Российские нанотехнологии. 2017; 12: 80-86
ВЛИЯНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ, ВВЕДЕННЫХ В ХВОСТОВУЮ ЧАСТЬ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ, НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ МЕТАЛЛА ШВА
Аннотация
В работе рассмотрена возможность введения наноразмерных частиц в расплав сварочной ванны через присадочную порошковую проволоку. Была предложена порошковая проволока, в состав шихты которой введены композиционные гранулы, полученные при совместной обработке порошка никеля и наноразмерных частиц. Для исключения перегрева частиц порошковую проволоку было предложено подавать в хвостовую часть сварочной ванны с использованием подогрева. В качестве тугоплавких наноразмерных частиц были опробованы: карбид вольфрама (WC), нитрид титана (TiN), оксид алюминия (Al2O3 ). Показано, что введение в сварочную ванну карбида вольфрама приводит к повышению стабильности значений ударной вязкости металла шва при сохранении его среднего значения, а введение в сварочную ванну оксида алюминия приводит к повышению средних значений ударной вязкости металла шва при сохранении стабильности ее значений, в то время как наноразмерные частицы нитрида титана в сварочной ванне склонны к диссоциации и приводят к формированию пористости, что ограничивает применение данного модификатора.
Список литературы
1. Соколов Г.Н., Лысак И.В., Трошков А.С., Зорин И.В., Горемыкина С.С., Самохин А.В., Алексеев Н.В., Цветков Ю.В. Модифицирование структуры наплавленного металла нанодисперсными карбидами вольфрама // Физика и химия обработки материалов. 2009. № 6. С. 18–25.
2. Соколов Г.Н., Трошков А.С., Лысак В.И., Самохин А.В., Благовещенский Ю.В., Алексеев Н.В., Цветков Ю.В. Влияние нанодисперсных карбидов WC и никеля на структуру и свойства наплавленного металла // Сварка и диагностика. 2011. № 3. С. 36–38.
3. Соколов Г.Н., Лысак И.В., Зорин И.В., Артемьев А.А., Дубцов Ю.Н., Харламов В.О., Антонов А.А. Феноменологическая модель формирования центров кристаллизации в металлическом расплаве при сварке под влиянием ультрадисперсных тугоплавких компонентов // Вопросы материаловедения. 2015. № 4. С. 159–168.
4. Линник А.А., Панкратов А.С., Коберник Н.В. Влияние наноразмерных порошков карбида вольфрама на структуру и свойства металла шва // Известие вузов: Машиностроение. 2013. № 6. С. 66–71.
5. Панкратов А.С., Линник А.А., Коберник Н.В., Михеев Р.С. Модифицирование металла шва наноразмерными частицами (обзор) // Сварка и диагностика. 2015. № 5. С. 11–16.
6. Силкин А.А., Линник А.А., Панкратов А.С., Курганова Ю.А., Коберник Н.В., Михеев Р.С. Особенности формирования структуры металла шва при введении нанопоразмерных частиц в расплав сварочной ванны // Технология металлов. 2016. № 1. С. 11–15.
7. Кузнецов В.Д., Смирнов И.В., Шаповалов К.П. Влияние нанодобавок на структуру и свойства металла швов при сварке высокопрочных низколегированных сталей // Прогресивнi технологii i системи машинобудувания. 2013. Вип. 1, 2 (46). С. 143–150.
8. Болдырев А.М., Гущин Д.А., Кузнецов В.Д., Смирнов И.В. Оценка термодинамических факторов взаимодействия металлохимической присадки со сварочной ванной // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архетиктура. 2014. № 2 (34). С. 24–33.
9. Болдырев А.М., Гребенчук В.Г., Гущин Д.А., Ткачев А.Г., Блинов С.В. Получение металлохимической сварочной присадки с нанодисперсными частицами диоксида титана // Нанотехнологии в строительстве. 2013. № 6. С. 53–66.
10. Makarov S.V., Sapozhkov S.B. Production of electrodes for manual arc welding using nanodisperse materials // World Applied Sciences Journal. 2014. V. 29. № 6. P. 720–723.
11. Якушин Б.Ф. Разработка научных основ и способов обеспечения технологической прочности сварных соединений крупногабаритных конструкций из сталей и сплавов ограниченной свариваемости: дис. … д-ра техн. наук. М., 2000.
12. Якушин Б.Ф., Сударев А.В. Анализ эффективности ввода дополнительной горячей присадки при дуговой наплавке закаливающихся сталей // Сварка и диагностика. 2007. № 1. С. 4–5.
13. Походня И.К., Макаренко В.Д., Карсун А.О., Милеченко С.С. Влияние никеля на структуру и механические свойства шва, выполненного электродами с основным покрытием // Автоматическая сварка. 1986. № 2. С. 1–5.
14. Конищев Б.П., Курланов С.А., Потапов Н.Н. и др. Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие: В 2-х т. Т. 1. Защитные газы и сварочные флюсы / Под общ. ред. Н. Н. Потапова. М.: Машиностроение, 1989. 544 с.: ил.
Title in english. 2017; 12: 80-86
ВЛИЯНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ, ВВЕДЕННЫХ В ХВОСТОВУЮ ЧАСТЬ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ, НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ МЕТАЛЛА ШВА
Abstract
В работе рассмотрена возможность введения наноразмерных частиц в расплав сварочной ванны через присадочную порошковую проволоку. Была предложена порошковая проволока, в состав шихты которой введены композиционные гранулы, полученные при совместной обработке порошка никеля и наноразмерных частиц. Для исключения перегрева частиц порошковую проволоку было предложено подавать в хвостовую часть сварочной ванны с использованием подогрева. В качестве тугоплавких наноразмерных частиц были опробованы: карбид вольфрама (WC), нитрид титана (TiN), оксид алюминия (Al2O3 ). Показано, что введение в сварочную ванну карбида вольфрама приводит к повышению стабильности значений ударной вязкости металла шва при сохранении его среднего значения, а введение в сварочную ванну оксида алюминия приводит к повышению средних значений ударной вязкости металла шва при сохранении стабильности ее значений, в то время как наноразмерные частицы нитрида титана в сварочной ванне склонны к диссоциации и приводят к формированию пористости, что ограничивает применение данного модификатора.
References
1. Sokolov G.N., Lysak I.V., Troshkov A.S., Zorin I.V., Goremykina S.S., Samokhin A.V., Alekseev N.V., Tsvetkov Yu.V. Modifitsirovanie struktury naplavlennogo metalla nanodispersnymi karbidami vol'frama // Fizika i khimiya obrabotki materialov. 2009. № 6. S. 18–25.
2. Sokolov G.N., Troshkov A.S., Lysak V.I., Samokhin A.V., Blagoveshchenskii Yu.V., Alekseev N.V., Tsvetkov Yu.V. Vliyanie nanodispersnykh karbidov WC i nikelya na strukturu i svoistva naplavlennogo metalla // Svarka i diagnostika. 2011. № 3. S. 36–38.
3. Sokolov G.N., Lysak I.V., Zorin I.V., Artem'ev A.A., Dubtsov Yu.N., Kharlamov V.O., Antonov A.A. Fenomenologicheskaya model' formirovaniya tsentrov kristallizatsii v metallicheskom rasplave pri svarke pod vliyaniem ul'tradispersnykh tugoplavkikh komponentov // Voprosy materialovedeniya. 2015. № 4. S. 159–168.
4. Linnik A.A., Pankratov A.S., Kobernik N.V. Vliyanie nanorazmernykh poroshkov karbida vol'frama na strukturu i svoistva metalla shva // Izvestie vuzov: Mashinostroenie. 2013. № 6. S. 66–71.
5. Pankratov A.S., Linnik A.A., Kobernik N.V., Mikheev R.S. Modifitsirovanie metalla shva nanorazmernymi chastitsami (obzor) // Svarka i diagnostika. 2015. № 5. S. 11–16.
6. Silkin A.A., Linnik A.A., Pankratov A.S., Kurganova Yu.A., Kobernik N.V., Mikheev R.S. Osobennosti formirovaniya struktury metalla shva pri vvedenii nanoporazmernykh chastits v rasplav svarochnoi vanny // Tekhnologiya metallov. 2016. № 1. S. 11–15.
7. Kuznetsov V.D., Smirnov I.V., Shapovalov K.P. Vliyanie nanodobavok na strukturu i svoistva metalla shvov pri svarke vysokoprochnykh nizkolegirovannykh stalei // Progresivni tekhnologii i sistemi mashinobuduvaniya. 2013. Vip. 1, 2 (46). S. 143–150.
8. Boldyrev A.M., Gushchin D.A., Kuznetsov V.D., Smirnov I.V. Otsenka termodinamicheskikh faktorov vzaimodeistviya metallokhimicheskoi prisadki so svarochnoi vannoi // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhetiktura. 2014. № 2 (34). S. 24–33.
9. Boldyrev A.M., Grebenchuk V.G., Gushchin D.A., Tkachev A.G., Blinov S.V. Poluchenie metallokhimicheskoi svarochnoi prisadki s nanodispersnymi chastitsami dioksida titana // Nanotekhnologii v stroitel'stve. 2013. № 6. S. 53–66.
10. Makarov S.V., Sapozhkov S.B. Production of electrodes for manual arc welding using nanodisperse materials // World Applied Sciences Journal. 2014. V. 29. № 6. P. 720–723.
11. Yakushin B.F. Razrabotka nauchnykh osnov i sposobov obespecheniya tekhnologicheskoi prochnosti svarnykh soedinenii krupnogabaritnykh konstruktsii iz stalei i splavov ogranichennoi svarivaemosti: dis. … d-ra tekhn. nauk. M., 2000.
12. Yakushin B.F., Sudarev A.V. Analiz effektivnosti vvoda dopolnitel'noi goryachei prisadki pri dugovoi naplavke zakalivayushchikhsya stalei // Svarka i diagnostika. 2007. № 1. S. 4–5.
13. Pokhodnya I.K., Makarenko V.D., Karsun A.O., Milechenko S.S. Vliyanie nikelya na strukturu i mekhanicheskie svoistva shva, vypolnennogo elektrodami s osnovnym pokrytiem // Avtomaticheskaya svarka. 1986. № 2. S. 1–5.
14. Konishchev B.P., Kurlanov S.A., Potapov N.N. i dr. Svarochnye materialy dlya dugovoi svarki: Spravochnoe posobie: V 2-kh t. T. 1. Zashchitnye gazy i svarochnye flyusy / Pod obshch. red. N. N. Potapova. M.: Mashinostroenie, 1989. 544 s.: il.
