Технологический процесс производства биметалла
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
варка взрывом), образование сварного соединения заканчивается только схватыванием контактных поверхностей. Зону соединения в этом случае можно рассматривать как структурный надрез, и такие соединения имеют высокий предел прочности при нормально температуре, но низкие пластичность, вязкость и высокотемпературную прочность, если влияние упрочненного приконтактного слоя не столь существенно.
Если длительность и температура процесса сварки давлением достаточны для интенсивного развития диффузионных процессов и необходимой полноты их протекания (диффузионная сварка, сварка давлением с подогревом), то в зоне соединения образующиеся зерна или новые фазы. В этом случае при сварке однородных металлов структура зоны соединения может быть неотличимой от структуры основного металла. Такие соединения могут иметь вязкость, пластичность и высокотемпературную прочность на уровне этих показателей основного металла. Образование общих зерен в зоне соединения происходит в результате миграции границы зерен, ориентированной вдоль первоначально плоскости контакта. Условия миграции осложнены возможностью наличия на ней макро - микронесплошностей, зоны разупорядоченности и другими особенностями, связанными с условиями ее деформирования. При сварке разнородных металлов с ограниченной взаимной растворимостью образование новых фаз в зоне соединения определяется процессами гетеродиффузии, протекающими в условиях пластической деформации. В этом случае возможно образование нескольких диффузионных зон с различным стехиометрическим составом. Отдельные диффузионные зоны могут оказывать барьерный эффект для развития гетеродиффузии. Свойства сварных соединений при этом будут определяться свойствами диффузионных зон.
По интенсивности деформации при сварке условно можно различать способы сварки с низкоинтенсивной (диффузионная сварка, сварка давлением с подогревом), среднеинтенсивной (холодная сварка, сварка прокаткой) и высокоинтенсивной деформацией (сварка взрывом, магнитно-импульсная сварка). При сварке с низкоинтенсивной деформацией остаточная деформация свариваемых изделий обычно не превышает 10%, а длительность процесса составляет до нескольких десятков минут и, поэтому в зоне соединения развиваются различные процессы релаксационного характера и обычно не возникает проблемы влияния напряжений, связанных с деформацией, на свойства сварных соединений. При сварке со средне - и высокоинтенсивной деформацией остаточная деформация свариваемых изделий составляет десятки процентов, а длительность процесса - от 10-6 - 10-5 с при сварке взрывом до нескольких секунд при холодной сварке. Для этих способов сварки актуальной становиться проблема влияния напряжений, связанных с деформацией, на свойства сварных соединений и скорость деформации свариваемых металлов следует согласовывать с их релаксационной стойкостью в условиях сварки [1].
В работе [2] показано, что процесс образования соединения при любых способах сварки давлением следует рассматривать протекающим в три основные стадии:
. Образование физического контакта, т.е. сближение атомов соединяемых материалов за счет пластической деформации на расстояние, при котором возникает физическое взаимодействие, обусловленное ван-дер-ваальсовскими силами, или на расстояние, при котором возможно слабое химическое взаимодействие.
. Активация контактных поверхностей (образование активных центров). При сварке разнородных металлов на этой стадии происходит образование активных центров на поверхности более твердого из соединяемых металлов. Наличие этого периода и его длительность обусловлены особенностью его пластической деформации. При сварке однородных металлов первая и вторая стадии практически сливаются в одну, так как активация обеих контактных поверхностей начинается уже в процессе сближения при смятии отдельных микровыступов за счет совместной пластической деформации.
. Объемное взаимодействие. Эта стадия наступает с момента образования активных центров на соединяемых поверхностях. В течении этой стадии происходит развитие взаимодействия соединяемых металлов как в плоскости контакта с образованием прочных химических (в частном случае металлических) связей, так и в объеме зоны контакта. Этот процесс протекает на активных центрах, в частности, представляющих собой дислокации с полями напряжений. В плоскости контакта он заканчивается слиянием дискретных очагов взаимодействия, в объеме - релаксацией напряжений. Однако для обеспечения требуемой прочности соединения в целом часто необходимо дальнейшее развитие релаксационное процессов типа рекристаллизации, а иногда гетеродиффузии.
При сварке однородных металлов критерием окончания третьей стадии может служить рекристаллизация, приводящая к образованию общих зерен в зоне соединения. При сварке разнородных металлов необходимость развития или ограничения гетеродиффузии определяется свойствами диффузионной зоны и образующихся в ней фаз.
Процесс схватывания на контактных поверхностях есть процесс бездиффузионный. Необходимость развития диффузионных процессов, которые всегда сопутствуют термодинамическому воздействию, следует рассматривать с точки зрения упрочнения или возможного разупрочнения (охрупчивания) зону соединения. Возможность взаимодействия с образованием химических связей между атомами соединяемых поверхностей на активных центрах, которыми являются дислокации с полями напряжений, выходящие ?/p>