Унифицированная карточка ресурса.

(Информационние карты диссертаций)

.
Дата материала:   03.12.2009
Название:   Разработка и обоснование технологии сварки алюминиевых бронз со сталями
Основное описание:   Цель диссертации: разработка научно-обоснованной технологии аргонодуговой сварки алюминиевых бронз с углеродистыми и низколегированными сталями, обеспечивающей получение временного сопротивления и ударной вязкости металла сварных соединений на уровне свойств бронзы. Получены следующие результаты, обладающие научной новизной: - установлено, что при сварке алюминиевых бронз со сталями структура металла шва состоит преимущественно из двух сложных фаз переменного состава: альфа-фазы с ГЦК - решеткой (твердый раствор на основе меди) в виде матрицы металла шва и фи-фазы с ОЦК - решеткой (твердый раствор на основе альфа-железа) в виде ее выделений по сечению металла шва и кристаллизационной прослойки у границы сплавления со сталью; определены их химические составы и параметры кристаллических решеток; - установлена закономерность изменения состава альфа- и фи-фаз, количества выделений фи-фазы и толщины кристаллизационной прослойки в зависимости от степени расплавления стали. С повышением степени расплавления стали увеличивается количество выделений хрупкой фи-фазы и толщина кристаллизационной прослойки, что приводит к существенному уменьшению ударной вязкости металла сварных соединений и к изменению характера их разрушения от вязкого к хрупкому. При этом матрица металла шва обедняется упрочняющими элементами - алюминием и никелем, диффундирующими из жидкой альфа-фазы в образующуюся фи-фазу и в сталь, что приводит к уменьшению временного сопротивления металла шва; - установлено, что для повышения временного сопротивления и ударной вязкости металла шва и сварных соединений алюминиевых бронз с углеродистыми и низколегированными сталями до уровня свойств бронзы технология сварки должны обеспечивать пониженную степень расплавленной стали. Определены технологические параметры аргонодуговой сварки, обеспечивающие пониженную степень расплавления стали за счет того, что между дугой и сталью во все время процесса сварки имеется слой жидкого металла из медного сплава, предотвращающего непосредственное горение дуги между неплавящимися электродом и сталью; - предложен критерий обеспечения конструктивной прочности разнородных сварных соединений алюминиевых бронз с углеродистыми и низколегированными сталями (по временному сопротивлению и ударной вязкости): среднее содержание фи-фазы в зоне переменного состава металла шва у границы сплавления со сталью не должно превышать 25%; - сформулирована схема формирования металла шва при сварке медных сплавов со сталями, учитывающая различия в теплофизических свойствах свариваемых металлов и ограниченную растворимость железа в бронзах и меди в железе и заключающаяся в следующем. Железо, перешедшее в сварочную ванну в результате расплавления стали в количествах, превышающих его растворимость в жидком медном сплаве, в процессе охлаждения сварочной ванны кристаллизуется как по ее сечению, так на оплавленных зернах стали в виде выделений и кристаллизационной прослойки. В эти выделения и в прослойку диффундируют из сварочной ванны медь, алюминий, углерод и другие элементы, входящие в ее состав, формируя фи-фазу. Выделения фи-фазы, наряду с оплавленными зернами стали и бронзы, становятся центрами дальнейшей кристаллизации металла шва. При достижении температуры солидуса оставшаяся жидкая часть сварочной ванны кристаллизуется в альфа-фазу. Из-за высокой скорости охлаждения сварочной ванны избыточные железо в альфа-фазе и медь в фи-фазе преимущественно сохраняются в них в виде пересыщенных твердых растворов на основе соответственно меди и альфа-железа. Практическая ценность работы заключается в следующем: - показано, что для обеспечения временного сопротивления и ударной вязкости металла шва сварных соединений алюминиевых бронз с углеродистой и низколегированной сталью на уровне свойств основного металла (бронзы) сварку следует выполнять таким образом, чтобы среднее содержание железа и количество фи-фазы (по площади) в зоне переменного состава металла шва у границы сплавления со сталью не превышали соответственно 16 и 25%; - разработана новая технология аргонодуговой сварки алюминиевых бронз с углеродистыми и низколегированными сталями, обеспечивающая пониженную степень расплавления стали, при которой содержание железа и фи-фазы в зоне переменного состава металла шва у границы сплавления со сталью не превышает соответственно 16 и 25%, а временные сопротивление и ударная вязкость сварных соединений находятся на уровне свойств бронзы; - разработана и освоена на ОАО "ЛМЗ" технология аргонодуговой сварки в различных пространственных положениях плавящимся и неплавящимся электродом трубных досок из алюминиевой бронзы CuAl8Fe с корпусом и фланцами из стали St 37-2 применительно к изготовлению конденсатора и выпущена согласованная с ОАО "ЛМЗ" технологическая инструкция "Сварка трубных досок из алюминиевой бронзы марки CuAl8Fe с корпусом и с фланцами конденсатора из стали St 37-2" № 103-15; - основные положения и результаты выполненной работы по разработке технологии сварки алюминиевых бронз с углеродистыми и низколегированными сталями с пониженной степенью расплавления стали внедрены на ФГУП "Адмиралтейские верфи" при аргонодуговой сварки изделий МСЧ.
Шифр специальности:   05.03.06 Технологии и машины сварочного производства
Авторы (ФИО):   Пичужкин Сергей Александрович
Степень соискателя:   канд. техн. наук
Год защиты:   2009
УДК:   621.791.75
ГРНТИ:   81.35.15 Дуговая сварка и резка
Информация о источнике:   Российская государственная библиотека, отдел диссертаций - http://www.rsl.ru/i
dex.php?doc=104

Приоритетные направления:   Индустрия наносистем и материалы;

Связанные материалы
Диссертация -> Организация
Место защиты Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей"
  Rambler's Top100