ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Аннотация
Проведены исследования сварных швов, а также прочностных характеристик композитов, формируемых путем сварки взрывом пластин из титанового сплава ВТ20 и нержавеющей стали 09Х18Н10Т с применением промежуточных слоев. Функцию промежуточных слоев выполняли пластины из тантала либо пара пластин «бронза – тантал». Методами микроструктурного анализа установлено, что в зоне соединений пластин образуются твердые растворы на основе меди и железа, а также титана и тантала. На границе сварки пластин из бронзы и тантала зафиксирована структура, представляющая собой механическую смесь меди и нанодисперсных включений β-тантала. В качестве критерия механических свойств композиционных материалов использовали уровень прочности соединения слоев. Максимальный предел прочности 420 МПа характерен для композиционных материалов с промежуточными слоями из бронзы и тантала.

Список литературы
1. Титановые сплавы в машиностроении / Б.Б. Чечулин, С.С. Ушков, И.Н. Разуваева, В.Н. Гольдфайн. – Л.: Машиностроение, 1977. – 248 с.

2. Leyens C., Peters M. Titanium and titanium alloys. Fundamentals and applications. – Weinheim: Wiley-VCH Verlag, 2003. – 532 p. – ISBN 978-3-527-30534-6.

3. Наномодифицирование сварных соединений при лазерной сварке металлов и сплавов / А.М. Оришич, А.Н. Черепанов, В.Н. Шапеев, Н.Б. Пугачева. – Новосибирск: СО РАН, 2014. – 252 с. – ISBN 978-5-7692-1379-3.

4. Сварка разнородных металлов и сплавов / В.Р. Рябов, Д.М. Рабкин, Р.С. Курочко, Л.Г. Стрижевская. – М.: Машиностроение, 1984. – 239с.

5. Structural and mechanical properties of metallic–intermetallic laminate composites produced by explosive welding and annealing / I.A. Bataev, A.A. Bataev, V.I. Mali, D.V. Pavliukova // Materials and Design. – 2013. – Vol. 35. – P. 225–234. – doi: 10.1016/j.matdes.2011.09.030.

6. Неоднородность пластической деформации титановых сплавов при высокоскопростном нагружении в процессе сварки взрывом / Д.В. Павлюкова, И.А. Батаев, В.И. Мали, Т.В. Журавина, Е.Б. Макарова, П.С. Ярцев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2011. – № 2. – С. 46–47.

7. Friction welding of TiNi alloy to stainless steel using Ni interlayer / S. Fukumoto, T. Inoue, S. Mizuno, K. Okita, T. Tomita, A. Yamamoto // Science and Technology of Welding and Joining. – 2010. – Vol. 15, iss. 2. – P. 124–130. – doi: 10.1179/136217109X12577814486692.

8. Deng Y., Sheng G., Xu C. Evaluation of the microstructure and mechanical properties of diffusion bonded joints of titanium to stainless steel with a pure silver interlayer // Materials and Design. – 2013. – Vol. 46. – P. 84–87. – doi: 10.1016/j.matdes.2012.09.058.

9. Diffusion bonding of commercially pure titanium to 304 stainless steel using copper interlayer / S. Kundu, M. Ghosh, A. Laik, K. Bhanumurthy, G.B. Kale, S. Chatterjee // Materials Science and Engineering: A. – 2005. – Vol. 407, iss. 1/2. – P. 154–160. – doi: 10.1016/j.msea.2005.07.010.

10. Characterisation of laser welded dissimilar Ti/steel joint using Mg interlayer / M. Gao, S.W. Mei, Z.M. Wang, X.Y. Li, X.Y. Zeng // Science and Technology of Welding and Joining. – 2012. – Vol. 17, iss. 4. – P. 269–276. – doi: 10.1179/1362171812Y.0000000002.

11. Elrefaey A., Tillmann W. Solid state diffusion bonding of titanium to steel using a copper base alloy as interlayer // Journal of Materials Processing Technology. – 2009. – Vol. 209, iss. 5. – P. 2746–2752. – doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.06.014.

12. Kundu S., Sam S., Chatterjee S. Interfacial reactions and strength properties in dissimilar titanium alloy/Ni alloy/microduplex stainless steel diffusion bonded joints // Materials Science and Engineering: A. – 2013. – Vol. 560. – P. 288–295. – doi: 10.1016/j.msea.2012.09.069.

13. Formation of the structure of titanium and stainless steel in laser welding / S.F. Gnyusov, V.A. Klimenov, Y.V. Alkhimov, A.D. Budnitskii, A.M. Orishich, A.N. Cherepanov, et al. // Welding International. – 2013. – Vol. 27, iss. 4. – P. 295–299. – doi: 10.1080/09507116.2012.715908.

14. Структура и свойства композиции нержавеющая сталь – медь – титан, полученной лазерной сваркой / В.Г. Буров, Н.С. Белоусова, А.Н. Черепанов, А.Г. Маликов, Е.В. Мельникова // Материалы 11 Всероссийской научно–практической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе». – Новосибирск, 2013. – С. 347–351.

15. Mali V.I., Maliutina Iu.N., Skorokhod K.A. Microstructure and strength of explosively welded titanium/Ni–based alloy composite with Cu/Ta as interlayer // Applied Mechanics and Materials. – 2014. – Vol. 682. – P. 21–24. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.682.21.

16. Трыков Ю.П., Гуревич Л.М., Арисова В.Н. Диффузия в слоистых композитах: монография. – Волгоград: Политехник, 2006. – 403 с. – ISBN 5-230-04764-X.

17. Черепанов А.Н., Оришич А.М., Мали В.И. Лазерная сварка нержавеющей стали с титановым сплавом с применением многослойной вставки, полученной взрывом // Физика горения и взрыва. – 2014. – Т. 50, № 4. – С. 124–129.

18. Киселев С.П., Мали В.И. Численное и экспериментальное моделирование образования струи при высокоскоростном косом соударении металлических пластин // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 48. – № 2. – С. 100–112.

19. Геометрические преобразования тонколистовых заготовок в процессе сварки взрывом многослойных пакетов / В.И. Мали, И.А. Батаев, А.А. Батаев, Д.В. Павлюкова, Е.А. Приходько // Физическая мезомеханика. – 2011. – № 14. – С. 117–124.

20. Thermal stability of a Cu/Ta multilayer: an intriguing interfacial reaction / H.J. Lee, K.W. Kwon, C. Ryu, R. Sinclair // Acta Materialia. – 1999. – Vol. 47, iss. 15/16. – P. 3965–3975. – doi: 10.1016/S1359–6454(99)00257–8.

21. Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник. В 3 т. Т. 2 / под общ. ред. Н.П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 1997. – 1024 c. – ISBN 5-217-01569-1.