Введение к работе
Актуальность проблемы. В современном химическом, радио- и приборостроении, ядерной энергетике, черной и цветной металлургии, авиа- и ракетостроении широко используются цирконий и его сплавы, обладающие комплексом специфических эксплуатационных свойств.
Однако, во многих случаях, механические свойства элементов конструкций из циркония и его сплавов, работающих при повышенных температурах, в условиях знакопеременных нагрузок и термокачек, не отвечает условиям эксплуатации. Выход из создавшегося положения возможен за счет создания разнородных соединений цирконий-конструкционный металл. Несмотря на значительное количество разнородных соединений цирконий-металл, разработанных в последнее время, значительная стоимость и существенные трудности технологического характера ограничивают их использование для создания новых сочетаний цирконий-конструкционный металл.
В связи с вышеизложенным большой интерес представляет разработка способов получения разнородных соединений цирконий-конструкционный материал как путем непосредственного соединения, I так и через компенсационные барьеры. При этом особенности возникающих переходных зон в разнородных соединениях существенным образом определяются способом соединения, набором параметров технологического режима создания соединения, правильный выбор которого должен производиться с учетом требований эксплуатации.
Цель работы. Выявление закономерностей протекания процессов при соединении циркония с другими конструкционными металлами и сплавами для создания перспективных ресурсо- и материалосбе-
4.
регающих технологий.
При этом решались следующие задачи:
-
Исследовать некоторые свойства интер таллидов систем цирконий-медь.
-
Показать принципиальную возможность пользования легкоплавких металлов в качес жидкометаллических барьеров для соединения кония с другими конструкционными металлам сплавами.
-
Исследовать процесс и раскрыть механ диспергирования как новый технологический п при создании разнородных соединений через > кометаллические барьеры.
-
Разработать способы соединения цирко с металлами в условиях твердо- и жидкофазь взаимодействия, обеспечивающие снижение мате лоемкости и повышение ресурса работы раз норо соединений.
Научная новизна. На основании проведенн комплекса теоретических и экспериментальных следований предложен механизм диспергиров; поверхностного слоя твердых веществ ПОД ДЄІ вием жидкой фазы, инициатором которого являї дефекты поверхностного слоя и особенно гра зерен твердого металла. Они выступают в качс ве барьеров для дислокаций, способствуя их коплению. Смачивание твердого металла жидкой зой приводит к увеличению плотности дефек кристаллического строения из-за появления в верхностном слое сдвиговых напряжений и o6j чению работы подповерхностных источников ди каций в твердом металле в результате диссиш межфазной энергии и снижения ВЫСОТЫ ПОТЄНЦИІ ного барьера. При достижении'критической ш ности дефектов начинаются процессы межзеренн
5.
оскальзывани&, образование пор и клиновых тре-н, заполняемых жидкой фазой. Под действием ре-пьтируюшего давления пропитки, а также капил-рных, абсорбционных, гравитационных и выталки-ющей сил происходит выклинивание поверхностных рен твердого металла, переход их в паяный шов, мпозиционируя и придавая ему новые эксплуата-онные свойства. Вероятность протекания процес-жидкофазного диспергирования оценивается лько с позиций многокритериального подхода-, рмодинамического, физико-химического, термоде-рмационного и термомеханического.
Интенсивность явления жидкофазного диспер-рования обусловлена такими внешними факторами, к температура, время взаимодействия, рабочая еда, род и количествОжидкой фазы.
Практическая ценность и реализация резупь-ігпов работы. На основе проведенных исследований .зработаны новые технологии соединения циркония
титаном рельефной сваркой «острой гранью», ійкой через экспериментальный композиционный >ипой и циркония с медью с использованием явле-ія жидкофазного диспергирования.
Медноциркониевые катоды опробованы и внед->ны на АО «Ростсельмаш» и на АО «Ростовгазоап-ірат», опытном заводе РНИИРС, а цирконий-тита-)вые переходники предложены"ЦНИИ КМ «Прометей» ія комплексных испытаний. На защиту выносятся.-'
- механизм диспергирования твердых металлов
сплавов в присутствии жидкой фазы;
влияние внешних факторов на кинетику про-*сса жидкофазного диспергирования;
технологические процессы пайки и рельеф-)й сварки «острой гранью» циркония с другими
6.
конструкционными металлами и сплавами.
Апробация работы. Основные результаты рг ты докладывались:
на ХШ Всесоюзной научно-технической к ференции 24-26 января 1991 г. , Москва;
на международной научно-технической ь ференции 13-15 февраля 1991 г., Тольятти;
на семинаре «Повышение кафества и эфф тивности сварочного производства на предпри* и в организациях», 1993г., Москва;
на международной научно-технической і ференции 27-30 сентября 1993г. , Ростов-на-Дс
на семинаре«Металлургия и технология с ременных процессов сварочного производст 1994г., Москва;
на научных семинарах кафедры «Машин автоматизация сварочного производства» и еж< ных научно-технических конференциях ДГТУ.
Публикации. По результатам исследова опубликовано 11 работ, получено одно автор свидетельство на изобретение и подана заяві-предполагаемое изобретение.
Объем и структура диссертации. Дйссерт<
состоит из введения, пяти глав, общих выводе
работе и приложения. Общий объем работы сое
ляет 182 страницы текста, включая 47 рисунк
30 таблиц. Список литературы содержит 110 не
нований. J