Микроструктуры, препятствующие сцеплению материалов при сварке взрывом

Б.А. Гринберг, М.А. Иванов, С.В. Кузьмин, В.И. Лысак, Ю.П. Бесшапошников, М.С. Пушкин, А.В. Иноземцев, А.М. Пацелов показать трудоустройства и электронную почту
Получена 15 марта 2018; Принята 30 мая 2018;
Цитирование: Б.А. Гринберг, М.А. Иванов, С.В. Кузьмин, В.И. Лысак, Ю.П. Бесшапошников, М.С. Пушкин, А.В. Иноземцев, А.М. Пацелов. Микроструктуры, препятствующие сцеплению материалов при сварке взрывом. Письма о материалах. 2018. Т.8. №3. С.252-257
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-3-252-257

Аннотация

Зона контакта двух пластин для стенки нефтехимического реактора (коксовая камера), сделанных из стали 08Cr13 и стали 12CrMo, имеет многослойную структуру. Сегрегация углерода стимулирует эвтектоидный распад, который вызывает образование колоний стержневидных карбидов. В результате наблюдаются две зоны риска: расплавленная зона (2) и зона сегрегации (3).Рассмотрены особенности структуры поверхности раздела и проанализированы возможные зоны риска для двух, в известной степени, альтернативных объектов, получаемых сваркой взрывом. Один из них – химический реактор, другой – нефтехимический реактор (коксовая камера). Конструирование стенки химического реактора является примером успешной реализации сварки взрывом. В результате анализа структуры стенки химического реактора, содержащей сварное соединение медь-тантал, были выявлены причины еее стабильности, обеспечивающие длительное время эксплуатации реактора в условиях агрессивных сред. Однако, зона риска может возникать, благодаря квазиволновой природе поверхности раздела. Напротив, для нефтехимического реактора выявлены причины, уменьшающие время его использования. Зона контакта двух пластин для стенки нефтехимического реактора (коксовая камера), сделанных путем сварки взрывом из стали 08Cr13 и стали 12CrMo,состоит из пяти слоев. Сегрегация углерода стимулирует эвтектоидный распад, который вызывает образование колоний стержневидных карбидов. В результате наблюдаются две зоны риска: расплавленная зона и зона сегрегации. Стенки реактора испытывают давление в результате смешивания тяжелых фракций нефти. В этом случае колонии стержневидных карбидов действуют как барьеры, препятствующие выходу дислокаций из лабиринта, ими образованного. Концентрация напряжений инициирует распространение трещин. Используя в качестве примера соединения медь-титан, влияние интерметаллических реакций на прочность сварных соединений было изучено. Наблюдались разупорядоченные и неограненные кластеры и их превращения в интерметаллические частицы, которые затем превращались в агломераты. Обращается внимание на тот факт, что многообразие действующих способов и условий делает опасность образования интерметаллидов вполне реальной.

Ссылки (19)

1. A. A. Deribas. High Pressure Research, 1, 365 (1989). Crossref
2. J. F. Lancaster. Metallurgy of welding, 6th ed. Abington Pub, Abington Cambridge (1999) 468 p.
3. V. I. Lysak, S. V. Kuzmin. Explosion Welding. Moscow, Mashinostroenie (2005) 544 p. (in Russian) [Лысак В. И., Кузьмин С. В. Сварка взрывом. Москва, Машиностроение (2005) 544 с.].
4. V. V. Rybin, B. A. Greenberg, M. A. Ivanov, A. M. Patselov, O. V. Antonova, O. A. Elkina, A. V. Inozemtsev, G. A. Salishchev. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 11, 8885 (2011). Crossref
5. D. Frey, J. Banker. Recent Successes in Tantalum Clad Pressure Vessel Manufacture: A New Generation of Tantalum Clad Vessels, Corrosion Solutions Conference. Wah Chang, USA (2003) P. 163 - 169.
6. B. A. Greenberg, M. A. Ivanov, V. V. Rybin, O. A. Elkina, O. V. Antonova, A. M. Patselov, A. V. Inozemtsev, A. V. Plotnikov, A. Y. Volkova, Y. P. Besshaposhnikov. Materials Characterization. 75, 51 (2013).
7. B. A. Greenberg, M. A. Ivanov, A. V. Inozemtsev, A. M. Patselov, M. S. Pushkin, A. M. Vlasova. Metall and Mat Trans A. 46, 3569 (2015). Crossref
8. K. S. Birdi. Handbook of surface and colloid chemistry, 3rd ed. CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton (2009) 709 p.
9. D. Grady. Fragmentation of Rings and Shells: The Legacy of N. F. Mott. Springer, Berlin Heidelberg (2006) 373 p.
10. A. V. Pocius. Adhesion and adhesives technology: an introduction, 2d ed. Hanser Publishers, Hanser / Gardner Publications, Munich, Cincinnati (2002) 352 p.
11. B. A. Greenberg, O. A. Elkina, A. M. Patselov, A. V. Plotnikov, M. A. Ivanov, Y. P. Besshaposhnikov. Journal of Materials Processing Technology. 215, 79 (2015). Crossref
12. F. Ernst, A. Avishai, H. Kahn, X. Gu, G. M. Michal, A. H. Heuer. Metall and Mat Trans A. 40, 1768 (2009). Crossref
13. J. Cermak, L. Kral. Journal of Alloys and Compounds. 586, 129 (2014). Crossref
14. R. Elliott. Eutectic solidification processing: crystalline and glassy alloys. Butterworths, London, Boston (1983) 378 p.
15. E. Houdremont. Handbuch der Sonderstahlkunde, 3-d ed. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (1956) 1051 p.
16. B. A. Greenberg, M. S. Pushkin, A. M. Patselov, A. M. Inozemtsev, M. A. Ivanov, O. V. Slautin, Yu. P. Besshaposhnikov. Welding International. 31(5), 384 (2017). Crossref
17. B. A. Greenberg, M. A. Ivanov, M. S. Pushkin, 1 A. V. Inozemtsev, A. M. Patselov, A. P. Tankeyev, S. V. Kuzmin, V. I. Lysak. Metall and Mat Trans A. 47, 5461 (2016). Crossref
18. R. W. Cahn, P. Haasen. Physical Metallurgy. Elsevier Science (1996) 2960 p.
19. A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. Progress in Materials Science. 53, 893 (2008). Crossref

Цитирования (2)

1.
S.V. Gladkovsky, S.V. Kuteneva, S.N. Sergeev. Materials Characterization. 154, 294 (2019). Crossref
2.
J. Li, Z. Xu, Y. Zhao, W. Jiang, W. Qin, Q. Mao, Y. Wei, B. Wang. Coatings. 13(3), 600 (2023). Crossref

Другие статьи на эту тему