Структура и сопротивление хрупкому разрушению полученных сваркой взрывом и пакетной прокаткой слоистых стальных композитов

С.В. Кутенева ORCID logo , С.В. Гладковский, Д.А. Двойников, С.Н. Сергеев показать трудоустройства и электронную почту
Получена 06 августа 2019; Принята 09 октября 2019;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: С.В. Кутенева, С.В. Гладковский, Д.А. Двойников, С.Н. Сергеев. Структура и сопротивление хрупкому разрушению полученных сваркой взрывом и пакетной прокаткой слоистых стальных композитов. Письма о материалах. 2019. Т.9. №4. С.442-446
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-4-442-446

Аннотация

В работе исследована структура и характеристики ударной вязкости 7-слойных композитов на основе низкоуглеродистой низколегированной стали 09Г2С и мартенситно-стареющей стали ЭП678, полученных двумя разными методами: сваркой взрывом и горячей пакетной прокаткой с последующей термической обработкой.В данной работе исследована структура и характеристики ударной вязкости 7-слойных композитов на основе низкоуглеродистой низколегированной стали 09Г2С и мартенситно-стареющей стали ЭП678, полученных двумя разными методами: сваркой взрывом и горячей пакетной прокаткой с последующей термической обработкой. Показано, что важной особенностью структурообразования в приграничной зоне слоев стали 09Г2С в сварных композитах является формирование фрагментированной зоны шириной ~10 мкм с размером структурных элементов 0.5-1.0 мкм, а для горячекатаных композитов – формирование обезуглероженной зоны с ферритной структурой шириной ~50 мкм. Локальный микрорентгеноспектральный анализ на границе соединения слоев 09Г2С и ЭП678 сварных и горячекатаных композитов позволил установить, что наиболее активное протекание диффузионных процессов на межслойных границах осуществляется в процессе получения композитов пакетной прокаткой. Установлено, что сварка взрывом позволяет сохранить исходную структуру стальных листовых заготовок, за исключением узкой околошовной зоны, в которой происходят процессы диспергирования ферритных зерен. Последующая термическая обработка сварных и горячекатаных композитов позволяет получить вязкую феррито(сорбито)-перлитную структуру в слоях 09Г2С и мартенситную структуру c упрочняющими интерметаллидными частицами в слоях ЭП678. По результатам ударных испытаний при температуре +20 °С и –60 °С было установлено, что ударная вязкость KCV горячекатаных композитов в 2 раза превышает ударную вязкость и в 3.5-5.4 раза энергию ударного нагружения сварных композитов за счет формирования более протяженных участков расслоений на границе раздела слоев.

Ссылки (22)

1. Yu. P. Trykov, L. M. Gurevich, V. G. Shmorgunov. Sloistyye kompozity na osnove alyuminiya i yego splavov. Moscow, Metallurgiya (2004) 230 p. (in Russian) [Ю. П. Трыков, Л. М. Гуревич, В. Г. Шморгунов. Слоистые композиты на основе алюминия и его сплавов. Москва: Металлургиздат (2004) 230 с.].
2. N. Chawla, K. N. Chawla. Metal matrix сomposites, 2nd ed. New York, Springer Science + Business Media (2013) 370 p. Crossref
3. S. V. Smirnov, I. A. Veretennikova. DREAM. 4, 6 (2015). (in Russian) [С. В. Смирнов, И. А. Голубкова. DREAM. 4, 6 (2015).]. Crossref
4. D. Brigante. New Composite Materials: Selection, Design, and Application. Springer International Publishing (2014) 179 p.
5. S. V. Gladkovsky, S. V. Kuteneva, S. N. Sergeev. Mater. Charact. 154, 294 (2019). Crossref
6. I. A. Bataev, T. S. Ogneva, A. A. Bataev, V. I. Mali, M. A. Esikov, D. V. Lazurenko, Y. Guo, A. M. Jorge Junior. Mater. Des. 88, 1082 (2015). Crossref
7. L. A. Maltseva, D. S. Tyushlyaeva, T. V. Maltseva, M. V. Pastukhov, N. N. Lozhkin, D. V. Inyakin, L. A. Marshuk. Deformatsiya I Razrushenie Materialov. 4, 19 (2013). (in Russian) [Л. А. Мальцева, Д. С. Тюшляева, Т. В. Мальцева, М. В. Пастухов, Н. Н. Ложкин, Д. В. Инякин, Л. А. Маршук. Деформация и разрушение материалов. 4, 19 (2013).].
8. V. I. Mali, A. A. Bataev, I. N. Maliutina, V. D. Kurguzov, I. A. Bataev, M. A. Esikov, V. S. Lozhkin. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 93 (9-12), 4285 (2017). Crossref
9. V. S. Lozhkin. Obrabotka metallov: tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty. 3, 110 (2013). (in Russian) [В. С. Ложкин. Обработка металлов: технология, оборудование, инструменты. 3, 110 (2013).].
10. S. V. Gladkovsky, S. V. Kuteneva, I. S. Kamantsev, R. M. Galeev, D. А. Dvoynikov. DREAM. 6, 71 (2017). (in Russian) [С. В. Гладковский, С. В. Кутенева, И. С. Каманцев, Р. М. Галеев, Д. А. Двойников. DREAM. 6, 71 (2017).]. Crossref
11. V. I. Mali, I. A. Bataev, A. A. Bataev, D. V. Pavlyukova, E. A. Prikhodko, M. A. Esikov. Physical Mesomechanics. 14 (6), 117 (2011). (in Russian) [В. И. Мали, И. А. Батаев, А. А. Батаев, Д. В. Павлюкова, Е. А. Приходько, М. А. Есиков. Физическая мезомеханика. 14 (6), 117 (2011).].
12. J. D. Embury, N. J. Petch, A. E. Wraith. Transaction of Metal Science. AIME. 239, 114 (1967).
13. Z. Dhib, N. Guermazi, M. Gaspérini, N. Haddar. Mater. Sci. Eng. A. 656, 130 (2016). Crossref
14. A. Khadadad Motarjemi, M. Koçak, V. Ventzke. Int. J. Pres. Ves. Pip. 79 (3), 181 (2002). Crossref
15. M. D. Perkas, V. M. Kardonskii. High-Strength Maraging Steels. Moscow, Metallurgiya (1970) 224 p. (in Russian) [М. Д. Перкас, В. М. Кардонский. Высокопрочноые мартенситно-стареющие стали. Москва, Металлургия (1970) 224 с.].
16. S. V. Gladkovsky, A. I. Potapov, S. V. Lepikhin. DREAM. 4, 18 (2015). (in Russian) [С. В. Гладковский, А. И. Потапов, С. В. Лепихин. DREAM. 4, 18 (2015).]. Crossref
17. J. W. Martin. Micromechanisms in Particle-Hardened Alloys. Moscow, Metallurgiya (1983) 167 p. (in Russian) [Д. У. Мартин. Микромеханизмы дисперсионного твердения сплавов. Москва, Металлургия (1983) 167 с.].
18. S. V. Gladkovsky, S. V. Kuteneva, V. E. Veselova, E. A. Kokovikhin. Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science. 18 (3), 77 (2016). (in Russian) [С. В. Гладковский, С. В. Кутенева, В. Е. Веселова, Е. А. Коковихин. Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 18 (3), 77 (2016).]. Crossref
19. A. A. Sarkeeva, A. A. Kruglov, E. M. Borodin, S. V. Gladkovsky, R. Ya. Lutfullin. Phys. Mesomech. 15 (5), 51 (2012). (in Russian) [А. А. Саркеева, А. А. Круглов, Е. М. Бородин, С. В. Гладковский, Р. Я. Литфуллин. Физическая мезомеханика. 15 (5), 51 (2012).].
20. K. Babinsky, S. Primig, W. Knabl et al. JOM. 68 (11), 2854 (2016). Crossref
21. P. G. Mikljaev, G. S. Neshpor, V. G. Kudrjashov. The kinetics of destruction. Moscow, Metallurgiya (1979) 279 p. (in Russian) [П. Г. Микляев, Г. С. Нешпор, В. Г. Кудряшов. Кинетика разрушения. Москва, Металлургия (1979) 279 с.].
22. R. L. Botvina. Fracture. Kinetika, mekhanizmy, obshchiye zakonomernosti. Moscow, Nauka (2008) 334 p. (in Russian). [Р. Л. Ботвина. Разрушение. Кинетика, механизмы, общие закономерности. Москва, Наука (2008) 334 с.].

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Министерство образования и науки Российской Федерации - АААА-А18-118020790147-4
2. Уральское отделение Российской академии наук - № 18-9-1-20 (программа «Арктика»).