентных напряжений и пластических деформаций уменьшается в этой зоне и достигает максимального значения вне её, то есть появляется эффект, известный в литературе, как упрочнение менее прочного материала в контакте с более прочным, что ухудшает формирование соединений. Показано, что эффективным способом локализации пластических деформаций в зоне стыка, обеспечивающим уровень эквивалентных напряжений значительно выше номинальных, является изменение температуры в условиях сжатия. Характер и уровень НД состояния при заданном интервале изменяющихся температур в наибольшей мере определяют внешнее давление и различие ТКЛР материалов. Аналогичный эффект локализации напряжений и деформаций сдвига в зоне стыка имеет место при соединении жаропрочных сплавов, находящихся в аустенизированном и состаренном состояниях и испытывающих при температурах сварки структурные превращения, сопровождающиеся изменением объёма. Установлено, что при ДС разнородных материалов в условиях изменяющейся температуры в стыке между втулками и втулками с фланцами на некотором расстоянии от внутренней поверхности втулки формируется зона с касательными напряжениями и деформациями сдвига, близкими к нулю, как и в центральной зоне при сварке цилиндров, что не позволяет использовать деформационный механизм активации соединяемых поверхностей. Показано, что диффузионная сварка с термоциклированием повышает равномерность распределения пластических деформаций по стыку и обеспечивает качество соединений при снижении температуры сварки. На базе установленных закономерностей предложены коэффициенты, определяющие условия, формирования качественных соединений, а также пути снижения остаточных напряжений в узлах из разнородных материалов (ступенчатое охлаждение под давлением с релаксацией напряжений в пластичном металле, выбор конструкции узла). Исследования ДС с модифицированием поверхностей пучками при использовании сильноточных низкоэнергетических электронных пучков показали, что такая обработка обеспечивает высокую чистоту поверхности, не хуже механического полирования, субмикрокристаллическую структуру, близкую на отдельных участках к наноструктуре, плотность дислокаций до 2·1011 см-2, что свидетельствует о высоком энергетическом уровне поверхностного слоя, способствует формированию соединений, позволяет снизить температуру сварки сталей 10895 и 12Х18Н10Т до температуры обработки стали 10895 с обеспечением прочности соединений на уровне прочности стали 10895, а легирование поверхности жаропрочных сплавов Inconel 718 и ЧС 88Л позволяет снизить максимальную температуру сварки ниже температуры. Применение легирования поверхностного слоя цирконием, гафнием или другими элементами с применением низкоэнергетических сильноточных электронных пучков позволяет получить расплавляющиеся прослойки, обеспечивающие прочность соединений жаропрочного сплава, не ниже 90 % прочности основного металла. На основе выполненных исследований разработаны рекомендации по конструированию узлов, технологии диффузионной сварки, освоено производство промышленных изделий, создана в НТУУ ,,КПИ’’ установка для диффузионной сварки, предусматривающая возможность использования модифицирования материалов с применением низкоэнергетических сильноточных электронных пучков. Thesis for the degree of Doctor’s degree on speciality 05.03.06 “Welding and related processes and technologies”. National technical university of Ukraine “Kyiv Politechnical Institute”, Kyiv, 2010. Qualification work is devoted to investigation regularities of formation mode of deformation by diffusion welding of dissimilar materials. It was determined that diffusion welding with thermocycling raises equitability and favoures locating of plastic deformation in joint. Characteristic, which define conditions of qualitative joints, and ways of lowering residual strains in joints of dissimilar materials, were proposed. Modification of joint surfaces with high-current low-energy electron beams promotes formation of joints, and alloying of surfaces of high-temperature alloys make it possible to bring down the temperature of welding. On basis of investigation executed guidelines on construction of joints, on technology of diffusion welding were developed, production of products of industry was coped with, equipment was modernized. |
|
| Date |
2011-12-25T12:26:15Z
2011-12-25T12:26:15Z 2010 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://ela.kpi.ua/handle/123456789/1297
|
|
| Language |
uk
|
|