Аналіза структурних змін зварних з'єднань стопів АМг6

С. О. Абрамов$^{1}$, Ю. П. Синиціна$^{2}$

$^{1}$Київський інститут Національної гвардії України, вул. Оборони Києва, 7, 03179 Київ, Україна
$^{2}$Дніпровський державний університет внутрішніх справ, проспект Науки, 26, 49005 Дніпро, Україна

Отримано: 10.04.2025; остаточний варіант - 21.05.2025. Завантажити: PDF

Алюмінійові стопи широко використовуються в авіяційній, автомобільній, суднобудівній та інших галузях промисловости завдяки їхнім високим показникам міцности за малої питомої ваги, корозійної стійкости та добрій технологічності. Однак під час зварювання цих матеріялів відбуваються істотні структурні зміни, що можуть впливати на механічні та експлуатаційні характеристики з’єднання. У процесі зварювання алюмінійові стопи піддаються високотемпературному впливу, що приводить до розчинення та повторного випадіння фаз, що зміцнює структуру у термозміцнених стопах, до можливого збільшення зерна в зоні термічного впливу, що може погіршувати механічні властивості, а також до формування дендритної структури у зварному шві, що впливає на пластичність і міцність з’єднання. Через високу теплопровідність і широкий інтервал кристалізації алюмінійові стопи схильні до гарячих тріщин. Аналіза структурних змін дає змогу виявити вплив хемічного складу стопу на схильність до утворення тріщин і формування евтектичних фаз, які можуть сприяти розвитку тріщин у зварному шві. Розподіл залишкових напружень у зварному з’єднанні може викликати додаткові структурні зміни, що понижують довговічність виробу; тому було обрано вікові показники у 9 і 13 років. За допомогою дослідження мікроструктури здійснено оцінювання деґрадації матеріялу в зоні стоплення після зварювання та вплив залишкових напружень на ймовірність появи корозії під напруженням. Корозійна стійкість зварних з’єднань і зміни у структурі матеріялу після зварювання можуть призвести до формування анодних і катодних ділянок, що пришвидшує корозію та випадіння вторинних фаз, яке понижує стійкість до міжкристалітної корозії. Аналіза структурних змін у зварних з’єднаннях алюмінійових стопів є необхідною задля підвищення надійности та довговічности зварних конструкцій. Вона уможливлює оцінити механізми деґрадації матеріялу, оптимізувати режими зварювання та розробити методи додаткового термооброблення для поліпшення експлуатаційних характеристик.

Ключові слова: зварні з’єднання, стопи, термічний вплив, старіння, фрактограма.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i08/0799.html

PACS: 06.60.Vz, 61.66.Dk, 61.72.Ff, 62.20.mt, 81.20.Vj, 81.40.Cd, 81.40.Np


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. V. P. Movchan and M. M. Berezhnyi, Osnovy Metalurgiyi [Bases of Metallurgy] (Dnipropetrovs’k: Porohy: 2001) (in Ukrainian).
  2. D. S. Gertsriken, V. F. Masanko, V. M. Tyshkevich, and V. M. Falchenko, Massoperenos v Metallakh pri Nizkikh Temperaturakh v Usloviyakh Vneshnikh Vozdeistviy [Mass Transfer in Metals at Low Temperatures and External Influences] (Kiev: G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics, N.A.S.U.: 1999) (in Russian).
  3. G. I. Prokopenko, S. M. Voloshko, I. Ye. Kotenko, and A. P. Burmak, Naukovi Visti NTUU ‘KPI’, 3: 42 (2009) (in Ukrainian).
  4. S. O. Abramov, Yu. P. Synytsina, and O. O. Tytarenko, National Interests of Ukraine, 3: 24 (2024) (in Ukrainian).
  5. D. V. Konovodov, V. V. Andreiev, and D. O. Maslov, Fundamental and Applied Problems of Ferrous Metallurgy, 38: 399 (2024) (in Ukrainian).
  6. V. S. Stashchuk, A. P. Shpak, and Yu. A. Kunytskyi, Usp. Fiz. Met., 5, No. 1: 1 (2004) (in Ukrainian).
  7. M. D. Hulchak, Vplyv Sposobu ta Parametriv Argono-Dugovogo Zvaryuvannya na Formuvannya Z’yednan’ Vysokomitsnykh Splaviv Aliuminiyu [Influence of the Method and Parameters of Argon-Arc Welding on the Formation of Joints of High-Strength Aluminum Alloys]: (Master’s Thesis.: 131 Applied mechanics) (Kyiv: 2024) (in Ukrainian).
  8. D. M. Rabkin, A. V. Lozovskaya, and I. E. Sklabinskaya, Metallovedenie Svarki Alyuminievykh Splavov [Metallovedenie Welding of Aluminium Alloys] (Kiev: Naukova Dumka: 1992) (in Russian).
  9. V. V. Popovych, A. I. Kondyn, E. I. Pleshakov, and I. P. Pozdrii, Tekhnologiya Konstruktsiynykh Materialiv i Materialoznavstvo [Technology of Structural Materials and Materials Science] (Lviv: Papuga: 2004) (in Ukrainian).
  10. O. M. Bialik, V. S. Chernenko, V. M. Pysarenko, and Yu. N. Moskalenko, Metaloznavstvo [Metal Science] (Kyiv: IVC Polytechnic: 2008) (in Ukrainian).
  11. T. P. Hovorun, A. F. Budnyk, and V. B. Yuskaiev, Fizychni Vlastyvosti i Metody Doslidzhennya Materialiv [Physical Properties and Methods of Research of Materials] (Sumy: Sumy State University: 2014) (in Ukrainian).
  12. Yu. P. Synytsina and Ye. P. Kalynushkin, Metalozn. Obrobka Met., 4: 27 (2005) (in Ukrainian).
  13. S. Abramov, Yu. Synytsina, V. Gryshin, T. Serdiuk, and M. Babiak, Ukr. Conf. on Electr. and Comp. Engin. (UKRCON) (July 2–6, 2019) (Lviv: UKRCON-201:2019), p. 634.
  14. Yu. P. Synytsina and E. D. Podgornaya, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 30: 631 (2008) (in Ukrainian).
  15. T. F. Arkhipova and A. Yu. Osadchuk, Prykladne Materialoznavstvo [Applied Materials Science] (Vinnytsia: VNTU: 2013) (in Ukrainian).