Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 [ 147 ] 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

ного покрытия толщиной 0,15-0,25 мм на титановую кромку, смещение электрода от оси стыка в сторону Си на 2,5-4,5 мм и разделка титановой заготовки под углом 45° несколько улучшают условия формирования шва, но не предотвращают полностью появления иитерметаллидов. При последующем нагреве такого соединения до 400-500 °С резко снижается прочность и пластичность.

Радикальным решением при сварке плавлением является применение вставок из Nb или Та. При электронно-лучевой сварке получают соединения с высокой пластичностью (угол загиба 180°). При АДС этот показатель составляет 120-160°. Ударная вязкость на уровне 700-800 кДж/мм. Разрушение при испытании сварных соединений происходит по границе с медным сплавом.

33.3.3. Сварка меди с тугоплавкими металлами

Медь с молибденом взаимно нерастворимы, но жидкая медь способна смачивать его поверхность. Поэтому для получения соединения этого сочетания материалов нашли применение сварко-пайка, диффузионная и электронно-лучевая сварка. В электронной промышленности получил распространение способ заливки в специальные оправки в вакууме расплавом меди молибденового стержня с последующим изготовлением из полученной заготовки деталей механической обработки.

Сварка Си с Nb осложнена значительным различием в температурах плавления и теплопроводности и различной реакцией на присутствие водорода. Поэтому для сварки плавлением пригоден только Nb с низким содержанием водорода. Nb с Си образует ограниченные растворы. При 950 °С в N1 растворяется 2,2 % меди.

При аргонодуговой сварке вольфрамовый электрод располагают над медной кромкой при небольшом ее превышении над кромкой второй заготовки (порядка 0,2-0,25 мм). При электронно-лучевой луч смещают в сторону медной заготовки порядка 0,75 ее диаметра. Процесс сварки критичен к точности сборки и расположению пятна нагрева на изделии. В случае отклонения - непровары, прожоги, подрезы. Из-за высокой теплопроводности расплав быстро кристаллизуется и в шве могут фиксироваться выделяющиеся пузырьки газа. Этот дефект устраняется при повторном переплаве.

Сварные соединения, выполненные аргонодуговой и электронно-лучевой сваркой, равнопрочны основному материалу (разрушение при испытании идет по меди) и достаточно пластичны (угол загиба 120-180°).

Сварные соединения W с Си, выполненные диффузионной сваркой непосредственно, имеют низкую прочность. Подслой

Ni позволяет получать сварные соединения с уровнем прочности до 133 МПа (температура сварки 700 °С, сварочное давление порядка 15 МПа, время сварки 15 мин). При этом значительно увеличивается усталостная прочность соединения в условиях термоциклирования.

33.4. Сварка титана с алюминием

Основные трудности получения непосредственного сварного соединения этого сочетания металлов связаны с образованием химических соединений TiAl при 1460 °С (содержание А1 36,03 %) и Т1А1з при 1340 °С (содержание А1 60-64%) в результате перитектической реакции. Предельная растворимость Ti в А1 мала и составляет 0,26-0,28 % при 665 °С. При 20 °С эта величина снижается до 0,07%- Алюминий в титане образует ограниченные области а- и р-растворов. Технически чистый А1 и Ti обладают высокой пластичностью. Эти материалы сильно отличаются по температуре плавления и другим тепло-физическим величинам. Сплавы титана имеют значительно более высокую прочность и твердость.

В связи с отмеченными особенностями получить соединение при расплавлении обеих заготовок с получением металла шва, представляюшего твердый раствор, практически невозможно. Шов всегда будет содержать интерметаллиды, сильно охруп-чиваюшие соединение.

Из методов сварки в твердой фазе получила применение холодная сварка технически чистых алюминия и титана. Техника холодной сварки принципиально не отличается от сварки других сочетаний металлов. Полученные соединения равнопрочны основному металлу.

Диффузионной сваркой удается сваривать достаточно большую номенклатуру сочетаний титановых и алюминиевых сплавов при высоком качестве соединения. Сварка ведется при температуре 560-720 °С и продолжительности нагрева порядка 10 мин. Термическая обработка таких соединений при 500 °С в течение 10 ч и при 600 °С в течение 1 ч не приводит к снижению механических свойств и вакуумной плотности. Интенсивный рост интерметаллида (А1зТ1) начинается после 2-ч выдержки при 600 °С. Толшина прослойки интерметаллида при диффузионной сварке достигает 12 мкм, что сушественно не отражается на механических свойствах. Разрушение образцов, полученных диффузионной сваркой, при испытаниях идет по алюминиевой заготовке.

Сварка методами плавления возможна в случае, когда будет обеспечено расплавление только А1 при минимальном перегреве и при ограничении времени контакта расплава с поверхностью титановой заготовки, т. е. в режиме сварки-пайки,

При этом время контакта с расплавом должно быть меньше времени ретардации образования иитерметаллидов. При температуре 700-800 °С и выдержке 15 с интерметаллиды еще не образуются. Повышение температуры до 900 °С и выше приводит к появлению в зоне контакта соединения НАЦ. Таким образом, техника сварки должна быть такой, чтобы в зоне контакта температура не превышала 850 °С. Такие условия можно получить, расплавляя только алюминий.

Раздел 10 материалы

для наплавки и напыления

Глава 34. НАПЛАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ (Гаврилюк В. С.)

34.1. Материалы для износостойкой и коррозионностойкой наплавки

Сущность наплавки состоит в нанесении методами сварки либо другими способами на поверхность детали слоя, обладающего требуемым комплексом свойств Непременным условием наплавки является получение хорошего сплавления, отсутствие нли в отдельных случаях минимальное количество пор и трещин.

34.1.1. Перлитные материалы

Состав перлитных материалов (Нп-25, Нп-20ХГСА, Нп-90ХГСА и др.) обеспечивает в зависимости от скорости охлаждения наплавки перлитно-сор-битную структуру Твердость наплавленного металла находится на уровне 25-40 HRC Износостойкость наплавленного слоя значительно уступает мартенситной структуре, поэтому сопротивление износу при трении невысоко Наплавочные материалы этого класса часто применяют для создания «подслоя», на который наплавляют слой повышенной твердости

34.1.2. Мартенситные материалы

Данные материалы характеризуются образованием мартенситной структуры сразу после наплавки Обладая повышенной твердостью, стойкостью при абразивном износе, наплавка этого типа характеризуется пониженными пластическими свойствами, хрупкостью, склонны к образованию холодных трещин При работе в условиях ударного нагружения возможны отколы по основному металлу или в зоне сплавления

Низколегированные мартенситные материалы (Нп-40ХЗГ2МФ, Нп-40Х2Г2М, НП-50Х6ФМС и др ), процент легирующих элементов в которых относительно невысок, обеспечивают в наплавке мартенситно-бейнитные структуры и отличаются сравнительно невысокой твердостью (45-50 HRC). Свойства наплавки повышаются в основном увеличением содержания в ней углерода и хрома, что приводит к соответствующему увеличению доли мартенситной составляющей.