Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Вплив параметрів дифузійного зварювання на структуру з’єднань з порошкового стопу ніхрому

Ю. В. Фальченко1, Л. В. Петрушинець1, Т. В. Мельніченко1, О. О. Новомлинець2, В. Є. Федорчук1

1Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна
2Національний університет «Чернігівська політехніка», вул. Шевченка, 95, 14035 Чернігів, Україна

Отримано: 03.05.2022; остаточний варіант - 28.06.2022. Завантажити: PDF

Представлено дослідження по дифузійному зварюванню в вакуумі порошкового стопу ніхрому Ni–20Cr–(3–4)Fe–(0,40–0,6)Al–(0,25–0,35)Ti–0,5Y (% ваг.). Показано, що безпосереднє зварювання стопу ніхрому в інтервалі температур 800–1100°C в умовах вакууму 1,33103 Пa не забезпечує одержання якісних з’єднань. Встановлено, що в процесі нагрівання стопу ніхрому відбувається окиснення його контактних поверхонь, що ускладнює одержання зварного з’єднання. Досліджено можливість захисту поверхонь стопу від окиснення за рахунок покриття із ніклю. Нанесення методою електронно-променевого випаровування та конденсації в вакуумі прошарку з ніклю у вигляді покриття товщиною 5–7 мкм дає змогу уникнути окиснення контактних поверхонь. Досліджено вплив термічного оброблення у вакуумі на хемічний склад покриття. Показано, що відпал зразків з покриттям при T = 1100°C протягом t = 10 хв. в умовах вакууму 1,33103 Пa сприяє посиленню дифузійних процесів між основним металом та напиленим шаром та забезпечує вирівнювання хемічного складу в зоні контакту покриття і стопу. Показано, що мікроструктура зразків одержаних на режимі: T = 1200°C, P = 40 МПа, t = 20 хв. характеризується відсутністю дефектів у зоні з’єднання. Розподіл хемічних елементів в стику є монотонним. Дифузія елементів з ніхромового стопу в ніклеве покриття забезпечує утворення дифузійної зони, близької за своїм хемічним складом до складу стопу ніхрому. Досліджено мікромеханічні властивості зварних з’єднань. Показано, що застосування проміжного прошарку у вигляді покриття з ніклю при дифузійному зварюванні в вакуумі порошкового стопу ніхрому забезпечує одержання з’єднань з мікротвердістю на рівні вихідного матеріялу після відпалу.

Ключові слова: порошковий стоп, ніхром, дифузійне зварювання, проміжне покриття, окиснення, мікроструктура.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i08/1013.html

PACS: 62.20.fq, 66.30.Lw, 68.35.Fx, 68.37.-d, 81.20.Vj, 81.70.-q


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Superalloys II: High-Temperature Materials for Aerospace and Industrial Power (Eds. N. S. Stoloff, C. T. Sims, and W. K. Hagel) (Wiley-Interscience: 1987).
  2. M. B. Henderson, D. Arrell, and R. Larsson, Sci. Technol. Weld. Join., 9, Iss. 1: 13 (2004). Crossref
  3. H. V. Atkinson, Oxid. Met., 24: 177 (1985). Crossref
  4. Z. R. Li, B. Liu, X. L. Zhang, and J. C. Feng, Adv. Mater. Res., 314–316: 1180 (2011). Crossref
  5. H. Esmaeili, S. E. Mirshalehi, and A. Farzadi, Metall. Mater. Trans., 48: 3259 (2007). Crossref
  6. I. Sah, D. Kim, and H. J. Lee, Mater. Design, 47: 581 (2013). Crossref
  7. A. I. Ustinov, Iu. V. Falchenko, T. V. Melnychenko, L. V. Petrushynets, K. V. Liapina, and A. E. Shishkin, J. Mater. Process. Technol., 247: 268 (2017). Crossref
  8. D. S. Duvall, W. A. Owczarski, and D. F. Paulonis, Weld. J., 51: 41 (1972).
  9. V. F. Gorban, G. K. Kharchenko, Yu. V. Falchenko, and L. V. Petrushynets, Paton Weld. J., No. 12: 7 (2009).
  10. Jiangtao Xiong, Lin Yuan, Yuan Zhu, Hao Zhang, and Jinglong Li, Mater. Sci., 54: 6552 (2019). Crossref