ДИФУЗІЙНЕ ЗВАРЮВАННЯ У ВАКУУМІ ТОНКОЛИСТОВОГО НІКЕЛЕВОГО СПЛАВУ

Автор:

Фальченко Юрій В’ячеславович, Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України (вул. Боженка, 11, м. Київ, 03680, Україна)

Петрушинець Лідія Вячеславівна, Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України (вул. Боженка, 11, м. Київ, 03680, Україна)

Устінов Анатолій Іванович, Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України (вул. Боженка, 11, м. Київ, 03680, Україна)

Мельниченко Тетяна Всеволодівна, Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України (вул. Боженка, 11, м. Київ, 03680, Україна)

Новомлинець Олег Олександрович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14027, Україна)

Гусарова Ірина Олександрівна, Конструкторське бюро «Південне» ім. М. К. Янгеля (вул. Криворіжзька, 3, м. Дніпро, 49008, Україна).

Мова статті: українська

Анотація:

Актуальність теми дослідження. Нікелеві сплави широко застосовуються при виготовленні газових турбін, в космічних кораблях, ракетних двигунах, тощо.

Постановка проблеми. Складність отримання з’єднань з нікелевих сплавів методом дифузійного зварювання полягає в наявності на їх поверхнях термічно стійкого шару оксиду і низький пластичності даної групи матеріалів.

Аналіз досліджень і публікацій. Проведений аналіз показав, що поєднання високих параметрів дифузійного зварювання з застосуванням проміжних прошарків дозволяє отримати якісні з’єднання з жароміцних нікелевих сплавів.

Виділення не вирішених раніше частин глобальної проблеми. Описані технології розраховані на з’єднання масивних зразків і непридатні для тонких фольг.

Постановка завданняДослідити можливість отримання зварних з’єднань фольг з порошкового нікелевого сплаву.

Виклад основного матеріалу. Проводили дифузійне зварювання у вакуумі фольг з нікелевого сплаву товщиною δ = 25 мкм.

При зварюванні без проміжних прошарків зі збільшенням температури зварювання дефектність зони з’єднання зменшується. Однак, навіть при Тзв = 1200 °С в зоні з’єднання зберігається ланцюжок оксидів і пор.

Для активації дифузійних процесів застосовували прошарки з Cu, Co, Ni. Застосування прошарків з Co призводить до утворення хімічної неоднорідності в зоні з’єднання і до розвитку значної пористості в стику. Використання прошарку з Ni призводить до утворення в стику зони з низьким вмістом хрому. Мікроструктура даної зони аналогічна до вихідного сплаву, але має меншу дефектність. Зварювання з прошарком з Cu забезпечує рівномірний характер розподілу елементів в стику і мінімальну кількість дефектів.

Середня міцність зразків, отриманих з прошарком з Ni становить σв = 108 МПа, з Co  σв = 233 МПа, з Cu – σв = 317 МПа.

Висновки. Досліджено умови формування з’єднань тонких фольг з нікелевого сплаву методом дифузійного зварювання у вакуумі при застосуванні проміжних прошарків з Cu, Co, Ni. Показано, що фольги, отримані за технологією електронно-променевого випаровування і конденсації в вакуумі сприяють інтенсифікації дифузійних процесів з стику, а також забезпечують формування зварних з’єднань.

Ключові слова:

дифузійне зварювання у вакуумі, Ni-Cr, багатошарові фольги, мікроструктура, мікроіндентування

Список використаних джерел:

  1. Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок / под ред. Симса Ч. Т., Столоффа Н. С., Xагсля У. К. ; пер. с англ. В 2 кн. Кн. 1 / под ред. Шалина Р. Е. – М. : Металлургия, 1995. – 384 с.

  2. Atkinson H. V. A Review of the Role of Short-Circuit Diffusion in the Oxidation of Nickel, Chromium, and NickelChromium Alloys / H. V. Atkinson // Oxidation of Metals. – 1985. – Vol. 24, № 3/4. – Рp. 177–197.

  3. Yeh M. S. Diffusion Bonding of a Superplastic Inconel 718SPF Superalloy by Electroless Nickel Plating / M. S. Yeh, C. B. Chang, T. H. Chuang // Journal of Materials Engineering and Performance. – 2000. – Vol. 9. – Рp. 51–55.

  4. Мусин Р. А. Диффузионная сварка жаропрочных сплавов / Р. А. Мусин, В. Н. Анциферов, В. Ф. Квасницкий. – М. : Металлургия, 1979. – 208 с.

  5. Methods for Diffusion Welding the Superalloy Udimet 700 / D. S. Duvall, W. A. Owczarski, D. F. Paulonis, W. H. King // Welding Research Supplement. – 1972. – Vol. 2. – Рp. 41–49.

  6. Диффузионная сварка в вакууме сплава на основе γ-TiAl с использованием нанослойных прослоек / Г. К. Харченко, А. И. Устинов, Ю. В. Фальченко [та ін.] // Автоматическая сварка. – 2011. – № 3. – С. 7–11.

  7. Устинов А. И. Закономерности формирования пористой структуры нержавеющей стали при ее осаждении из паровой фазы в присутствии паров хлористого натрия / А. И. Устинов, К. В. Ляпина, Т.В.Мельниченко // Спец. Электрометаллургия. – 2005. –  4. – С. 2328.

  8. Уравнение индентирования / С. А. Фирстов, В. Ф. Горбань, Э. П. Печковский [та ін.] // Доповіді Національної академії наук України. – 2007. – № 12. – С. 100–106.

Завантажити