Особенности структурообразования переходной зоны в слоистом композиционном материале, полученном сваркой взрывом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Приведены исследования особенностей структурообразования в переходных зонах слоистого металлического материала из конструкционных углеродистых и легированных нержавеющих сталей с внутренним протектором. Определена последовательность расположения слоев. Промышленным способом производства такого материала была принята технология сварки взрывом, обеспечивающая получение 3-, 4- и 6-слойных материалов с одним и двумя внутренними протекторами за один подрыв. Выбор оптимальных параметров процесса осуществляли при помощи компьютерного моделирования с использованием программного продукта LS-DYNA. Расчетом определяли основные технологические параметры процесса, обеспечивающие в контактной зоне на каждой межслойной границе соотношение амплитуды образующихся волн к их длине в диапазоне от 0,3 до 0,5. Проведенны механические испытания многослойных заготовок. Величина прочности сцепления слоев на срез составила от 320 до 410 МПа, временного сопротивления на разрыв основного слоя – от 520 до 710 МПа, ударной вязкости – от 290 до 740 кДж/м2, угол загиба при статическом нагружении – 140 градусов и выше. Определен фазовый состав и характеристики кристаллографической структуры переходных зон слоистого металлического материала с внутренним протектором. Установлено наличие γ-Fe с гранецентрированной кристаллической решеткой, две кубические структуры, по одной гексагональной и орторомбической. На образцах с искусственным питтнгом установлено их влияние на скорость анодного растворения протекторного слоя при контакте с агрессивной средой. Показано, что наибольшей коррозионной стойкостью обладают межслойные границы с однородной структурой и минимальной толщиной.

Об авторах

Андрей Евгеньевич Розен

Пензенский государственный университет, Пенза

Email: aerozen@bk.ru
ORCID iD: 0000-0003-3362-9617

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Сварочное, литейное производство и материаловедение»

Россия

Ирина Лазаревна Харина

АО «НПО «ЦНИИТМАШ», Москва

Email: cniitmash@cniitmash.com
ORCID iD: 0000-0002-1847-2917

кандидат технических наук, главный научный сотрудник лаборатории коррозионных испытаний

Россия

Андрей Сергеевич Гуденко

АО «НПО «ЦНИИТМАШ», Москва

Email: andgas@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6459-9516

кандидат технических наук, заведующий отделом физико-химических методов исследования металлов

Россия

Алексей Валерьевич Прыщак

Пензенский государственный университет, Пенза

Email: metal@pnzgu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1770-6678

кандидат технических наук, доцент кафедры «Сварочное, литейное производство и материаловедение»

Россия

Александр Владимирович Хорин

Пензенский государственный университет, Пенза

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexkho154@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7164-7942

кандидат технических наук, доцент кафедры «Контроль и испытания материалов»

Россия

Виктор Михайлович Батрашов

Пензенский государственный университет, Пенза

Email: metal@pnzgu.ru
ORCID iD: 0000-0001-8475-2987

кандидат технических наук, доцент кафедры «Контроль и испытания материалов»

Россия

Максим Сергеевич Гуськов

Пензенский государственный университет, Пенза

Email: metal@pnzgu.ru
ORCID iD: 0000-0002-4143-576X

кандидат технических наук, доцент кафедры «Контроль и испытания материалов»

Россия

Андрей Андреевич Розен

Пензенский государственный университет, Пенза

Email: aarozen@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-3970-1707

аспирант кафедры «Сварочное, литейное производство и материаловедение»

Россия

Дмитрий Вячеславович Козлов

Пензенский государственный университет, Пенза

Email: d_v_kozlov@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0003-2501-7768

аспирант кафедры «Сварочное, литейное производство и материаловедение»

Россия

Список литературы

  1. Akpanyung K.V., Loto R.T. Pitting corrosion evaluation: a review // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1378. № 2. Article number 022088. doi: 10.1088/1742-6596/1378/2/022088.
  2. Jafarzadeh S., Chen Z., Bobaru F. Computational modeling of pitting corrosion // Corrosion reviews. 2019. Vol. 37. № 5. P. 419–439. doi: 10.1515/corrrev-2019-0049.
  3. Xiang Y., Li C., Hesitao W., Long Z., Yan W. Understanding the pitting corrosion mechanism of pipeline steel in an impure supercritical CO2 environment // The Journal of Supercritical Fluids. 2018. Vol. 138. P. 132–142. doi: 10.1016/j.supflu.2018.04.009.
  4. Frankel G.S., Li T., Scully J.R. Localized corrosion: Passive film breakdown vs pit growth stability // Journal of the electrochemical society. 2017. Vol. 164. № 4. P. C180–C181. doi: 10.1149/2.1381704 jes.
  5. Chi G., Yi D., Liu H. Effect of roughness on electrochemical and pitting corrosion of Ti-6Al-4V alloy in 12 wt.% HCl solution at 35 °C // Journal of Materials Research and Technology. 2020. Vol. 9. № 2. P. 1162–1174. doi: 10.1016/j.jmrt.2019.11.044.
  6. Obeyesekere N. Pitting corrosion // Trends in Oil and Gas Corrosion Research and Technologies. 2017. P. 215–248. doi: 10.1016/B978-0-08-101105-8.00009-7.
  7. Ha H.-Y., Lee T.-H., Lee C.-G., Yoon H. Understanding the relation between pitting corrosion resistance and phase fraction of S32101 duplex stainless steel // Corrosion Science. 2019. Vol. 149. P. 226–235. doi: 10.1016/j.corsci.2019.01.001.
  8. Wei L., Liu Y., Li Q., Cheng Y.F. Effect of roughness on general corrosion and pitting of (FeCoCrNi)0.89(WC)0.11 high-entropy alloy composite in 3.5 wt.% NaCl solution // Corrosion Science. 2019. Vol. 146. P. 44–57. doi: 10.1016/j.corsci.2018.10.025.
  9. Mohammed S., Hua Y., Barker R., Neville A. Investigating pitting in X65 carbon steel using potentiostatic polarization // Applied Surface Science. 2017. Vol. 423. P. 25–32. doi: 10.1016/j.apsusc.2017.06.015.
  10. Grachev V.A., Rozen A.E., Perelygin Y.P., Kireev S.Y., Los I.S., Rozen A.A. Measuring corrosion rate and protector effectiveness of advanced multilayer metallic materials by newly developed methods // Heliyon. 2018. Vol. 4. № 8. Article number e00731. doi: 10.1016/j.heliyon.2018.e00731.
  11. Розен А.Е., Киреев С.Ю., Дуб А.В., Сафонов И.А., Макарова Е.А., Розен А.А., Исаков Е.Г., Корольков А.О. Особенности дуговой сварки слоистого коррозионностойкого материала // Frontier Materials & Technologies. 2021. № 4. С. 57–68. doi: 10.18323/2782-4039-2021-4-57-68.
  12. Grachev V.A., Rozen A.E., Perelygin Yu.P., Kireev S.Yu., Los’ I.S., Rozen A.A. Accelerated Corrosion Tests of a New Class of Multilayer Metallic Materials with an Internal Protector // Russian Metallurgy (Metally). 2019. № 3. P. 247–256. doi: 10.1134/S0036029519030030.
  13. Розен А.Е., Корнеев А.Е., Хорин А.В., Прыщак А.В., Гуденко А.С., Розен А.А., Козлов Д.В. Структурообразование межслойных границ слоистого металлического материала при сварке взрывом // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2020. № 11. С. 41–45. doi: 10.35211/1990-5297-2020-11-246-41-45.
  14. Saikov I.V., Malakhov A.Y., Saikova G.R., Denisov I.V., Gulyaev P.Y. Influence of Explosive Welding Parameters on the Structure of Interface in Brass–Invar Thermobimetal // Inorganic Materials: Applied Research. 2020. Vol. 11. № 2. P. 448–452. doi: 10.1134/S2075113320020331.
  15. Malakhov A.Y., Saikov I.V., Denisov I.V. Brass–Invar Bimetal Interface in the Joint Formed by Explosive Welding // Russian Metallurgy (Metally). 2021. Vol. 2021. № 10. P. 1289–1293. doi: 10.1134/S0036029521100219.
  16. Батаев И.А., Лазуренко Д.В., Малютина Ю.Н., Никулина А.А., Батаев А.А., Матц О.Э., Кучумова И.Д. Сверхвысокие скорости охлаждения на границе свариваемых взрывом материалов и их влияние на формирование структуры зон перемешивания // Физика горения и взрыва. 2018. Т. 54. № 2. C. 122–130. doi: 10.15372/FGV20180213.
  17. Батаев И.А. Формирование структуры сваренных взрывом материалов: экспериментальные исследования и численное моделирование // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2017. № 4. C. 55–67. doi: 10.17212/1994-6309-2017-4-55-67.
  18. Мухутдинов А.Р., Гарифуллин Р.Ш., Ефимов М.Г., Вахидова З.Р. Моделирование процесса сварки взрывом с использованием Ansys autodyn // Взрывное дело. 2019. № 125-82. С. 65–73.
  19. Маринин М.А., Хохлов С.В., Ишейский В.А. Моделирование режима протекания процесса сварки плоских листовых деталей взрывом // Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 275–280. doi: 10.31897/pmi.2019.3.275.
  20. Лось И.С. Оценка коррозионной стойкости многослойных металлических материалов // Вопросы материаловедения. 2016. № 3. С. 138–144.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ,



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах