автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Формирование структурно-механической неоднородности в слоистых металлических и интерметаллидных композитах, создаваемых с помощью комплексных технологий

На правах рукописи

ШМОРГУН Виктор Георгиевич

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ В СЛОИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ КОМПОЗИТАХ, СОЗДАВАЕМЫХ С ПОМОЩЬЮ КОМПЛЕКСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05 02 01 Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ООЗОББЗЭЗ

Волгоград - 2007

003065393

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение и композиционные материалы» Волгоградского государственного технического университета

Научный консультант - заслуженный деятель науки РФ,

д-р техн наук, проф ТРЫКОВ Юрий Павлович.

Официальные оппоненты - д-р ф-м наук, проф

ГОРДОПОЛОВ Юрий Александрович.

- д-р техн наук, проф КОБЕЛЕВ Анатолий Германович.

- д-р гехн наук, проф ТЕСКЕР Ефим Иосифович.

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский

институт авиационных материалов (ФГУП ВИАМ)

Защита состоится 25 октября 2007 г в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212 028 02 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу 400131, г Волгоград, проспект Ленина, 28, зал заседаний ученого совета (ауд 209) С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета

Автореферат разослан «_» 2007 г

Ученый секретарь /

диссертационного совета _ Кузьмин С В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертациоииого исследования. Одним из перспективных и успешно развивающихся в мире направлений в области новых металлических материалов с высоким уровнем жаростойкости и термической стабильности, является создание интерметаллических сплавов различных систем и разработка технологий их получения

Дальнейшим развитием этого направления является создание слоистых ин-терметаллидных композитов (СИК), представляющих собой материалы, в которых чередуются металлические и интерметаллидные слои, являющиеся результатом химического взаимодействия и обладающие особыми, специфическими свойствами, близкими к свойствам керамических материалов

Наличие в СИК систем титан-сталь, медь-алюминий, алюминий-магний, алюминий-цинк, медь-цинк, алюминий-сталь, алюминий-титан, алюминий-никель и др слоев с большим градиентом физико-механических свойств обуславливает перспективу их применения в энергетических установках, криогенном и теплообменном оборудовании в качестве тепловых и теплозащитных барьеров, износостойких покрытий, жаропрочных и жаростойких материалов

Сварка взрывом (СВ) является эффективным методом создания качественных слоистых композиционных материалов (СКМ) различных типов и назначения Высокоэкономичный, производительный и управляемый процесс, не требующий дорогостоящего оборудования и оснастки, СВ, благодаря ее быстротечности, препятствующей развитию активных диффузионных процессов на границе раздела разнородных металлов и сплавов, позволяет получать равнопрочные соединения из практически любых сочетаний металлов и сплавов площадью до десятков квадратных метров

Отсутствие на современном этапе научно обоснованных рекомендаций по проектированию конструкции и технологии изготовления СИК, базирующихся на энергетических и металлофизических представлениях о кинетике формирования соединения при СВ и их структурных'* изменениях при последующих технологических переделах, требует решения ряда задач, посвященных углубленному изучению кинетики диффузионных процессов на межслойных границах с учетом «деформационной наследственности» соответствующих операций комплексного технологического процесса (СВ, обработки давлением (ОД) и высокотемпературной термообработки (ВТО), их влияния на структуру и механические свойства СКМ и СИК на их основе различного состава и конструкции при нормальных и повышенных температурах

Актуальность выбранной темы диссертационного исследования подтвер-

задается выполнением его части в рамках межвузовских, межотраслевых и федеральных целевых научно-технических программ по направлениям «Развитие научного потенциала высшей школы», «Интеграция науки и высшего образования России», «Научно-инновационное сотрудничество», «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» и др

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является разработка научных основ проектирования и изготовления нового класса конструкционных материалов - слоистых интерметаллидных композитов на базе исследования закономерностей формирования структурно-механической неоднородности СКМ при СВ, ОД и ВТО

Дня достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи

1 Раскрыты основные закономерности деформационного упрочнения металла околошовной зоны СКМ, полученных СВ

2 На основе комплексного исследования структуры, макро- и микромеханических свойств сваренных взрывом соединений развиты и уточнены существующие представления о влиянии неоднородности деформационного упрочнения на ударную вязкость характерных зон слоистых композитов, количества и твердости оплавленного металла на характер зависимости прочности соединения от режимов СВ

3 Определены условия формирования локальных зон разупрочнения в околошовной зоне (ОШЗ) сваренных взрывом СКМ при упруго-пластическом деформировании

4 Разработаны рекомендации по целенаправленному управлению процессом горячей (ГП) и холодной (ХП) прокатки для реализации пропорциональной деформации слоев и повышения качества прокатанных СКМ

5 На основе раздельного исследования кинетики образования и роста структурно-неоднородных диффузионных зон получены зависимости, позволяющие назначать оптимальные режимы высокотемпературных нагревов СКМ для реализации требуемого соотношения основных и интерметаллидных слоев в СИК с .учетом энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию при СВ

знака и величины прилагаемой нагрузки при ОД и ВТО, управлять процессом формирования структурной, фазовой и химической неоднородности на межслойных 1раницах

6 Предложена классификация СИК, основанная на использовании разработанной методики определения их жаропрочности с учетом объемного соот-

ношения основных и интерметаллидных слоев

Научная новизна. Новым положением работы, содержащим решение актуальной задачи современного материаловедения, является создание научных основ проектирования, изготовления и управления структурой и механическими свойствами принципиально нового класса конструкционных материалов -слоистых интерметаллидных композитов, базирующихся на системном подходе к учету выявленных деформационно-энергетических и температурно-временных условий и закономерностей формирования структурно-механической неоднородности при сварке взрывом, обработке давлением и высокотемпературной термообработке

На основе разработанной методики определены и обобщены основные закономерности деформационного упрочнения металла ОШЗ Доказано, что усредненная масса свариваемых элементов является параметром, контролирующим неоднородность деформационного упрочнения и анизотропию механических свойств СКМ, полученных на режимах, гарантирующих равно-прочность и обеспечивающих ввод в соединение оптимальной доли кинетической энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию

Показано, что зависимость относительной прочности свариваемых взрывом соединений от количества оплавленного металла на межслойных границах является многофакторной, а ее конкретный вид определяется микромеханическими свойствами оплавов, обусловленными, в свою очередь, физико-механическими свойствами исходных материалов и энергетическими условиями сварки взрывом, что открывает принципиальную возможность управлять структурой и свойствами СКМ

В результате выявления и обобщения основных закономерностей формирования и роста при температурах интенсивной диффузии на межслойных границах медно-алюминиевых и титано-стальных СКМ интерметаллидных прослоек экспериментально доказано, что толщина интерметаллидного слоя прямо пропорциональна количеству энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию при сварке, и степени общего высотного обжатия при холодной прокатке На основе комплексного исследования структуры и жаропрочных свойств слоистых композитов в зависимости от температурно-силовых и конструктивно-технологических факторов предложена классификационная система, позволяющая научно обоснованно назначать оптимальный фазовый состав и объемное содержание интерметаллидов для реализации заданных служебных свойств практически актуальных титано-стальных и медно-алюминиевых СИК

Выявлен и изучен эффект локального разупрочнения сваренных взрывом двух и многослойных СКМ при их холодном деформировании прокаткой, растяжением и изгибом Установлено, что степень локального разупрочнения зависит от энергетических условий сварки, физико-химических свойств и структуры соединяемых металлов. Показано, что максимальное разупрочнение (до 15-20%), обусловленное изменением дислокационной структуры титано-стальных и медно-алюминиевых композитов, наблюдается в их ОШЗ при деформации растяжения 2-9%

Установлено, что неравномерность послойной деформации при прокатке СКМ зависит от величины предшествующей упруго-пластической деформации при сварке При прочих равных условиях снижение градиента деформационного упрочнения приводит к реализации пропорциональной деформации слоев при меньших степенях общего высотного обжатия

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований положены в основу разработки расчетно-экспериментальных методов определения оптимальных энергетических и технологических параметров применяемых операций (СВ, ОД, ВТО), позволяющих научно обоснованно назначать на этапе проектирования требуемое число и толщины слоев исходных разнородных металлов, сваривать взрывом качественные многослойные заготовки, осуществлять их последующий технологический передел и, в результате, получать листовые СКМ и СИК с расчетным соотношением основных и интерметаллидных слоев и стабильными физико-механическими свойствами

Разработаны комплексные технологические процессы, созданы соответствующие ТУ и ТИ и на их основе изготовлены партии СКМ и СИК, внедренные на ряде ведущих предприятий РФ (Подольский машиностроительный завод им Орджоникидзе, ПО «Каустик», Волжский трубный завод, НИИ гелиевой техники и др) Суммарный экономический эффект от внедрения результатов диссертационного исследования составил 13,5 млн руб в сопоставимых ценах 2006 г Апробация работы. Материалы работы докладывались на 27 международных, всесоюзных и всероссийских конференциях и симпозиумах (Москва -1990, 1993, 1998, 2002, 2006, ЧССР, Пардубице - 1988, Саров - 2005, Киев -1987, 1989, 1990, Минск - 1987; Пермь - 1988, 2006; Ташкент - 1984, Екатеринбург - 2000, Волгоград - 1996, 1998, 2001, 2004, Барнаул - 2002, Пенза - 2003), а также на научных семинарах в ВолгГТУ, ЮРГТУ (НПИ), МАШ-РГТУ им. КЭ. Циолковского

Публикации. По теме диссертации опубликовано 190 работ, в том числе 3

монографии, 45 статей в рецензируемых российских и международных журналах, 10 изобретений

Структура работы. Диссертация написана на 275 страницах, состоит из введения, 5 глав и общих выводов В приложении содержатся копии актов внедрения и испытания, а также разработанных технических условий и технологических инструкций

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Слоистые интерметаллидных композиты - новый класс конструкционных материалов

Фундаментальной задачей материаловедения является создание новых конструкционных материалов, обеспечивающих их надежную работоспособность в условиях интенсивных тепловых воздействий, высоких давлений, скоростей нагружения, радиации, агрессивных сред, вибраций и т д

Слоистые композиционные материалы, важнейшее преимущество которых состоит в том, что для конкретных условий эксплуатации могут быть разработаны композиции с оптимальным комплексом служебных характеристик, с этой точки зрения являются особо перспективными Их разновидностью являются слоистые интерметаллидные композиты, которые сочетают в себе особые физические свойства металлических соединений (интерметаллидов) с высокой пластичностью металлов и их твердых растворов Комплексная технология получения СИК, впервые разработанная на кафедре «Материаловедение и композиционные материалы» ВолгГТУ, предусматривает получение СВ многослойных пакетов, их последующую прокатку на расчетную толщину и высокотемпературный нагрев для образования на каждой из границ разнородных металлов в прокатанном композите сплошных интерметаллидных прослоек.

Предпосылкой создания СИК, явились работы В Д Катихина, А П Коф-мана, П О Пашкова, В В Панасюка, В С Седыха, Ю П Трыкова, А А Явора, А П Ярошенко и др в которых показано, что создание с помощью СВ и последующей ГП тонкого пластического слоя на поверхности высокопрочных сталей и титановых сплавов значительно увеличивает их пластичность при сохранении высоких значений предела прочности и предела текучести. Очевидно, что аналогичную роль в СИК играют металлические слои, находящиеся в контакте с интерметаллидными Тонкие пластичные металлические слои, контактирующие с хрупкой интерметаллидной прослойкой, значительно увеличивают ее пластичность при комнатной температуре, а тонкие интерметаллидные слои -обеспечивают высокие значения предела прочности и предела текучести при

повышенных температурах

Фундаментальной научной базой проблемы получения СИК является экспериментальное изучение и теоретическое описание структурных изменений при СВ, ОД и ВТО, представленное в научных трудах российских и зарубежных ученых

В трудахВ И Беляева, МП Бондарь, Ю А Гордополова, А А Дерибаса, А Н Дремина, ЛД Добрушина, ИД Захаренко, В М Кудинова, А Н Кривенцова, А Г Кобелева, ГЕ Кузьмина, ЮА Конона, В И Лысака, АН Михайлова, В Г Пе-тушкова, Л Б Первухина, ВС Седыха, АП Соннова, ЮП Трыкова, БД Цема-ховича, АД Чудновского, G Cowan, A Holtzman, В Crossland, A Bahrain, J Robinson, R Prummer, W Babul, R Wittman, IE Hunt и мн др), подробно изложены основные закономерности процесса СВ, изучено влияние его основных параметров на свойства получаемых соединений, построен энергетический баланс, обобщены граничные условия процесса, накоплен обширный теоретический и экспериментальный материал по прогнозированию служебных свойств механически неоднородных СКМ и узлов из них (OA Бакши, ВП Белоусов, ЮП Трыков, MB Шахматов и др), однако ряд вопросов, касающихся влияния «истории» термо-деформационного воздействия СВ на структуру и свойства СКМ, еще недостаточно изучен Практически отсутствуют данные по влиянию конструкции СКМ на его ударную вязкость, из-за сложности протекающих процессов и многообразия влияющих факторов до настоящего времени существует неопределенность в разделении образующегося при СВ в зоне соединений оплавленного металла в виде включений или тонких прослоек на «опасный» или «безопасный» вид химической неоднородности

Обработка давлением (прокатка, штамповка, вытяжка и др) сваренных взрывом СКМ приводит к перераспределению остаточных напряжений, изменению физико-механических свойств и структуры композита Исследованию процессов деформирования разнородных металлов посвящены известные работы ГЭ Арку лиса, ЕИ Астрова, А А Быкова, С А Голованенко, НП Громова, П Ф Засухи, А Г Кобелева, В К Короля, Л В Меандрова, ПИ Полухина и др При этом авторами, как правило, рассматривалась возможность получения СКМ совместной прокаткой Однако, как показала практика {ЛЕ Ватник, В М Кудимов, А Я. Коротеев, ИИ Сидоров, А Г Кобелев, В С Седых, Ю П Трыков и др ), закономерности их деформирования существенно отличаются от процесса деформирования предварительно сваренных взрывом СКМ из-за наличия прочного соединения и волнообразного профиля межслойных границ, а также образования значительной структурно-механической неоднородности вследст-

вие неодинакового упрочнения по толщине свариваемых металлов

Изучению кинетики формирования диффузионных прослоек в композиционных системах Ti-Fe, Ti-Al, Al-Fe, Al-Cu, Mg-Al и др посвящено большое количество отечественных и зарубежных публикаций (работы С В Кузьмина, В И Лысака, JIH Ларшова, BP Рябова, ВС Седыха, ЮП Трыкова, ДА Фрид-лянда, В М Фальченко, WI Pumpyrev, A L Ruff, К Shibata и др ) Однако важные вопросы, касающиеся влияния последующих технологических переделов СКМ на кинетику формирования диффузионных прослоек и изменение элементов тонкой структуры, практически не изучены, а имеющиеся сведения разрознены, иногда противоречивы или носят информационный характер

В итоге, опубликованные материалы содержат ценную информацию, необходимую для создания эффективных технологий изготовления СИК, но вместе с тем, многие вопросы их конструирования, выбора режимов и параметров соответствующих операций комплексного технологического процесса остаются недостаточно разработанными

2. Исследование влияния температурно- силовых факторов на структуру и механические свойства СКМ

Анализ микропластического течения металла в ОШЗ, проведенный с использованием разработанной методики, основанной на использовании многослоистых моделей-вставок, устанавливаемых в пластины перед СВ с ориентацией слоев перпендикулярно и параллельно направлению распространения процесса, показал, что величина остаточных сдвигов в сваренных взрывом соединениях на любом удалении .у от границы раздела металлов при ее безволновом профиле пропорциональна экспоненте этого расстояния в степени (- 0,5)

^ma, =-^^eXp(-Vr7jT), (1)

где х0 - смещение металла в плоскости, проходящей через условную границу раздела, уе - степень затухания этого смещения

При волнообразном профиле границы раздела сварное соединение условно разделено на две характерные зоны зону волнообразования (шириной, равной двойной амплитуде волн) с крайне неравномерной деформацией и зону, лежащую под зоной волнообразования, с однородной деформацией в слоях, параллельных направлению сварки Обобщением большого количества экспериментальных данных показано, что деформация металла в зоне волнообразования крайне сложна, неравномерна и не поддается математическому описанию. На

границе раздела металлов она может достигать 500%, в пределах размаха волн -колебаться от 100 до 300% Распределение остаточных деформаций в пределах второй зоны по длине сварных соединений (за исключением небольших по протяженности начальных и конечных участков) однотипно и подчиняется экспоненциальной зависимости с отрицательной степенью, пропорциональной расстоянию от условной границы раздела металлов

Ятах = -х0ехр(-у/у^ (2)

Дифференциальная оценка влияния параметров соударения, свойств и толщин свариваемых металлов на величину коэффициентов хо и уе позволила получить эмпирические зависимости для расчетного определения во второй зоне исследованных металлов остаточных сдвигов на различном удалении от условной границы раздела

При волновом профиле границы раздела

" (3)

"С" 02 )

где Ус - скорость соударения, 8С - усредненная толщина свариваемых металлов, ¥к - скорость точки контакта, о02, р - предел текучести и плотность свариваемых

металлов, 5К- предельная прочность металла, Л = А - ^гусг

= I Рк „I

&тах ~~ смеХР

/ 21сг02

•4 ( О

-ехг!--

8га,

При безволновом -

IрЗ(&

7,2 V увк 6ХР|

V

ШкКу | (4)

Анализ распределения относительной сдвиговой деформации в поперечном сечении СКМ с фиксированным значением 5С и Ук позволил установить, что сварка на режимах, обеспечивающих реализацию равнопрочного соединения, при прочих равных условиях с увеличением Ук не оказывает влияния на распределение деформаций Уменьшение Ьс приводит к росту и локализации пластических деформаций у границы раздела

Сопоставление величин максимальных сдвигов и микротвердости металла по толщине сварных соединений показало, что ход кривых в обоих случаях практически одинаков При сварке на режимах, вызывающих меньшую пластическую деформацию, металл также упрочняется в меньшей степени и в более тонких слоях

Показано, что для снижения ширины и твердости упрочненных пластической деформацией слоев металла СВ необходимо проводить на «мягких» режимах, гарантирующих реализацию равнопрочности соединения наименее прочному из свариваемых металлов и обеспечивающих ввод в соединение наименьшей

доли кинетической энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию

Процесс СВ вносит значительные изменения в структурное и напряженное состояние материала Из существующих методов обработки материалов только после СВ возможно получение столь различной неоднородности по сечению, перпендикулярному границе раздела, что его можно считать эквивалентным сочетанию нескольких разнородных материалов (даже при сварке однородных металлов), находящихся в различном напряженном состоянии

Обобщением большого количества экспериментальных данных показано, что неоднородность взрывного упрочнения в процессе СВ обуславливает закономерное изменение ударной вязкости, прочности и пластичности металла в шве и околошовной зоне Так, например, если для основного металла в соединении из стали Ст 3 временное сопротивление на разрыв и относительное удлинение соответственно равны 300. 380 МПа и 6 13%, то для околошовной зоны - 440 480 МПа и 3 6%

Общим для большинства работ, посвященных экспериментальной оценке роли плакирующего слоя и зоны сварного соединения на сопротивление хрупкому разрушению, является то, что склонность к хрупкому разрушению в них увязывается с "поддерживающим" эффектом вязкого плакирующего покрытия (А С Гельман, А Н Дубков, Н А Махутов, А П Черняев, П О Пашков, А Л Явор, А И Танаков, ВД Катихин, Н Fujita, A Chiba, J Tatsukaw, Т Oyama, I Wadswoth, О Sherby) Роль же зоны сварного соединения на склонность композиций к хрупкому разрушению исследована недостаточно Отмечается лишь неоднозначное влияние прочности и качества сварного соединения на работу распространения трещины (низкая прочность - повышение ударной вязкости, высокая - понижение)

Результаты испытаний непосредственно после сварки стандартных призматических образцов из стали марки Ст 3 с U-образным надрезом, ориентированным нормально плоскости соединения, имеющих прочность соединения слоев (на отрыв) 430. 450 МПа, показали (рис 1 ), что чем меньше толщина плакировки, тем меньше величина ударной вязкости и материал более склонен к хрупкому разрушению Учитывая наличие развитых пластических деформаций в устье надреза, способствующих инициированию и росту трещин, сделан вывод о существенном влиянии на процесс формирования трещины приграничной упрочненной зоны плакирующего слоя При малом удалении вершины надреза ее наличие аналогично включению в композицию хрупкого слоя, что приводит к блокированию пластической деформации во время разрушения и активизирует переход материала в хрупкое состояние По мере удаления от зоны соеди-

нения этот эффект становится менее выраженным и ударная вязкость растет Повышение значений ударной вязкости композита выше значений, характерных для монометалла Ст 3, связано с возможностями релаксации и снижения жесткости напряженного состояния при вхождении трещины в новую среду за счет появления дополнительных поверхностей раздела (микротрещины и расслоения), повышающих энергоемкость процесса разрушения и способствующих более вязкому излому

Испытания образцов с надрезом, пересекающим плоскость зоны соединения, показали, что наличие хрупкой составляющей (зоны соединения) у вершины надреза блокирует развитие пластической деформации и значительно снижает значения КСи

ксо,

■й* см2

140

120

100

80

60

40

20

К

1 / / / /

3 / /

/ /;

4 2 /

Обрязцы для всиыгавнй

№ .да..

55

012 3 456'' Ш.11, мм

(до 10 25 Дж/см) при любой

Рис. 1. Ударная вязкость сваренной взрывом композиции СтЗ+СтЗ с нормальным (1) и параллельным (2) расположением нагрузки отно- толщине плакировки Трещина сительно плоскости соединения-3-отожженная ишпщируехся и распространяется сталь Ст.З; 4 - упрочненная взрывом сталь Ст.З

по линии соединения с минимальным поглощением энергии разрушения и формированием хрупкого излома

Испытания на ударную вязкость образцов после термообработки по режиму полного отжига показали, что ее значение находится на уровне, характерном для отожженной стали Ст 3, составляет 70 80 Дж/см2 и не зависит от ориентации образца относительно зоны соединения

Опыт, накопленный к настоящему времени в области СВ, позволяет утверждать, что наиболее опасным видом неоднородности, оказывающим решающее влияние на прочность соединения, является локальное оплавление на границе раздела металлов, вызываемое теплом, выделяющимся при деформации на участках ее наиболее интенсивного действия Большие оплавленные участки всегда содержат кристаллизационные дефекты и поэтому, независимо от сочетаний свариваемых материалов, снижают прочность соединений как физическая неоднородность второго вида

Ранее считалось (В С Седых, А И Павлов, НН Казак), что однородные металлы и сплавы, дающие оплавленные участки с литой столбчатой и дендритной структурой, а также оплавленные участки между разнородными металлами с непрерывной растворимостью почти не влияют на прочность соединений И только оплавленные участки между металлами с ограниченной

растворимостью ее снижают Причем падение прочности по мере увеличения их относительной протяженности К в зоне соединения не зависит от структуры и физико-механических свойств оплавленного металла

Экспериментально показано (рис 2), что зависимость относительной прочности сварных соединений от К имеет свой характерный вид дня каждого конкретного соединения и определяется твердостью оплавленного металла Так, например, в СКМ из одно- и разнородных сталей при отсутствии в оплавленном металле дефектов типа кристаллизационных микротрещин, усадочных раковин и др увеличение его твердости до 420 450 МПа не снижает прочность соединений, а повышение твердости оплавов до 800 МПа приводит к ее резкому падению Сварные соединения, в которых отсутствуют непровары и оплавы с твердостью выше 500 МПа стабильно разрушаются по ОШЗ или основному металлу

сг 1,0;

0,8

0,6

0,4

оа

ггг 8 7 6 \ V МГ 5 4 \ \

V \ 1 1 \

V ¡к \\ Д

\ \\ \\

NN >

40

60

к,»/«

200

400

800 Н,, МПа

600

а б

Рис. 2. Влияние количества (К) образующегося на межслойных границах оплавленного металла (а) и твердости оплавленных включений (К=5-10%) (б) на относительную прочность соединений: 1 - армко-железо + армко-железо, 2 - сталь СтЗ + сталь СтЗ, 3 -сталь 45 + сталь 45, 4 - армко-железо + сталь 85; 5 - сталь СтЗ + сталь 85; б - сталь 20 + сталь ШХ15; 7 - сталь 45 + сталь 85; 8 - сталь 85 + сталь 85

В большинстве случаев сваренные взрывом СКМ в дальнейшем подвергаются обработке давлением (прокатке, штамповке, вытяжке и др.), что приводит к перераспределению остаточных напряжений, изменению физико-механических свойств и структуры

Установлено, что ХП и ГП приводит к неравномерной деформации СКМ, степень которой зависит от величины предшествующей пластической деформации при сварке, температуры прокатки, величины обжатия и соотношения прочностных характеристик металлов, входящих в состав композита (рис 3-5) Так, например, при прокатке медно-алюмйниевых СКМ с общим высотным обжати-

ем (е) от 20 до 90 % с увеличением удельной кинетической энергии (Ж^, затрачиваемой на пластическую деформацию (изменение последней от 0,32 до 0,87 МДж/м2 достигалось варьированием Ус от 420 до 690 м/с при постоянной скорости детонации взрывчатого вещества 2100 .2200 м/с), за счет большего упрочнения металлов у границы раздела слоев возрастает неравномерность их деформации при последующей прокатке (рисЗ) «Деформационная наследственность» СВ наиболее явно проявляется при малых значениях е При е = 22% с увеличением Ж2 от 0,32 до 0,87 МДж/м2 обжатие алюминиевого слоя увеличивается с 35,5% до 50,3%, а медного слоя - уменьшается с 13,7 до 6,5%

100 90

*т>

г

§ 70

2 во

50

40

Ъ 30 л

Z 20

S ioi

Ü

i

f

#

// 7/

< О

У •г

2\ ^3'

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Степень обжатия КМ, %

Рис.3. Зависимость степени обжатия алюминиевых (1,2,3) и медных (1',2',3') слоев от степени обжатия СКМ, полученного СВ при W2 равной. 1,1' - 032 МДж/м2; 2,2' -0,62 МДж/м2; 3,3' - 0,87 МДж/м2 $ 80

Степень обжатия КМ, %

Рис 4. Поперечная деформация титановых и стальных слоев при прокатке (1, 3 -700°С, 2, 4 - 800°С) с различными степенями обжатия: 1,2 - Ст.З; 3,4 -ВТ1-0

45 50 55 60 65 Степень обжатия КМ, %

. 80 ¡ 70

60 50 40 30 20 10

l

Г

J«n г

45 50 55 60 65 Степень обжатия КМ, %

70

Рис. 5 Поперечная деформация титановых и стальных слоев при различных степенях обжатая для композитов после XII: а) титан ВТ1-0+сталь 08кп; б) титан ВТ1-0+сталь 12Х18Н10Т (1 - стальной слой; 2 - титановый слой)

Экспериментально показано, что структурно-механическая неоднородность свариваемых взрывом С КМ существенно меняется при их последующем упруго-пластическом деформировании и характеризуется формированием локальных зон разупрочнения {рис. 6-8). После холодной обработки давлением (прокатка, изгиб, растяжение и т.п.) конечная твердость околошовной зоны всегда оказывается ниже, чем после СВ, что принципиально отличает1 поведение СКМ от поведения монометаллов.

мч

Расстояние от граимиы рх .Ii ij

Рис. 6. Распределение твердое)и н поперечном сечении СКМ тнтан-сгаль после растяжения

1.1 р.з э : [ с I. ' v ■ '1.11 - | I J.] г'

Р:1СГТ0ЯШ|е от I'рЯНИЦЫ раздела. мм

¿Vi т I I iäj | 'vc г

Степень цйжппы биметалла, %

I 1м 1 Vit 1 ' т i - 4 i i 14 1 i ¿О i tili i l

Степень пожатии ипанпвого слоя, % Степень обжапм стального моа, %

Рис. 7. Характер изменения микротвердо ста н поперечном сечении титаво- стадьвогй СКМ, подученного СВ, После ei n XII. Н„„ - мтгротверлоСТЬ после СВ

Н,ГПа

АЛЮМНННЙАД! j 1,0

\ NP А Е—

) 4 п >< р 3

i fl А

h —и,о 1 .

7" W W. ль Г п

i ■ j * !0,4 1 . _1 _|

т а и d

А лю ми НШ l 1 1 I5®

1 ■1 _sLL

1 2' Г\ ¡4

1 J-H

1

1

1

4 я

щ - щ ? w! ш>

500 400 300 200 Ш 0 100 200 300 ■ÍOOL.MKM 50О 400 300 200 100 О 100 ZOO 300 400L.ÍKKH

а б

Рис 8. Распределение микротвердости Н по слоям в поперечном сечении СКМ медь Ш + алюминий АД1, полученного СВ (1) при W2 равной 0,32 (а) и 0,87 МДж/м2 (б), после ХП с е = 22 (2), 44 (3), 66 (4) и 88% (5)

Эффект локального разупрочнения, приводящий в области малых деформаций (2-9%) к снижению на 15-20% микротвердости металла ОШЗ, проявляется в свариваемых взрывом соединениях титана со сталью, меди с алюминием, алюминия с титаном, одно- и разнородных сталей и др

мряд

1,5 1,20,9 0,С-0 3 0-1

Isa Е

мрщН

Н Ша мрзд Р®, мрад

0,5 ■0,4 24-

0,45 •0,32 4- 20-

0,4 •0,24 3.S- 1Í-

0,35 -0,1« 3- 12-

0 25 •0,08 2,5- 8-

- 0 Í- 4-

2

1 tt 1

1 i гт-*-3

--ft-

Н Illa ^10

-0,9 ■25

-0,8 • 20

-0,7 ■15

-0,6 •10

-0,5 ■ 5

0,1 0,2 0,3 0,4 L,MM

б

Рис. 9. Изменение тонкой структуры и микромеханических свойств в поперечном сечении сваренного взрывом композита медь М1 + алюминий АД1 после ХП (а - алюминий, 8 = 44 %; б - медь, s = 22 %): 1 - микротвердость после ХП; 2,3 - физическое уширение (2 - линия 200,3 - линия 400); 4 - относительная деформация кристаллической решетки (W2 = 0,62 МДж/м2)

Рентгеноструктурный анализ медно-алюминиевых образцов, полученных СВ при W2 = 0,62 МДж/м2, показал, что с увеличением s при |ffl, характер изменения элементов тонкой структуры имеет следующие особенности: возрастает величина физического уширения соответствующих линий, дробятся блоки мозаики, повышаются напряжения П-го рода В области пониженной микротвердости величина физического уширения, являющаяся интегральной характеристикой несовершенств кристаллической решетки, имеет более низкие значения (у меди 14 мрад - линии 200, 3,7 - линии 400, алюминия 1,1 и ОД мрад

соответственно) (рис 9) по сравнению с аналогичными значениями, полученными после СВ (у меди 18 мрад - линии 200, 6,5 - линии 400, у алюминия 2,7 и 2 мрад соответственно), что связано с перераспределением дислокаций в пределах зерна и реализацией «лавинного» стока дислокаций Последующее увеличение степени деформации приводит к формированию новых дислокационных структур, повышению их плотности и, как следствие, упрочнению металла Горячая пластическая деформация СКМ не повышает прочность соединения, так как последняя определяется только интенсивностью протекания диффузионных процессов в зоне соединения Технологические параметры горячей (или теплой) прокатки и последующего охлаждения СКМ, образующих при взаимодействии хрупкие интерметаллидные соединения, следует назначать таким образом, чтобы они не выходили за рамки температурно-временных условий образования последних

Исследование кинетики деформации и разрушения СКМ титан-сталь показало, что включения интерметаллидных фаз хрупко разрушаются даже при небольших деформациях растяжения (0,4-0,5%) с образованием отдельных поперечных трещин Поскольку увеличение деформации способствует дальнейшему их раскрытию и появлению новых произвольно ориентированных трещин, общепринятый подход к ограничению 8-10% допустимого количества интерме-таллидов должен быть пересмотрен в сторону ужесточения требований, если СКМ деформируется при последующих технологических переделах

3 Кинетика диффузии в слоистых интерметаллидных композитах

Наличие в составе композиции различных по физико-механическим свойствам металлов обуславливает при нагружении их взаимное влияние не только на характер деформации и разрушения, но и на протекание диффузионных процессов на границах соединения при последующих технологических и эксплута-ционных нагревах

Действие нагревов на структуру и свойства сваренных взрывом соединений представляет интерес по следующим причинам.

- нагревы могут быть средством уменьшения и даже полного устранения отдельных опасных видов микронеоднородности,

- развитие под их воздействием некоторых видов микронеоднородности может ограничить возможность дальнейшей технологической обработки и эксплуатации соединений,

- нагревы позволяют создавать новые СКМ за счет реализации многослой-

ной структуры металл-интерметаллид

Для соединений разнородных металлов особенно важным представляется исследование структур и свойств сварных соединений после нагревов при температурах интенсивной диффузии В наибольшей степени такие нагревы влияют на свойства соединений из разнородных металлов, на границе раздела которых образуются переходные слои вследствие диффузионного перераспределения атомов элементов, входящих в состав свариваемых материалов Скорость их зарождения и роста в соответствии с общими законами диффузии определяется температурно-временными условиями нагрева сварных соединений, а направление диффузии - разностью концентрации и активности элементов по обе стороны границы раздела металлов На границах раздела разнородных металлов, образующих при взаимодействии интерметаллидные фазы, диффузионные процессы при нагревах протекают наиболее интенсивно и при достижении диффундирующими элементами концентраций, соответствующих пределу растворимости при данной температуре, приводят к зарождению и росту интерметаллидных фаз Металлографические исследования показали, что рост интерметаллидной прослойки начинается с образования локальных участков, которые с повышением температуры и времени нагревов увеличиваются в размерах и срастаются в одну сплошную прослойку Диффузионная прослойка, состоящая из отдельных рассредоточенных вдоль границ раздела включений, появляется в местах с наибольшей неоднородностью контактирующих поверхностей металлов С увеличением времени выдержки прослойка растет по толщине и протяженности

Сравнительное исследование температурно-временных условий образования и роста интерметашгадов в сваренных взрывом соединениях алюминия АД1 с медью М1, никелем НТО и магниевым сплавом МА20, титана ВТ1-0 со сталями 12Х18Н10Т и 08кп показало, что закономерности образования и роста интерметаллидных фаз в исследованных композициях одинаковы, меняется лишь температура и длительность взаимодействия до появления зародышей этих фаз и скорость их роста

Установлено, что для исследованных композиций (таблица 1) температур-но-временная зависимость периода до образования интерметаллидов следует экспоненциальному закону, характерному для взаимной концентрационной диффузии, и удовлетворительно описывается известным уравнением

где Тд - латентный период образования интерметаллидов, т0 - постоянная величина (с), Е3 - энергия активации процесса образования новой фазы (Дж/моль), Я - газовая постоянная (Дж/град моль), Т - абсолютная температура (К), а т, определяется не только температурой процесса, но и параметрами СВ и ХП

Таблица 1 - Коэффициенты, входящие в уравнение латептиого периода зарождения интерме-таллидвой прослойки на границе раздела в СКМ _

W2, МДж/м2 Ел, Дж/моль) Предэкспоненциальный множитель,т0, с Уравнение латентного периода

титан ВТ 1-0 + сталь 08кп

1,16 36161 10,3 г„ =10,3 ех^ЗбШКТ)

титан ВТ1-0 + сталь 12Х18Н10Т

1,16 13650 266,4 тя =266,4 ехр(13665(У«Г)

Алюминий АД1+ магний МА20

0,45 23770 20,1 г, =20,1 ехр{23770/RT)

алюминий АД1 + никель НП2

0,35 J 60397 0,03 | г, = 0,03 ехр(б0400 / RT)

С увеличением энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию при СВ, и степени обжатия при ХП из-за более интенсивного протекания процессов деформации у границы раздела и роста дефектности ОИ13 хл снижается Необходимо отметить, что это влияние наиболее значительно при температурах, близких к температурному порогу образования интерметаллидов При более высоких температурах время латентного периода образования диффузионной прослойки сравнительно мало и влияние энергетических условий сварки и параметров ХП на его значение оказывается незначительным Так, например, в медно алюминиевом композите увеличение от 0,32 до 0,87 МДж/м2 приводит к снижению латентного периода при 623 /<Г на 100 с, а при 773 К - на 10 с (таблица 2)

Таблица 2 - Темперагурно-временные условия зароящепия диффузионной прослойки в композите медь М1 + алюминий АД) _

Температура(К) Длительность латентного периода (с) при энергозатратах на пластическую деформацию в зоне соединения (МДж/м2)

0,32 0,62 0,87

773 100 94 90

723 270 260 250

673 440 400 380

623 740 680 640

Энергия, затрачип немая на пластическую деформацию МДжУм 0,33 0,62 0,87

в

1'ис. 10. Микроструктура СКМ медь М1 + алюминий ЛД1 с различным энергпвло-жемием л юпу соединения после термообработки при 500°С и течении 4 (а), 7 (б) и 10 (в) часов (х200)

Установлено, что диффузионные зоны имеют многослойное строение и характеризуются определенной толщиной и фазовым составом, зависящим, в основном, от температуря о-времеиных условий нагревов. Увеличение толщины прослоек сопровождается повышением их твердости. Так, например, промежуточный слои, входящие в состав шттерметаллидной прослойки, сформированной при нагреве медно-алюминиевой композиции до температур ниже температуры образования эвтектики, соответствуют фазам 8 (СаЛЬ), % (СнА1) и у^ (С\|;,Л!3) (рис,10). Прослойка со стороны меди обладает наибольшей твердо-

стью, равной Ю - 1 0,5 [ Па, средняя прослойка - 9 - 9,5 ПЪ, прослойка со стороны алюминия имеет самую низкую твердость 5 - б ГПа.

При нагреве М€ дно-алгаминиевых композитов до температур выше температуры образования эвтектики происходит частичное растворение медных слоев и образуются прослойки с твердостью 10-13 ГПа следующего состава: твердый растаор меди в алюминии (х - фаза) и твердые растворы на основе интерметалл идных соединений А1Си: (-у. -фаза, 15,8-20 % А1) и Л!¡Си ({"- фаза, 24,6-25,3 % А!). Твердость алюминиевого слоя увеличивается в 10-20 раз за счет образования сложной структуры с фазовым составом 0 (АЬСи), Г|? (А1Си). Г ( А1зСи), фщМг) И 72 (А1Сиг).

Рис, 11. Микроструктура топы соединения СКМ состава ВТ 1-0 + ОЯкп + ВТ1-0 после термообработки при; а - 900"С, 1ч; б -1000'С, 0,5 ч; ц - 1000=С, I ч; г - 1000"С, Ю ч (хЮ0>

При нагреве титано-стальной композиции ВТ1-0 + 08кп до 700-10О О ЙС фазовый состав интерметаллидной прослойки меняется по мерс приближения со стороны титана к границе раздела; уменьшается доля фазы титана и одновременно с этим растет количество фазы Ре2'П, а в зоне соединения появляется фаза РеИ (количество которой увеличивается с ростом температуры нагрева) и "ПС. Увеличение времени напевов, играющего такую же роль, как И температура, приводит к росту толщины диффузионной прослойки (рис.11) и ее твердости от 3,2 до 7,9 ГПа. Термообработка при температурах 900 - 1000°С прйво-

дит к уменьшению физического уширения рентгеновских линий (002) и (004) и снижению напряжений II - рода Пик напряжений при нагревах до 1000°С (10 ч) приходится на область зарождения интерметаллидной фазы Ре2Т1 вследствие большой разницы в размерах кристаллической решетки Ре2Т1 и а-Т1 При температурах 1000°С и выше происходит полная рекристаллизация и аннигиляция напряжений II - рода по всей толщине диффузионной прослойки

После термообработки СКМ состава ВТ1-0 + 12Х18Н10Т при 900°С в течение 1 ч со стороны титана образуются две диффузионные прослойки с четкими границами раздела, Первая из них является прослойкой интерметаллидно-карбидного типа, а вторая представляет собой пересыщенный твердый раствор в титане компонентов, диффундирующих из стали При послойном фазовом анализе зоны диффузионного взаимодействия в композиции ВТ1-0 + 12Х18Н10Т после отжига при 900 и 1000°С в течение 1ч в титановом слое на расстоянии 0,2 мм обнаруживаются только линии фазы а-Т1, а в слоях толщиной менее 0,2 мм появляются рентгеновские линии интерметаллидных и карбидных фаз, таких как Сг7С3, Сг2Т1, Ре2Т1 и др

Расчет основных параметров диффузии выполнен по стандартной методике В качестве исходных данных использовались опытные значения толщин диффузионных прослоек, полученных при нагреве сваренных взрывом и прокатанных с различным е СКМ

При обработке результатов экспериментов сделаны следующие допущения 1 Затухающая со временем скорость роста диффузионной прослойки математически описывается уравнением типа

4Г . и1п/г = 1п/Г+ 1п(г-г1) ^

где к - толщина слоя новой фазы, г- время диффузионного процесса

( Е \

М0ехр^, (7)

где К - параметр характеризующий скорость роста, совпадающий по размерности и пропорциональный коэффициенту диффузии, К0 - постоянная величина (мкм^с), Ер - энергия активации процесса роста новой фазы (Дж/моль)

2. Показатель степени п в уравнении (6) принят равным 2 (Следует отметить, что в случае образования на границе раздела нескольких диффузионных прослоек, рост каждой из них в отдельности может происходить при значениях и, не равных 2, но среднее значение, вычисленное для всех типов прослоек, близко к 2) '

Представление экспериментальных данных в полулогарифмических координатах позволяет определить параметр К

(где /г, и к2 - толщина интерметаллидной прослойки после выдержки в течение времени Т1 и хг при постоянной температуре нагрева) и энергию активации Ер

роста диффузионной прослойки

Е---— (9)

А А

Результаты исследования обрабатывались методами математической статистики с использованием специальных пакетов прикладных программ (Оа1аРа фирмы «ОаксЫе Еп§теегт§») Среднеквадратичное отклонение составило 5 = 0,05, достоверность аппроксимации В.2 = 0,8 - 0,9

Установлено, что величина К0 для конкретного сочетания металлов в СКМ является постоянной, а Ер практически линейно зависит от с (таблица 3)

Таблица 3 - Кинетика роста интерметаллидной прослойки при нагреве СКМ М1 + АД1

Щ, МДж/м2 Уравнение роста интерметаллидной прослойки

0,2 к2 =1,72 10й еХ1[65'246 -113419](,-0,677 Ц36254"4'2134 «))

0,62 /г2 = 1,72 106 бхр(70'741 е-П3066)(Т-0,677 г^35843""3'4391 «))

0,87 й2 =1,72 106 Ц61'988 -1,0274](,-0,677 Ц35518-4'3073 ']]

Вычисленные по опытным данным значения энергии активации процесса роста диффузионной прослойки имеют наибольшую величину после СВ После ХП происходит понижение Ер, а, соответственно, и увеличение скорости роста диффузионной прослойки Это обусловлено повышением на межслойной границе степени пластической деформации, а, соответственно, и плотности дефектов кристаллической решетки В сваренных взрывом титано - стальных СКМ и СКМ, подвергнутых последующей ГП, значения т0, Ка Ез и ЕР оказались близкими Последнее позволило принять основное уравнение роста интерметаллид-ных прослоек на границе раздела титан ВТ 1-0 + сталь 08кп в виде

И2 = 1,29 107 ехр\-

185871 Ш

г -10,3 -ехр\

Г36161У

I яг ),

титан ВТ1-0 + сталь 12Х18Н10Т

' 184660

к = 1,8 10" ехр

ЯГ

у

г „„ „ (13650У

(10)

(П)

Полученные значения т0, К0, Ез и ЕР использованы на практике для назначения обоснованных режимов промежуточных и окончательных отжигов полуфабрикатов и готовых изделий из СКМ и СИК

4. Свойства слоистых интерметаллидных композитов, полученных по комплексной технологии

Образующиеся после высокотемпературных нагревов на межслойных границах СКМ диффузионные прослойки существенно отличаются по структуре и свойствам от основных металлов Из-за многообразия влияющих факторов достоверное определение их свойств представляется затруднительным

В первом приближении, прочность СИК можно оценить по правилу аддитивности

&гшт Уинпь (12)

где ам\ и аМ2 - напряжения в мягких составляющих при деформации разрушения реакционной зоны Использование этого правила и массива экспериментальных данных высокотемпературных испытаний на растяжение медно-алюминиевых и титано-стальных СИК позволило доказать возможность косвенного определения прочности интерметаллидных прослоек

В результате анализа характера изменения экспериментальных зависимостей а в и 3-/[Тис„), представленных на рис 12 и 14, исследованные СИК классифицированы разделением на две группы К первой отнесены композиты, прочность которых с повышением температуры испытания постепенно снижается Объемная доля интерметаллидной составляющей в них невысока, ее увеличение сопровождается понижением значений прочности и относительного удлинения Ко второй - композиты, прочность которых с ростом температуры повышается, достигает максимального значения, а затем снижается Увеличение толщины интерметаллидной прослойки, как в первой, так и во второй группе сопровождается ростом ее твердости (рис 13) Установлено, что повышение прочностных свойств СИК и расширение температурного диапазона их работоспособности в основном реализуется за счет увеличения объемной доли интерметаллидов и повышения твердости интерметаллидных прослоек

Исследование микрокартины деформации СИК показало, что как в процессе растяжения, так и после разрушения, расслоений не происходило, и СИК деформировались как монолитный материал

у ii?o 2iH> 4iiH) 4imi Söll 7iw

Температура нспьп яиин,

и---, ,X SA Я бч

% 2

- - ^ ^ , « „ s % ----- Ki

О

Температура нсп i,i i -um ii.

Рис. 12. Зависим осп. предела прочности (Гц и отоедтельвого удлинения S от температуры испытании при растяжении: меди (]); алюминия (2); сваренного взрывом трехслойного композита после холодной прокатки (3); СИК, сформированного при нагреве до 500UC с = 8% (4} и Умт - 35% (5); С ПК с Vaul = 50% (нагрев до 570°С н течении 0,5 (6), 3 (7) и 5 (8) часов

Прочность мелно-алюминиевых СИК., нагрей которых осуществляется до температур выше температуры образования эвтектики (570°С) существе! ню ниже, чем композитов с интерметалл идной Рис. 13. Микротвердость диффузионных прослоек после прослойкой, сформиро-термообработки в трехслойных медио - алюминиевых

СЩС ванной в твердой фазе.

Аномального повышения прочности в диапазоне температур 250-400 С у них не наблюдается (рис. 13).

Экспериментально установлено, что температурная зависимость механических свойств СИК определяется объемной долей иятерметаллидной составляющей. Так в интерпале температур испытания 20-5 00"С при увеличении Ушт прочность титано-сгальвого СИК снижается. При 550-650üC практически не меняется и составляет 400-500 МПа (что почти на порядок выше прочности исходных материалов). При более высоких температурах - повышается. При закалке тнта но-стального СИК с 650 - 700°С твердость иптерметаллидноя прослойки увеличивается на 1,4 - 1,9 ГПа за счет выделения мстастабнльной высокотвердой w-фазы, механизм образования которой идентичен фазовым превращениям при закалке (Ti-Fe)-сплавов, богатых титаном, что значительно повышает прочность СИК в интервале температур 500- 700°С (рис. 14).

Рис. 14 Зависимость прочности <7ц и относительного удлинения 6 от температуры испытания при растяжении- 1 - титан ВТ1-0; 2 - сталь 08кп, 3 - СКМ ВТ1-0+08кп+ВТ1-0; 4 - 7 - трехслойный СИК с Утт = 8%(4) и У„„т = 8% после закалки в воду при 700°С (5) и 950°С (6); Уяит = 70% (7), 8 и 9 - 14-слойный КМ (8) и СИК с Уякт = 70% (9)

На рис 15 и 16 представлены полученные расчетным путем средние значения прочности интерметаллидной прослойки от температуры испытания, свидетельствующие о аномальном характере ее изменения Согласно полученным данным в медно-алюминиевом СИК прочность интерметаллидной прослойки при комнатной температуре составляет ~ 8,5 МПа Максимальное значение ав = 415 МПа достигается при температуре 400°С Прочность интерметаллидной прослойки в титано-стальном композите при комнатной температуре составляет ~ 290 МПа, а ее максимальное значение в 640 МПа реализуется при температуре 600°С

я 500

С

S

Г 600

я

ч

I2 I

100 200 300 400 500 600 700 Температура испытаний,°С

Рис. 15. Температурная зависимость предела прочности холоднокатаной меди (1), алюминия (2) и интерметаллидной прослойки (3), сформированной при нагреве СКМ до 500°С

3V Гч

1/ \

» 'V hV-j ч \ \

ч 1—.

0 200 400 600 800 1000 Температура испытаний,°С

Рис. 16. Температурная зависимость предела прочности титана ВТ1-0 (1), стали 08ки (2) и интерметаллидной прослойки (3), сформированной при нагреве СКМ до 900-950°С

Расчет прочности медно-алюминиевых и титано-стальных СИК, выполненный по уравнению 12 с привлечением данных, представленных на рис 15 и 16, позволил установить следующее (рис 17, 18) Использование СИК системы медь-алюминий при температуре ниже 200°С нерационально, так как их прочность ниже прочности меди Для обеспечения высоких значений Ов в интервале температур 200-600°С объемное наполнение интерметаллидами должно быть не менее 30% Титано-стальные СИК нерационально использовать при температурах ниже 400°С, при этом минимальное объемное наполнение интерметаллидами для обеспечения высоких значений ав в интервале температур 400-900°С составляет 50%

§200. £

§150

I в*

I

£ 50 С

3—

0 100 200 300 400 500 600 Температура испытаний, С

О 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Температура испытаний,°С

Рис. 17. Экспериментальная (1) и расчет- Рис. 18. Экспериментальная (1) и расчетные (2-5) зависимости предела прочности ные (2-5) зависимости предела прочности от температуры испытаний при растяже- от температуры испытаний при растяжении меди (1) и медно-алюминиевого СИК нии стали 08кп (1) и титано-стального С У11НТ: 2 -10%, 3 - 20%, 4 - 30%, 5 - 50% СИК с Уият: 2 -10%, 3 - 50%, 4 - 70%

При малом объемном наполнении интерметаллидами наблюдается перегрузка интерметаллидных прослоек и их разрушение, а основные (металлические) слои не разрушаются и несут основную нагрузку В этом случае прочность СИК (по аналогии с волокнистыми КМ) можно определить из уравнения

°СЖ = <ТС1((Си)^С«(Ст) = аСи(Ст) ~ ^ОЛ.Оп'Учт (13)

Его анализ показывает, что при перегрузке интерметаллидных прослоек прочность СИК становится ниже прочности основных слоев. Минимальную объемную долю интерметаллидов Утт, при превышении которой не наблюдается потеря их несущей способности, можно установить, приравняв уравнения 13 и 14

°СЖ = °С»(С»1)0 - Кит) + ЯштУиит ' (I4)

а вместо Уинт подставив Утт

откуда

■,Си(Ся) "Си(Оя) | + °Си(йл) ~~ °С»(С>0

(16)

Значение Утт можно определить и графически (рис 19, 20) Анализ уравнения 16 и графиков, представленных на рис 19 и 20, показывает, что с ростом прочности интерметаллидных прослоек уменьшается их перегрузка и величина Утт

<*500 0*40»

/

г /

<-а> «Лм <Т"~

111(3« 0°С) /

Ш й

—1 ¡-И ра, V (400 рс)| '| -Т-^.

МЛа

400

300

200

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Рис. 19. Теоретическая зависимость прочности медно-алюминиевого СИК от объемной доли интерметаллидной прослойки при температуре: 1 - 300°С, 2 - 400°С, 3 -

**"><>, пп СТ500

^600 0 ... - —__—--------

утп \ ^кр(500°С)\кр(400°С) ^.(600°сГ еОО°С)ит№ЙОО°С) .

* 'о Го" 20 30 40 50 60 70 80 90 109

Рис 20 Теоретическая зависимость прочности титано-стальиого СИК от объемной доли интерметаллидной прослойки при температуре: 1 - 400°С, 2 - 500°С, 3 - 600°С

Использовать СИК имеет смысл тогда, когда его прочность выше прочности основных слоев Объемную долю интерметаллидов, при которой прочность СИК равна прочности основных слоев, (Укр) можно определить из уравнения 14, приравняв 0тк = всы(с.т) При У„нт = Укр

= ^(С») 0 - ^ > + «г.™,^, (17)

откуда Гкр = (19)

у _ °У»(С т) а<»(Ся)

Р ~ гг ~гг'

"инт ( «(Оя)

Из этой формулы следует, что чем больше разница в прочности между интерметаллидной прослойкой и основными слоями, тем меньше Укр и больше эффективность использования СИК

5. Получение слоистых металлических и интерметаллидных композиционных материалов и изделий

Результаты проведенных исследований положены в основу разработки и оптимизации технологических процессов изготовления слоистых металлических и интерметаллидных композитов широкой номенклатуры и назначения

Таблиц

а 4 - Схемы получения многослойных композиций по комплексной технологии

Операция

№ п п

Технологическая схема

Назначение

Последовательная наварка слоев (патент РФ № 2221682)

1а

16

А+В-» (АВ)+( ВА)-> (ВА)+(АВВА) -» -* А„Вт

А+В-» (аЬ) -» (аЬ)+(Ьа) -» (Ьа)+-КаЬЬа) - А„Вт

1 Получение многослойной заготовки

2 Получение соединений с улучшенными механическими свойствами

1 Пункты 1,2 (схема 1а)

2 Использование заготовок, полученных по схеме 1а после прокатки

О

Одновременная сварка слоев (патент РФ № 2293004)

1и

1к

(А,В,)+(ВД)+ - А„Вт

(а,Ь,)+ фа,)+ ->■ А„В„

Пункты 1, 2 (схема 1а)

Пункты 1,2 (схема 1а), 2 (схема 16)

Промежуточная

2а

26

АВ-* аЬ

Получение многослойных тонколистовых заготовок для использования в схемах 16,1г

Окончательная

2в

А„Вт-> а„Ь„

а

Получение многослойных СКМ с заданным соотношением толщин слоев

I

о £

к

е

За

а+Ь+аг-» а+И+Ь+И+а

Формирование СКМ со сплошными или дискретными интер-металлидными прослойками

36

а+Ь+а-* а+И+а

И

Формирование структуры ме-талл-интерметаллвд-металл

Зв

а+Ь-* И+Ь

ис

Одностороннее интермегаллид-ное покрытие поверхности металла

Ь+а+Ь-» И+а+И

№

Двухстороннее интерметаллид-ное покрытие поверхности металла

у - количество слоев в предварительно сваренном СКМ, п,ш - количество слоев в готовом СКМ

На базе выявленных закономерностей формирования структурной неоднородности СКМ на всех этапах комплексного технологического процесса впервые разработаны технологические схемы получения нового класса конструкционных материалов - слоистых интерметаллидных композитов многоцелевого назначения, включающие три основные операции, сварку взрывов, обработку давлением и заключительную (финишную) термообработку (таблица 4).

Их оптимизация достигается за счет расчетного или расчетно-экспериментального назначения параметров СВ, ОД и температурно-временных условий высокотемпературного нагрева, обеспечивающих формирование требуемых интерметаллидных слоев

Совместно с Подольским машиностроительным заводом им С Орджоникидзе (Московская область) впервые в атомном энергомашиностроении разработан принципиально новый технологический процесс по изготовлению и монтажу крупногабаритных биметаллических переходных элементов на трубные решетки теплообменных аппаратов при их изготовлении и ремонте Опыт промышленного изготовления титано-стальных крупногабаритных переходников для Крымской АЭС (Украина), АЭС «Хурагуа» (Куба) и ремонта 2-х теплообменников промконтура газо-маслоохлаждения Крымской АЭС подтвердил высокую технико-экономическую эффективность разработанной технологии и научно-технической документации (ТУ, ТИ, ИК и др) на этапе промышленного освоения и внедрения в производство выполненных разработок

По заданию КИИ гелиевой техники (г Москва) разработаны процессы получения СИК систем МЗ+ОТ4 и АД1+ОТ4, предназначенных для изготовления опытных композиционных теплозащитных изделий, в которых за счет заполнения каналов циркуляции низкотемпературной средой реализованы преимущества активных тепловых элементов, а за счет применения СИК - преимущества пассивных элементов Опытная партия СИК толщиной 1,5 мм, изготовленная совместно с ТОО «БСонтем» (г Москва), поставлена Воронежскому авиационному заводу для отработки конструкции и изготовления антиобледенительных узлов титановых воздухозаборников летательных аппаратов

Совместно с ООО ПКФ «ХЭЛТ» изготовлена опытная партия вырубных штампов с основным слоем из стали 20 и плакирующим из СИК системы П-Бе, используемых в качестве рабочего инструмента при производстве стальных дуг компрессионно-дистракционных аппаратов Елизарова Разработаны рекомендации по оптимизации процесса СВ и ХП медно-алюминиевого композита для обеспечения расчетного соотношения соединяемых слоев и прочности и структуры СКМ толщиной 1+0,05 мм

На основе исследования рекристаллизационных процессов в сваренных взрывом многослойных структурно-неоднородных соединениях никеля НП1 установлен оптимальный режим отжига (500°С, 1,5 ч), полностью устраняющий структурную микронеоднородность на межслойных границах, что позволило стабилизировать служебные свойства заготовок и осуществить при ремонтных работах т АООТ «Каустик» (г Волгоград) замену монослойных трубных ре-

шеток, поставляемых инофирмами, на многослойные с толщиной слоев никеля НП1 8 мм, изготовленные методом СВ

Разработан принципиально новый метод снижения взрывного упроннения плоских биметаллических заготовок, предусматривающий применение перед СВ жесткого основания с расчетным радиусом кривизны рабочей поверхности и последующий обратный "холодный" изгиб сваренных заготовок на заданную величину деформации, обеспечивающей снижение на 15-20% взрывного упрочнения околошовной зоны соединения

Суммарный экономический эффект, полученный при внедрении результатов настоящего диссертационного исследования на предприятиях энергетики, химического и машиностроительного комплекса, составил 13,5 млн руб в сопоставимых ценах 2006 г Доля автора в экономическом эффекте составила 60%

ВЫВОДЫ

1 Разработаны теоретические основы и комплексные технологии получения конструкционных и функциональных материалов нового поколения - слоистых интерметаллидных композитов, выделены и систематизированы основные факторы, влияющие на их механические свойства, развиты и дополнены результатами специальных исследований механизм и кинетика диффузионных процессов в разнородных соединениях.

2 В результате детального исследования закономерностей пластического деформирования металла околошовной зоны получены эмпирические зависимости, позволяющие расчетным путем определять остаточные сдвиговые деформации на различном удалении от условной границы раздела и целенаправленно управлять структурой и свойствами получаемых соединений Экспериментально установлено, что для снижения ширины и твердости упрочненных пластической деформацией слоев металла сварку взрывом необходимо проводить на «мягких» режимах, гарантирующих реализацию равнопрочности соединения наименее прочному из свариваемых металлов и обеспечивающих ввод в соединение наименьшей доли кинетической энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию

3 На основе обобщения известных данных и постановки специальных исследований впервые доказано- а) традиционное представление' об однозначной количественной зависимости прочности свариваемых взрывом соединений только от количества оплавов носит частный характер и справедливо лишь в случае, если оплавы являются дефектами в традиционном понимании, те обладают

хрупкостью (интерметаллиды, карбиды, закалочные структуры и др), б) для большинства свариваемых взрывом соединений указанная в п а зависимость является более сложной, многофаюгорной, а ее конкретный характер определяется наряду с количеством структурой, механическими свойствами, геометрией оп-лавов, физико-механическими свойствами исходных материалов и энергетическими условиями сварки взрывом

4 Экспериментально показано, что неоднородность деформационного упрочнения СКМ обуславливает различную трещиностойкость характерных зон сваренных взрывом соединений Так, при ударных испытаниях нормально плоскости соединения слоев наиболее низкие значения ударной вязкости характерны для ОШЗ, а при нагружении параллельно плоскости - для композита в целом по сравнению с монометаллом

5 Впервые показано, что при холодной прокатке сваренных взрывом СКМ происходит локальное разупрочнение ОШЗ, что принципиально отличает поведение СКМ от поведения монометаллов Установленная корреляция распределения уширения рентгеновских линий и характера деформационного упрочнения СКМ подтверждает дислокационный механизм их формирования Влияние локальных зон разупрочнения должно учитываться при расчете прочности механически неоднородных слоистых композитов

6 Доказано, что при обработке давлением (горячей и холодной гфокатке) сваренных взрывом слоистых композитов неравномерность послойных деформаций зависит от градиента деформационного упрочнения и температурно-силовых параметров процесса. Оптимизация последних (например, увеличение обжатий более 90% для медно-алюминиевых и 70% для титано-стальных СКМ) способствует устранению неравномерности деформации слоев

6 Установлено, что нагревы СКМ при температурах интенсивной диффузии вызывают трансформацию микронеоднородности сварных соединений по известным законам, на которые накладывается эффект предшествующего взрывного упрочнения при сварке и последующего Упруго-пластического деформирования. Получены эмпирические выражения, позволяющие а) назначать оптимальные параметры нагревов для реализации требуемого соотношения основных и интерметаллидных слоев с учетом энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию при сварке^ знака и величины прилагаемой нагрузки при ОД и термообработке, б) управлять процессом формирования структурной, фазовой и химической неоднородности на межслойных границах СКМ и СИК

7 На основе обобщения результатов жаропрочных испытаний интерметал-лидные композиты классифицированы разделением на две группы К первой

принадлежат СИК с объемным наполнением интерметаллидами до 25%, прочность которых с повышением температуры испытания постепенно снижается, ко второй - СИК с наполнением > 25%, прочность которых с увеличением температуры растет, достигает максимального значения, а затем снижается" Повышение жаропрочных свойств и расширение температурного диапазона работоспособности СИК достигаются за счет увеличения твердости и объемной доли интерме-таллидных прослоек, а их практическая реализация обеспечивается в результате оптимизации операций комплексного технологического процесса (сварки взрывом, обработки давлением и высокотемпературной термообработки).

8 На базе выполненных исследований разработан ряд практических рекомендаций, позволяющих получать с помощью комплексной технологии многослойные композиты из одно и разнородных металлов с минимальным уровнем структурной и химической неоднородности Созданные СКМ и СИК внедрены на предприятиях энергетики, химического и машиностроительного комплекса, что позволило за счет улучшения качества и надежности изделий получить экономический эффект от внедрения выполненных разработок 13,5 млн руб в сопоставимых ценах 2006 г Доля автора в экономическом эффекте составила 60%

Основные положения диссертационного исследования работы опубликованы в 190 работах, наиболее значительными среди которых являются следующие монографии, статьи в реферируемых журналах и изобретения

1 Трыков, Ю П Свойства и работоспособность слоистых композитов / Ю П Тры-ков, В Г Шморгун//Монография / ВолгГТУ Волгоград,-1999 -190 с

2 Трыков, Ю П Деформация слоистых композитов / Ю П Трыков, В Г Шморгун, JIM Гуревич//Монография/ВолгГТУ Волгоград,2001 -242с

3 Трыков, Ю П Слоистые композиты на основе алюминия и его сплавов/ Ю П Трыков, JIM Гуревич, В Г Шморгун // M Металлургиздат, 2004 - 230 с

4 Седых, В С Определение местной деформации при сварке взрывом //ВС Седых, А П Соннов, В Г Шморгун/ Известия ВУЗов Черная металлургия, 1984, №11-с 136.

5 Шморгун, В Г Исследование основных закономерностей процесса пластической деформации при сварке взрывом// В Г Шморгун /Сварочное производство, 2000, №3 -с. 23-25 Welding international, 2000,14(8) Р 659-660

6 Трыков, ЮП Комплексные технологии изготовления композиционных теплозащитных элементов // Ю П Трыков, В Г Шморгун, Д В Проничев /Сварочное производство, 2000, № 6 -с 40-43 Welding international, 2000,14(11) Р918-920

7 Трыков, Ю.П Опыт применения строительно-монтажных пистолетов для точечной сварки металлов // Ю П. Трыков, В Г Шморгун /Сварочное производство, 2000, № 10-с 27-28.

8 Шморгун, В Г Оценка затрат энергии на пластическую деформацию в зоне волнообразования при сварке взрывом // В Г Шморгун /Сварочное производство,

2001, № 3 - с 25-28 Welding international, 2001,15(8) Р 662-664

9 Трыков, Ю П Оценка ударной вязкости соединений, полученных сваркой взрывом // Ю П Трыков, В Г Шморгун /Сварочное производство, 2001, № 12 - с 3435 Welding international, 2002,16(5) Р 415-416

10 Трыков, Ю П, Шморгун В Г. Структура и свойства сваренного взрывом биметалла титан-сталь после горячей прокатки// Ю П Трыков, В Г Шморгун, Е Ю Епишин/Известия ВУЗов Черная металлургия, 2001, № 7 - с 67

11 Трыков, Ю П Влияние холодной прокатки на твердость околошовной зоны биметалла титан-сталь// Ю П Трыков, В Г Шморгун, Е Ю Епишин /Известия ВУЗов Черная металлургия, 2002, № 7 -с 75-76

12 Трыков, Ю П Свойства сваренных взрывом соединений сплава ВТ1-0 со сталью СтЗ, подвергаемых кратковременному нагреву //ЮП Трыков, В Г Шморгун, СП Чуева /Технология машиностроения, 2002,№1 -с 23-25

13 Трыков, ЮП Комплексная технология изготовления трехслойных мембран с коррозионностойким плакирующим слоем и пружинной основой// Ю П Трыков, В Г Шморгун, JIМ Гуревич /Перспективные материалы, 2002, № 5 - с 71-73

14 Трыков, Ю П Исследование влияния горячей и холодной прокатки на структуру и свойства околошовной контактной зоны биметалла титан-сталь, полученного сваркой взрывом // Ю П Трыков, В Г Шморгун, Е Ю Епишин /Производство проката, 2002, № 8 - с 35-39

15 Трыков, ЮП Микромеханические свойства и тонкая структура медно-алюминиевой композиции, полученной по комплексной технологии// Ю П Трыков, В Г Шморгун, В Н Арисова, О В Слаутин /Перспективные материалы,

2002, № 6 - с 81-85

16 Трыков, Ю П Влияние холодной прокатки на диффузионные процессы при нагреве биметалла титан-сталь// Ю П Трыков, В Г Шморгун, Е Ю Епишин /Известия ВУЗов Черная металлургия, 2003, № 3 - с 83-84

17 Трыков, ЮП Технология сварки взрывом магниево-алюминиевых композиционных соединений// Ю П Трыков, В Г Шморгун, В Д Рогозин, Ю Г Долгий / Сварочное производство, 2003, № 3 - с 38-41. Welding international, 2003, 17(8) Р 661-664

18 Трыков, ЮП Кинетика роста диффузионных прослоек в биметалле медь-алюминий, полученном по комплексной технологии// Ю П Трыков, В Г Шморгун, OJB Слаутин/Перспективные материалы, 2003, № 3 -с 83-88

19 Трыков, Ю П Исследование влияния холодной прокатки на структуру и свойства околошовной контактной зоны биметалла медь-алюминий, полученного сваркой взрывом// Ю П Трыков, В,Г Шморгун, О В Слаутин /Производство проката, 2003, № и -с23-27

20 Трыков, Ю П Структура и свойства слоистых интерметаллидных композиционных материалов системы титан-железо // Ю П Трыков, В Г Шморгун, О В Слаутин, ДВ Проничев /Конструкции из композиционных материалов, 2004, №1 -с 48-53

21 Трыков, ЮП Высокотемпературные испытания медно-алюминиевых слоистых интерметаллидных композитов// ЮП. Трыков, ВТ Шморгун, О В Слаутин, С А Абраменко / Вестник МГТУ им Г И Носова Металлургия и металловедение, 2004, №2 (6) - с 75-78

22 Трыков, Ю П Диффузионные процессы в биметалле титан-сталь// Ю П Трыков, В Г Шморгун, Е Ю. Епишин /Физика и химия обработки материалов, 2004, №4 с 85-89

23 Трыков, ЮП Влияние исходной прочности стальной основы на структуру и свойства сваренных взрывом соединений// Ю П Трыков, В Г Шморгун, О В Слаутин /Известия вузов Черная металлургия, 2004, № 6 с 72-73

24 Трыков, Ю П Влияние холодной прокатки на диффузионные процессы на границе слоев биметалла медь-алюминий, полученного сваркой взрывом// Ю П Трыков, В Г Шморгун, О В Слаутин /Сварочное производство, 2004, № 7 с 27-29 Welding international, 2004,18(12) Р 988-990

25 Трыков, Ю П Способы повышения прочности и надежности свариваемых взрывом титано-стальных соединений// Ю П Трыков, В Г Шморгун /Технология машиностроения, 2004, №3 с 31-33

26 Трыков, Ю П Свойства слоистых интерметаллидных композиционных материалов системы Си-А1, полученных по комплексной технологии// Ю П Трыков, В Г Шморгун, О В Слаутин /, С А.Абраменко / Известия вузов Цветная металлургия, 2004, №5 с 51-55

27 Трыков, Ю П Создание тихано-стальных композитов и соединений с использованием комплексных технологий// Ю П Трыков, В Г Шморгун, JI М.Гуревич /Перспективные материалы,2004, № 5 с 59-66

28 Трыков, Ю П О влиянии количества и твердости оплавленного металла на прочность свариваемых взрывом соединений// ЮП Трыков, В.Г Щморгун, И Б Степанищев /Известия вузов Черная металлургия, 2004, № 11 с 83 ,

29 Трыков, Ю П О взаимодействии компонентов в титано-стальном композите// Ю П Трыков, В Н Арисова, В Г Шморгун, О В Слаутин /Перспективные материалы,2004, № 6. с 43-47

30 Трыков, Ю П Влияние макрорельефа соединяемых поверхностей пластин на свойства свариваемых взрывом слоистых композиционных материалов// Ю П Трыков, Л М Гуревич, В Г Шморгун, С В Клочков / Конструкции из композиционных материалов, 2004, №3. с 63-70

31 Щморгун, В Г Механические свойства трехслойного титано-стального интерме-таллидного композита при повышенных температурах// В Г Шморгун, Ю П

Трыков, О В Слаутин/Известия вузов Черная металлургия, № 8,2004 с 63-64

32 Шморгун, В Г Влияние термообработки на твердость и кинетику роста интерме-таллидной прослойки в титано-стальном композите// В Г Шморгун, Ю П Трыков, О В Слаутин /Известия вузов Черная металлургия, № 1, 2005 с 80

33 Трыков, Ю П Создание слоистых интерметаллидных композитов многоцелевого назначения с повышенными жаропрочными свойствами// Ю П Трыков, В Г Шморгун, Л М Гуревич /Наука производству, № 1, 2005 с 25-29

34 Трыков, Ю П Влияние прокатки на свойства титано-стального композита, полученного сваркой взрывом // ЮП Трыков, В Г Шморгун, СААбраменко /Известия вузов Черная металлургия, № 5, 2005 с 64

35 Шморгун, В Г Облицовка стальных поверхностей тугоплавкими металлами с помощью сварки взрывом // В Г Шморгун, Ю П Трыков, С А Абраменко /Известия вузов Черная металлургия, № 5,2005 с 65

36 Шморгун, В Г Комплексные технологические процессы получения слоистых интерметаллидных композитов// В Г Шморгун, ЮП Трыков, О В Слаутин /Конструкции из композиционных материалов, 2005, №3 с 3-9

37 Шморгун, В Г Влияние деформации изгиба на микромеханические свойства и кинетику диффузии в слоистом композите системы Ti-Fe// В Г Шморгун, Ю П Трыков, О .В Слаутин, ДЮ Донцов / Известия ВолгГТУ № 3(12)/ ВолгГТУ -Волгоград, 2005 (Сер Материаловедение и прочность элементов конструкций) с 21-24

38 Шморгун, В Г Механические свойства СИК системы Cu-Al при повышенных температурах// В Г Шморгун, Ю П Трыков, С А Абраменко, В Н Арисова / Известия ВолгГТУ № 3(12)/ ВолгГТУ -Волгоград, 2005 (Сер Материаловедение и прочность элементов конструкций) с 12-16

39 Шморгун, В Г Слоистые интерметаллидные композиты системы Ti - Fe с повышенными жаропрочными свойствами// В Г Шморгун, Ю П Трыков, О В Слаутин В Н Арисова / Известия ВолгГТУ № 3(12)/ ВолгГТУ -Волгоград, 2005 (Сер Материаловедение и прочность элементов конструкций) с 16-21

40 Трыков, Ю П Исследование влияния холодной прокатки на структуру и свойства околошовной зоны в симметричных пакетах СКМ системы Cu-Al// Ю П Трыков, В Г Шморгун, О В Слаутин, СААбраменко /Известия ВолгГТУ № 3(12)/ ВолгГТУ -Волгоград, 2005 (Сер Материаловедение и прочность элементов конструкций) с 5-9

41 Шморгун, В Г Оценка качества сваренных взрывом трубных заготовок// ЮП Трыков, В Г Шморгун, О В Слаутин /Известия вузов Черная металлургия, 2006, №1 с 68

42 Трыков, Ю П Опыт и перспективы промышленного применения слоистых металлических композитов, создаваемых с помощью комплексных технологий //Ю П Трыков, Л М.Гуревич, В Г Шморгун /Известия вузов Северо-кавказский

регион Технические науки, Спецвыпуск, 2005 с 13-15

43 Шморгун, В Г Влияние деформации изгиба на микромеханические свойства многослойного титано-стального композита // В Г Шморгун, Ю П Трыков, О В Слаутин / Известия вузов Черная металлургия, 2006, № 5 с 67-68

44 Трыков, ЮП Научные основы проектирования и изготовления нового класса конструкционных материалов - слоистых интерметаллидных композитов// Ю П Трыков, В Г Шморгун, JIМ Гуревич /Конструкции из композиционных материалов, 2006, №4 с 133-134

45 Шморгун, В Г Формирование локальных зон разупрочнения в титано-стальных композитах// В Г Шморгун, Ю П Трыков, Л М Гуревич, А Э Петров /Перспективные материалы, 2006, №5 С 66-72

46 Трыков, ЮП Комплексная технология получения тонколистовых композитов титан-сталь// Ю П Трыков, В Г Шморгун, Я М Гуревич, В Н Арисова /Производство проката, 2006, №11 С 18-21

47 Арисова, О В Слаутин В Н Тонкая структура и микромеханические свойства магниево-алюминиевого композита //В Н Арисова, Ю П Трыков, В Г Шморгун, А Ф Трудов, Д С Самарский /Технология металлов, 2007, № 1 С 28-32

48 Трыков, Ю П Структура и механические свойства слоистых интерметаллидных композитов систем Cu-Al и Ti-Fe// Ю П Трыков, В Г Шморгун, О В Слаутин, В Н Арисова, С А Абраменко/ Вопросы материаловедения, 2007, № 1(49) С 4956

49 Способ плакирования металлических деталей ас № 1120562, СССР, МКИ В23 К20/08 / Кузьмин В И, Седых В С , Соннов А П , Шморгун В Г и др , ВПИ -1984

50 Способ сварки взрывом металлических заготовок ас № 1243254, СССР, МКИ В23 К20/08 / Седых В С, Бусалаев И Д, Соннов А П, Шморгун В Г и др, ВПИ -1986

51 Способ плакирования металлических деталей ас № 1280789, СССР, МКИ В23 К20/08 / Шморгун В Г, Седых В С , Бусалаев И Д Трыков Ю П и др , ВПИ -1986

52 Смесь для сварки взрывом а с № 1462612, СССР, МКИ В23 К20/08 / Лысак В И, Шморгун В Г, Пронин В А, Седых В С и др , ВПИ - 1987

53 Способ взрывного плакирования цилиндрических изделий ас № 1658507, СССР, МКИ В23 К20/08 / Шморгун В Г, Трыков Ю П, Кусков Ю Н Лысак В И и др, ВПИ -1991

54 Трубная решетка теплообменника патент № 1755027 СССР, МКИ F28 F 9/00 / Лысак В И, Шморгун В Г, Седых В С , Трыков А Ю и др , ВПИ - 1992

55 Способ получения плоских биметаллических титано-стальных заготовок патент № 2211125 РФ, МКИ 7 В 23 К 20/08, В 32 В 15/01 / Трыков Ю П, Трудов А Ф, Арисова В Н, Шморгун В Г и др , ВолгГТУ -2003

56 Способ получения композиционного материала патент № 2221682 РФ, МКИ 7 В 23 К 20/08, В 32 В 15/01 / Трыков Ю П, Писарев С П, Проничев Д В , Шморгун В.Г и др, ВолгГТУ -2004г

57 Способ получения композиционного материала алюминий-титан Патент № 2255849 РФ, МКИ 7 В 23 К 20/08, В 32 В 15/01 / Трыков Ю П, Писарев С П, Гуревич Л М, Шморгун В Г и др , ВолгГТУ - 2005

58 Способ получения композиционного материала титан-сталь Патент № 2293004 РФ, МКИ 7 В 23 К 20/08, В 32 В 7/04 / Трыков Ю П, Шморгун В Г, Гуревич Л М, Писарев С П, и др , ВолгГТУ - 2007

Личный вклад автора:

В представленных работах, большинство из которых выполнено в соавторстве с другими исследователями, автором определены основные идеи и направления проводимых исследований [27, 33, 36, 42, 44, 46], рассмотрены закономерности формирования структурно-механической неоднородности на всех этапах комплексного технологического процесса (при СВ [4, 5 8], ОД [10, 11, 14, 16, 19, 34, 40] и ВТО [12, 18, 22, 24, 2, 37]), разработаны новые технические и технологические решения [6, 7, 9, 13, 15, 17, 20, 21, 23, 25, 26, 28 30, 35, 48. 57], проанализированы, обобщены и систематизированы результаты собственных исследований, а также других ученых и специалистов [1. 3]

Подписано в печать 9 Of 2007- г Формат 60x841/16 Бумага газетная Гарнитура Times Печать офсетная Уел печ л 2,0 Тираж 100 Заказ SO/ Типография РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета 400131, Волгоград, ул Советская, 35

Введение

Глава 1. Слоистые интерметаллидных композиты - новый класс конструкционных материалов.

1.1. Структура и основные механические свойства композиционных материалов.

1.2. Опыт и перспективы использования интерметаллидов и интерметаллидных соединений.

1.3. Выводы по главе и постановка задач исследования.

Глава 2. Исследование влияния температурно-силовых факторов на структуру и механические свойства СКМ.

2.1. Деформация металлов при сварке взрывом.

2.2. Влияние конструктивно-технологических факторов на характер разрушения слоистых композитов.

2.3. Влияние низко и высокотемпературной обработки давлением на структуру и свойства слоистых композитов.

2.4. Выводы.

Глава 3. Кинетика диффузии в слоистых интерметаллидных композитах

3.1. Исходные предпосылки.

3.2. Влияния термо-деформационного воздействия на кинетику начальных этапов диффузионного взаимодействия в соединениях из разнородных металлов, образующих интерметаллидные фазы.

3.3. Влияние термо-деформационного воздействия на кинетику роста диффузионных прослоек.

3.4. Расчетное определение параметров диффузии с учетом энергетических и температурно-силовых условий нагружения.

3.5. Выводы.

Глава 4. Свойства слоистых интерметаллидных композитов, полученных по комплексной технологии.

4.1. Комплексные технологические процессы получения слоистых интерметаллидных композитов.

4.2. Исследование влияния конструкции и объемного содержания диффузионных прослоек на механические свойства интерметаллидного композита.

4.3. Оптимизация состава и конструкции СИК.

4.5. Выводы.

Глава 5. Получение слоистых металлических и интерметаллидных композиционных материалов и изделий.

5.1. Конструкционные и функциональные слоистые интерметаллидные композиты.

5.2. Получение СКМ с минимальным уровнем физической и химической микронеоднородности.

5.3. Выводы.

Фундаментальной задачей материаловедения является создание новых конструкционных материалов, обеспечивающих их надежную работоспособность в условиях интенсивных тепловых воздействий, высоких давлений, скоростей нагружения, радиации, агрессивных сред, вибраций и т.д. Слоистые композиционные материалы (СКМ), важнейшее преимущество которых состоит в том, что для конкретных условий эксплуатации могут быть разработаны композиции с оптимальным комплексом служебных характеристик, с этой точки зрения являются особо перспективными. Использование СКМ позволяет:

- уменьшить расход дефицитных и дорогостоящих металлов и сплавов;

- существенно повысить в широком диапазоне температур надежность и долговечность конструкций за счет увеличения удельных прочности и жесткости, жаропрочности, ударной вязкости, снижения чувствительности к концентраторам напряжений;

- обеспечить высокий уровень ряда специальных физических свойств материалов (тепло- и электропроводности, коррозионной стойкости, износостойкости) и др.

Сварка взрывом (СВ) является эффективным методом создания качественных СКМ различных типов и назначения. Высокоэкономичный, производительный и управляемый процесс, не требующий дорогостоящего оборудования и оснастки, сварка взрывом, благодаря её быстротечности, препятствующей развитию активных диффузионных процессов на границе раздела разнородных металлов и сплавов, позволяет получать равнопрочные соединения из практически любых сочетаний металлов и сплавов площадью до десятков квадратных метров.

Усилиями российских и зарубежных ученых {Беляев В.И., Бондарь М.П., Гордополов Ю.А., Дерибас А.А., Дремин А.Н., Добрушин ЛД, Заха-ренко ИД, Кудинов В.М., Кривенцов А.Н., Кобелев А.Г., Кузьмин Г.Е., Ко-нон Ю.А., Лысак В.И., Михайлов А.Н., Петушков В.Г., Первухин Л.Б., Седых B.C., Сонное А.П., Трыков Ю.П., Цемахоеич БД., Чудновский АД., Cowan G., Holtzman A., Crossland В., Bahrani A., Robinson J., Prummer R., Babul W., Wittman R, HuntI.H. имн. др.) теоретически и экспериментально определены основные закономерности этого процесса, изучено влияние его основных параметров на свойства получаемых соединений, построен энергетический баланс, обобщены граничные условия процесса, накоплен обширный теоретический и экспериментальный материал по прогнозированию служебных свойств механически неоднородных СКМ и узлов из них (Бакши О.А., Белоусов В.П., Трыков Ю.П., Шахматов М.В. и др.) и т.д.

Однако, несмотря на то, что в области создания с помощью сварки взрывом СКМ многоцелевого назначения накоплен значительный теоретический и экспериментальный материал, ряд вопросов, касающихся влияния «истории» ее термо-деформационного воздействия на их структуру и свойства, ещё недостаточно изучен. Так, вопросам влияния энергетических условий сварки взрывом на структуру и механические свойства околошовной зоны (ОШЗ) СКМ в отечественных и зарубежных работах уделено незаслуженно мало внимания. Практически отсутствуют данные по влиянию конструкции СКМ на его ударную вязкость и зональную прочность. Из-за сложности протекающих процессов и многообразия влияющих факторов до настоящего времени существует неопределенность в разделении образующегося при сварке взрывом в зоне соединений оплавленного металла в виде включений или тонких прослоек на «опасный» или «безопасный» вид химической неоднородности. Ясность есть только в отношении интерметаллидных включений, однозначно относящихся к опасным видам. В работах ряда отечественных ученых {Казак Н.Н., Седых B.C., Сонное А.П., Трыков Ю.П. и др.) содержатся предположения о том, что конечные свойства и структура закристаллизовавшегося оплавленного металла зависят от конкретных физико-химических свойств соединяемых металлов, режимов сварки и условий охлаждения сварного соединения. С целью уточнения этого положения целесообразна постановка исследований по изучению особенностей формирования структуры и микромеханических свойств оплавленного металла в зависимости от вышеуказанных факторов. Помимо этого, представляется целесообразным обосновать возможность использования результатов таких исследований для прогнозирования служебных свойств и поведения при технологических переделах вновь создаваемых сварных соединений и композиций из так называемых трудно-свариваемых разнородных сочетаний металлов и сплавов.

В большинстве случаев сваренные взрывом СКМ в дальнейшем подвергаются обработке давлением (прокатке, штамповке, вытяжке и др.), что приводит к перераспределению остаточных напряжений, изменению физико-механических свойств и структуры композита. Исследованию процессов деформирования разнородных металлов посвящены известные работы Г.Э.Аркулиса, Е.И.Астрова, А.А.Быкова, С.А.Голованенко, Н.П.Громова, П.Ф.Засухи, А.Г.Кобелева, В.К.Короля, Меандрова Л.В., П.И.Полухина и др.; при этом авторами, как правило, рассматривалась возможность получения СКМ совместной прокаткой. Однако, как показала практика (Ватник Л.Е., Кудинов В.М., Коротеев А.Я., Сидоров НИ., Кобелев А.Г., Седых B.C., Трыков ЮЛ., и др.), закономерности их деформирования существенно отличаются от процесса деформирования предварительно сваренных взрывом СКМ из-за наличия прочного соединения и волнообразного профиля межслойных границ, а также образования значительной структурно-механической неоднородности вследствие неодинакового упрочнения по толщине свариваемых металлов.

Отсутствие информации о влиянии технологических параметров обработки давлением на изменение структуры и свойств композиционных материалов приводит к сдерживанию практической реализации комплексных технологических процессов, включающих наряду со сваркой взрывом последующую обработку давлением (прокатку, штамповку и др.) и термообработку и позволяющих значительно расширить объемы и области применения СКМ.

Наличие в составе композиции различных по физико-механическим свойствам металлов обуславливает при нагружении их взаимное влияние не только на характер деформации и разрушения, но и на протекание диффузионных процессов на границах соединения при последующих технологических и эксплутационных нагревах, приводящих к образованию интерметаллидных прослоек и существенному изменению служебных свойств СКМ.

Изучению кинетики формирования диффузионных прослоек в композиционных системах Ti-Fe, Ti-Al, Al-Fe, Al-Cu, Mg-Al и др. посвящено большое количество отечественных и зарубежных публикаций (работы, С.В.Кузьмина, В.Н.Лысака, Л.Н.Ларикова, В.Р.Рябова, В.С.Седыха, Ю.П.Трыкова, Д.А.Фридлянда, В.М.Фальченко, W.I.Pumpyrev, A.L.Ruff, К. Shibata и др.). Однако важные вопросы, касающиеся влияния последующих технологических переделов СКМ на кинетику формирования диффузионных прослоек и изменение элементов тонкой структуры, практически не изучены, а имеющиеся сведения разрознены, иногда противоречивы или носят информационный характер. Поэтому исследование закономерностей изменения структурной и механической неоднородности сваренных взрывом СКМ после термических и деформационных воздействий, а также разработка и внедрение на этой основе комплексных технологий их изготовления является актуальной задачей.

Одним из перспективных и успешно развивающихся в мире направлений в области новых металлических материалов с высоким уровнем жаростойкости и термической стабильности, является создание интерметаллических сплавов различных систем и разработка технологии их получения [56, 57, 167-185].

Отличительной особенностью интерметаллидных материалов является наличие упорядоченного кристаллического строения, что обуславливает реализацию комплекса свойств, недостижимых для неупорядоченных материалов. В интерметаллиде степень порядка расположения атомов близка к 1 во всей области температур существования этого соединения, поэтому упорядоченные интерметаллидные сплавы имеют более высокое сопротивление деформированию, особенно при высоких температурах.

Постоянно растущий интерес к ним связан с решением как технологических, так и фундаментальных проблем. Благодаря своей уникальной природе, некоторые из интерметаллидов уже стали основой аэрокосмических материалов нескольких поколений, а другие - потенциальными кандидатами для аэрокосмических материалов следующих поколений [61, 62]. История развития технологии интерметаллидов характеризуется непрерывным стремлением реализовать присущий им замечательный комплекс физико-механических свойств и преодолеть присущие им недостатки.

Интерметаллиды занимают промежуточное место между металлами и керамикой, как по типу химической связи, так и по свойствам. Это широкий класс соединений исходных металлических элементов. Одни из интерметаллических соединений (например СиАи) также имеют химические связи металлического типа; другие (например GaAs) - кова-лентного. Возможны и промежуточные варианты. В целом интерметаллиды имеют лучшую обрабатываемость, чем керамики. Наряду с определенной пластичностью, они сохраняют свою структуру и прочность при высоких температурах, обладают хорошими антикоррозионными и антифрикционными свойствами, в чем значительно превосходят обычные металлы.

Интерметаллидные материалы обладают химическими, физическими, электрическими, магнитными и механическими свойствами, часто превосходящими свойства обычных металлов и в зависимости от их физико-механических свойств, определяющихся внутренней структурой, находят применение в электронике и электротехнике, благодаря полупроводниковым и сверхпроводящим свойствам [58], точном приборостроении - как материалы, обладающие эффектом памяти и заданным коэффициентом линейного расширения [62], авиационной технике и энергетическом оборудовании - в качестве жаропрочных материалов, в химии - как материалы, стойкие к воздействию агрессивных сред [59]. Все это делает разработки в области создания новых интерметаллидных материалов актуальными и перспективными [166]. В вышеперечисленных областях интерметаллиды применяются в виде однородных сплавов, получаемых, как правило, металлургическими методами.

Дальнейшим развитием этого направления является создание слоистых интерметаллидных композитов (СИК), представляющих собой материалы, в которых чередуются металлические и интерметаллидные слои, являющиеся результатом химического взаимодействия и обладающие особыми, специфическими свойствами, близкими к свойствам керамических материалов.

Наличие в СИК систем титан-сталь, медь-алюминий, алюминий-магний, алюминий-цинк, медь-цинк, алюминий-сталь, алюминий-титан, алюминий-никель и др. слоев с большим градиентом физико-механических свойств обуславливает перспективу их применения в энергетических установках, криогенном и теплообменном оборудовании в качестве тепловых и теплозащитных барьеров, износостойких покрытий, жаропрочных и жаростойких материалов.

В работах В.Д.Катихина, А.П.Кофмана, П.О.Пашкова, В.ВЛанасюка, В.С.Седыха, Ю.П.Трыкова, А.А.Явора, А.П.Ярошенко и др. показано, что создание с помощью сварки взрывом и последующей горячей прокатки тонкого пластического слоя на поверхности высокопрочных сталей и титановых сплавов значительно увеличивает их пластичность при сохранении высоких значений предела прочности и предела текучести. Очевидно, что аналогичную роль в СИК играют металлические слои, находящиеся в контакте с интерметаллидными. Тонкие пластичные металлические слои, контактирующие с хрупкой интерме-таллидной прослойкой, значительно увеличивают ее пластичность при комнатной температуре, а тонкие интерметаллидные слои - обеспечивают высокие значения предела прочности и предела текучести при повышенных температурах.

Реализация уникальных физико-механических свойств СИК достигается за счет оптимального конструирования их структуры в виде чередующихся по толщине основных и интерметаллидных слоев. Проведенные исследования показали, что жаропрочные свойства слоистого ин-терметаллидного композита титан-сталь превышают аналогичные характеристики большинства никелевых сплавов и жаропрочных сталей при высоких температурах. Полученный материал целесообразно применять в термически напряженных установках, работающих непродолжительное время при высоких температурах. По мнению автора [165] именно такой материал необходим для создания сопел и камер сгорания реактивных двигателей, особенно при работе в режиме вспышки ракетного топлива при давлении 1,4-7 МН/м (14 - 70 Ат) и поверхностной температуре 2240°С. Максимальная длительность работы такого двигателя не превышает 1-2 минуты. Требования высокой надежности пилотируемых полетов, возможности остановки и повторного пуска, а так же возвращения летательного аппарата или его частей для повторного использования потребует увеличения срока работы двигателя, а, следовательно, и разработки новых материалов.

Нами установлено, что формирование интерметаллидной прослойки приводит, наряду с повышением жаропрочности СИК, к одновременному снижению их тепло и электропроводности. Поэтому интерметаллидные композиты можно рассматривать и в качестве материалов с анизотропией тепло- и электропроводимости.

Таким образом, создание СИК представляет собой новое направление в материаловедении, и для его развития необходимо проведение фундаментальных комплексных исследований. Разработка научных основ проектирования и изготовления СИК позволит решить принципиально новые конструкторско-технологические задачи в различных машиностроительных отраслях.

Проектирование конструкции и технологии изготовления СИК должно базироваться на энергетических и металлофизических представлениях о кинетике формирования соединения при сварке взрывом и их структурных изменениях при последующих технологических переделах. Отсутствие на современном этапе научно обоснованных рекомендаций по проектированию СИК требует решения ряда задач, посвященных углубленному изучению кинетики диффузионных процессов на межслой-ных границах с учетом «деформационной наследственности» соответствующих операций комплексного технологического процесса, их влияния на структуру и микромеханические свойства СКМ и СИК на их основе, определению механических свойств СКМ и СИК различного состава и конструкции при нормальных и повышенных температурах.

Научная новизна. Новым положением работы, содержащим решение актуальной задачи современного материаловедения, является создание научных основ проектирования, изготовления и управления структурой и механическими свойствами принципиально нового класса конструкционных материалов - слоистых интерметаллидных композитов, базирующихся на системном подходе к учету выявленных деформационно-энергетических и гемпературно-временных условий и закономерностей формирования структурно-механической неоднородности при сварке взрывом, обработке давлением и высокотемпературной термообработке.

На основе разработанной методики определены и обобщены основные закономерности пластического течения металла ОШЗ. Доказано, что усредненная масса свариваемых элементов является параметром, контролирующим неоднородность деформационного упрочнения и анизотропию механических свойств СКМ, полученных на режимах, гарантирующих равнопрочность и обеспечивающих ввод в соединение оптимальной доли кинетической энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию.

Показано, что зависимость относительной прочности свариваемых взрывом соединений от количества оплавленного металла на межслойных границах является многофакторной, а ее конкретный вид определяется микромеханическими свойствами оплавов, обусловленными, в свою очередь, физико-механическими свойствами исходных материалов и энергетическими условиями сварки взрывом, что открывает принципиальную возможность управлять структурой и свойствами СКМ.

В результате выявления и обобщения основных закономерностей формирования и роста при температурах интенсивной диффузии на меж-слойных границах медно-алюминиевых и титано-стальных СКМ интер-металлидных прослоек экспериментально доказано, что толщина интер-металлидного слоя прямо пропорциональна количеству энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию при сварке, и степени общего высотного обжатия при холодной прокатке.

На основе комплексного исследования структуры и жаропрочных свойств слоистых композитов в зависимости от температурно-силовых и конструктивно-технологических факторов предложена классификационная система, позволяющая научно обоснованно назначать оптимальный фазовый состав и объемное содержание интерметаллидов для реализации заданных служебных свойств практически актуальных титано-стальных и медно-алюминиевых СИК.

Впервые выявлен и изучен эффект локального разупрочнения сваренных взрывом двух и многослойных СКМ при их холодном деформировании прокаткой, растяжением и изгибом. Установлено, что степень локального разупрочнения зависит от энергетических условий сварки, физико-химических свойств и структуры соединяемых металлов. Показано, что максимальное разупрочнение (до 15-20%), обусловленное изменением дислокационной структуры титано-стальных и медно-алюминиевых композитов, наблюдается в их ОШЗ при деформации растяжения 2-9%.

Установлено, что неравномерность послойной деформации при прокатке СКМ зависит от величины предшествующей упруго-пластической деформации при сварке. При прочих равных условиях снижение градиента деформационного упрочнения приводит к реализации пропорциональной деформации слоев при меньших степенях общего высотного обжатия.

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований положены в основу разработки расчетно-экспериментальных методов определения оптимальных энергетических и технологических параметров применяемых операций (сварки, прокатки, термообработки), позволяющих научно обоснованно назначать на этапе проектирования требуемое число и толщины слоев исходных разнородных металлов, сваривать взрывом качественные многослойные заготовки, осуществлять их noil следующий технологический передел и, в результате, получать листовые слоистые и интерметаллидные композиты с расчетным соотношением основных и интерметаллидных слоев и стабильными физико-механическими свойствами.

Разработаны комплексные технологические процессы, созданы соответствующие ТУ и ТИ и на их основе изготовлены партии СКМ и СИК, внедренные на ряде ведущих предприятий РФ. Суммарный экономический эффект от внедрения результатов диссертационного исследования составил 13,5 млн. руб. в ценах 2006 г.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с научно-техническими программами и грантами Министерства образования РФ, Министерства обороны РФ, Министерства РФ по атомной энергии и др.:

Разработать новые композиционные слоистые металлические, ме-таллополимерные, металлокерамические, порошковые материалы и узлы машиностроительных конструкций, создаваемые с помощью взрывных технологий» (РКП «Исследование в области порошковой технологии»; сроки выполнения 1992-1994 гг.);

Разработка теоретических основ получения с помощью комплексной технологии нового класса конструкционных материалов - жаропрочных композиционных материалов на интерметаллидной основе для высокотемпературных газовых турбин» (МНТП «Перспективные технологии производства тепловой и электроэнергии»; 1998 г.);

Разработка комплексной технологии производства упругих чувствительных элементов из слоистых металлических и интерметаллидных композитов с целью повышения рабочего диапазона и стабильности служебных характеристик приборов» (МНТП «Производственные технологии»; 2000 г.);

Разработка и создание нового класса конструкционных материалов - слоистых интерметаллидных композитов и их внедрение в атомную технику» (МНТП сотрудничества с Минатомом РФ; 2001 г.);

Разработка взрывных и комплексных технологических процессов производства композиционных деталей и узлов для атомной техники» (МНТП сотрудничества с Минатомом РФ; 2001 г.);

Разработка научных основ и комплексных технологий изготовления нового класса конструкционных материалов - слоистых интерметаллидных композитов для повышения служебных характеристик высоконагруженных конструкций оборонной техники» (МНТП сотрудничества с Минобороны РФ; 2001 г.)

Развитие исследований в области оптимизации теплофизических характеристик функциональных слоистых интерметаллидных композитов для теплозащитных конструкций и высокоточной измерительной техники» (ВНП Развитие научного потенциала высшей школы; 2005 г.)

Оптимизация конструкции и комплексной технологии изготовления жаропрочного структурно неоднородного многослойного медно-алюминиевого композита» (ВНП Развитие научного потенциала высшей школы; 2005 г.)

Разработка теоретических основ получения многослойных композиционных материалов с помощью комплексных технологий» (грант Министерства образования РФ; 1996 - 1997 гг. );

Создание многослойных интерметаллидных композитов с заданными теплофизическими и механическими свойствами» (грант Министерства образования РФ; 1998 -2000 гг.);

Разработка теоретических основ и технологических процессов прокатки слоистых композиционных материалов, полученных сваркой взрывом» (грант Министерства образования РФ; 1999 - 2000 гг.);

Создание многослойных интерметаллидных композитов с заданными теплофизическими и механическими свойствами» (грант Министерства образования РФ; 2000 г.);

Исследование жаропрочных и теплофизических свойств нового класса конструкционных материалов слоистых интерметаллидных композитов» (грант Министерства образования РФ; 2002 - 2004 гг.);

Исследование и разработка комплексной технологии изготовления композиционных упругих чувствительных элементов приборов многоцелевого назначения» (грант Министерства образования РФ; 2004 г.).

Исследования по тематике диссертации проводились при выполнении договоров на НИОКР с Подольским машиностроительным заводом им. С.Орджоникидзе (Московская обл.), НИИ гелиевой техники (г. Москва), ПКФ «ХЭЛТ» (г.Волгоград), компанией «Строй-холдинг» (г.Волгоград), в/ч 52199 и др.

Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложения.

В первой главе рассмотрены особенности структуры и основные механические свойства композиционных материалов; существующие представления об особенностях протекания диффузионных процессов на границе соединения в слоистых металлических системах; проанализированы литературные данные, касающиеся влияния температурно-временных и силовых воздействий на развитие химической неоднородности на границе раздела слоев соединений, полученных сваркой взрывом; изложены существующие представления о способах получения ин-терметаллидов и интерметаллических соединений, рассмотрен опыт создания и перспективы применения новых материалов на основе интерме-таллидов; намечены направления исследований, способных расширить область знаний и представлений о слоистых интерметаллидных композитах, получаемых по комплексной технологии.

Во второй главе приведено описание разработанной методики исследования пластических деформаций в околошовной зоне сваренных взрывом образцов, получены эмпирические зависимости, позволяющие для однородных металлов расчетным путем определять распределение пластической деформации в их поперечном сечении; рассмотрено влияние конструктивно технологических факторов на характер разрушения слоистых композитов; влияние низко и высокотемпературной обработки давлением на структуру и свойства слоистых композитов; показано, что структурно-механическая неоднородность свариваемых взрывом композитов существенно изменяется при их последующем упруго-пластическом деформировании и характеризуется формированием локальных зон разупрочнения.

В третьей главе исследована кинетика роста диффузионной прослойки в слоистых интерметаллидных композитах, показано влияние термо-деформационного воздействия на кинетику начальных этапов диффузионного взаимодействия, приведены уравнения, позволяющие при рекристаллизационном отжиге теоретически определять режимы термообработки, исключающие образование "опасных" диффузионных прослоек, а при создании СИК назначать оптимальные параметры нагревов, обеспечивающие реализацию требуемого соотношения основных и интерметаллидных слоев, установлено, что диффузионные зоны СИК имеют многослойное строение и характеризуются определенной толщиной и фазовым составом, зависящим, в основном, от температурно-временных условий нагревов.

Четвертая глава посвящена исследованию влияния конструкции и объемного содержания диффузионных прослоек на механические свойства слоистых интерметаллидных композитов, полученных по комплексной технологии. Предложены технологические схемы получения СИК, разработан новый способ получения многослойных СКМ, изложены основные этапы разработки комплексного технологического процесса получения СИК, обладающего требуемыми жаропрочными свойствами.

В пятой главе приведены примеры практического решения технологических задач создания композиционных материалов и узлов на основе выполненных исследований применительно к предприятиям энергетики, цветной металлургии, нефтехимического машиностроения и др.

Диссертационную работу завершают основные выводы.

В приложении приведены копии актов внедрения, испытания, титульные листы разработанных технических условий и инструкций.

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в 190 работах, наиболее значительными среди которых являются следующие монографии, статьи в реферируемых журналах и изобретения:

1. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г. Свойства и работоспособность слоистых композитов: Монография / ВолгГТУ. Волгоград, 1999. - 190 с.

2. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Гуревич JT.M. Деформация слоистых композитов: Монография / ВолгГТУ. Волгоград, 2001. - 242 с.

3. Трыков Ю.П., Гуревич J1.M., Шморгун В.Г. Слоистые композиты на основе алюминия и его сплавов. М.: Металлургиздат, 2004. - 230с

4. Седых B.C., Соннов А.П., Шморгун В.Г. Определение местной деформации при сварке взрывом // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1984,№ 11.-с. 136.

5. Шморгун В.Г. Исследование основных закономерностей процесса пластической деформации при сварке взрывом// Сварочное производство, 2000, № 3. - с. 23-25. Welding international, 2000, 14(8). р.659-660.

6. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г, Проничев Д.В. Комплексные технологии изготовления композиционных теплозащитных элементов // Сварочное производство, 2000, № 6. - с. 40-43. Welding international, 2000,14(11). р.918-920.

7. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г. Опыт применения строительно-монтажных пистолетов для точечной сварки металлов // Сварочное производство, 2000, № Ю-с.27-28.

8. Шморгун В.Г. Оценка затрат энергии на пластическую деформацию в зоне волнообразования при сварке взрывом // Сварочное производство, 2001, № 3.- с.25-28. Welding international, 2001, 15(8). р.662-664.

9. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г. Оценка ударной вязкости соединений, полученных сваркой взрывом // Сварочное производство, 2001, № 12 - с.34-35. Welding international, 2002, 16(5). р.415-416.

10. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Епишин Е.Ю. Структура и свойства сваренного взрывом биметалла титан-сталь после горячей прокатки// Известия ВУЗов. Черная металлургия, 2001, № 7. - с. 67.

11. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Епишин Е.Ю. Влияние холодной прокатки на твердость околошовной зоны биметалла титан-сталь// Известия ВУЗов. Черная металлургия, 2002, № 7. - с. 75-76.

12. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Чуева С.П.Свойства сваренных взрывом соединений сплава ВТ1-0 со сталью СтЗ, подвергаемых кратковременному нагреву // Технология машиностроения, 2002, №1. - с.23-25.

13. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Гуревич JI.M. Комплексная технология изготовления трехслойных мембран с коррозионностойким плакирующим слоем и пружинной основой// Перспективные материалы, 2002, № 5. - с.71-73.

14. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Епишин Е.Ю. Исследование влияния горячей и холодной прокатки на структуру и свойства околошовной контактной зоны биметалла титан-сталь, полученного сваркой взрывом // Производство проката, 2002, № 8. - с.35-39.

15. Микромеханические свойства и тонкая структура медно-алюминиевой композиции, полученной по комплексной техноло-гии/Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Арисова В.Н., Слаутин О.В.// Перспективные материалы, 2002, № 6. - с.81-85.

16. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Епишин Е.Ю. Влияние холодной прокатки на диффузионные процессы при нагреве биметалла титан-сталь// Известия ВУЗов. Черная металлургия, 2003, № 3. - с.83-84.

17. Технология сварки взрывом магниево-алюминиевых композиционных соединений/ Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Рогозин В.Д., Долгий Ю.Г.// Сварочное производство, 2003, № 3. - с.38-41. Welding international, 2003,17(8). р.661-664.

18. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Слаутин О.В. Кинетика роста диффузионных прослоек в биметалле медь-алюминий, полученном по комплексной технологии// Перспективные материалы, 2003, № 3. - с.83-88.

19. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Слаутин О.В. Исследование влияния холодной прокатки на структуру и свойства околошовной контактной зоны биметалла медь-алюминий, полученного сваркой взрывом// Производство проката, 2003, № 11. - с.23-27.

20. Структура и свойства слоистых интерметаллидных композиционных материалов системы титан-железо /Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Слаутин О.В., Проничев Д.В.// Конструкции из композиционных материалов, 2004, №1. - с.48-53.

21. Высокотемпературные испытания медно-алюминиевых слоистых интерметаллидных композитов/ Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Слаутин О.В., Абраменко С.А.// Вестник МГТУ им. Г.И.Носова. Металлургия и металловедение, 2004, №2 (6). - с.75-78.

22. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Епишин Е.Ю. Диффузионные процессы в биметалле титан-сталь// Физика и химия обработки материалов, 2004, №4. с.85-89.

23. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Слаутин О.В. Влияние исходной прочности стальной основы на структуру и свойства сваренных взрывом соединений// Известия вузов. Черная металлургия, 2004, № 6. с.72-73.

24. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Слаутин О.В. Влияние холодной прокатки на диффузионные процессы на границе слоев биметалла медь-алюминий, полученного сваркой взрывом// Сварочное производство, 2004, № 7. с.27-29. Welding international, 2004,18(12). р.988-990.

25. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г. Способы повышения прочности и надежности свариваемых взрывом титано-стальных соединений// Технология машиностроения, 2004, №3. с.31-33.

26. Свойства слоистых интерметаллидных композиционных материалов системы Си-А1, полученных по комплексной технологии/ Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Слаутин О.В., Абраменко С.А.// Известия вузов. Цветная металлургия, 2004, № 5. с.51-55.

27. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Гуревич JI.M. Создание титано-стальных композитов и соединений с использованием комплексных технологий//Перспективные материалы,2004, № 5. с.59-66.

28. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Степанищев И.Б. О влиянии количества и твердости оплавленного металла на прочность свариваемых взрывом соединений// Известия вузов. Черная металлургия, 2004, № 11. с.83.

29. О взаимодействии компонентов в титано-стальном композите/ Трыков Ю.П., Арисова В.Н., Слаутин О.В., Шморгун В.Г.// Перспективные материалы,2004, № 6. с.43-47.

30. Влияние макрорельефа соединяемых поверхностей пластин на свойства свариваемых взрывом слоистых композиционных материалов/ Трыков Ю.П., Гуревич Л.М., Шморгун В.Г., Клочков С.В.// Конструкции из композиционных материалов, 2004, №3. с.63-70

31. Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Слаутин О.В. Механические свойства трехслойного титано-стального интерметаллидного композита при повышенных температурах// Известия вузов. Черная металлургия, № 8,

2004. с.63-64.

32. Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Слаутин О.В. Влияние термообработки на твердость и кинетику роста интерметаллидной прослойки в ти-тано-стальном композите// Известия вузов. Черная металлургия, № 1,

2005. с.80.

33. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Гуревич JI.M. Создание слоистых интерметаллидных композитов многоцелевого назначения с повышенными жаропрочными свойствами// Наука производству, № 1, 2005. с.25-29.

34. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Абраменко С.А. Влияние прокатки на свойства титано-стального композита, полученного сваркой взрывом / Известия вузов. Черная металлургия, № 5, 2005. с.64.

35. Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Абраменко С.А. Облицовка стальных поверхностей тугоплавкими металлами с помощью сварки взрывом// Известия вузов. Черная металлургия, № 5, 2005. с.65.

36. Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Слаутин О.В. Комплексные технологические процессы получения слоистых интерметаллидных композитов// Конструкции из композиционных материалов, 2005, №3. с. 3-9.

37. Влияние деформации изгиба на микромеханические свойства и кинетику диффузии в слоистом композите системы Ti-Fe/ Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Слаутин О.В., Донцов Д.Ю.// Известия ВолгГТУ. № 3(12)/ ВолгГТУ.- Волгоград, 2005. (Сер. Материаловедение и прочность элементов конструкций.) с. 21-24.

38. Механические свойства СИК системы Си-А1 при повышенных температурах/ Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Абраменко С.А., Арисова В.Н.// Известия ВолгГТУ. № 3(12)/ ВолгГТУ.- Волгоград, 2005. (Сер. Материаловедение и прочность элементов конструкций.) с. 12-16.

39. Слоистые иитерметаллидные композиты системы Ti - Fe с повышенными жаропрочными свойствами/ Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Слаутин О.В., Арисова В.Н.// Известия ВолгГТУ. № 3(12)/ ВолгГТУ.-Волгоград, 2005. (Сер. Материаловедение и прочность элементов конструкций.) с. 16-21.

40. Исследование влияния холодной прокатки на структуру и свойства околошовной зоны в симметричных пакетах СКМ системы Си-А1/ Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Слаутин О.В., Абраменко С.А.// Известия ВолгГТУ. № 3(12)/ ВолгГТУ.- Волгоград, 2005. (Сер. Материаловедение и прочность элементов конструкций.) с. 5-9.

41. Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Слаутин О.В. Оценка качества сваренных взрывом трубных заготовок// Известия вузов. Черная металлургия, 2006, № 1. с.68.

42. Трыков Ю.П., Гуревич Л.М., Шморгун В.Г.Опыт и перспективы промышленного применения слоистых металлических композитов, создаваемых с помощью комплексных технологий // Известия вузов. Северокавказский регион. Технические науки, Спецвыпуск, 2005. с. 13-15.

43. Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Слаутин О.В. Влияние деформации изгиба на микромеханические свойства многослойного титано-стального композита//Известия вузов. Черная металлургия, 2006, № 5. с.67-68.

44. Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Гуревич Л.М. Научные основы проектирования и изготовления нового класса конструкционных материалов - слоистых интерметаллидных композитов// Конструкции из композиционных материалов, 2006, №4. с. 133-134.

45. Формирование локальных зон разупрочнения в титано-стальных композитах/ Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Гуревич Л.М., Петров АЗ.Н Перспективные материалы, 2006, №5. С. 66-72.

46. Трыков, Ю.П. Комплексная технология получения тонколистовых композитов титан-сталь// Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун Л.М.Гуревич, В.Н.Арисова / Производство проката, 2006, №11. С. 18-21.

47. Арисова, О.В. Слаутин В.Н. Тонкая структура и микромеханические свойства магниево-алюминиевого композита //В.Н. Арисова, Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун, А.Ф.Трудов, Д.С.Самарский / Технология металлов, 2007, № 1. С.28-32.

48. Трыков, Ю.П. Структура и механические свойства слоистых интерметаллидных композитов систем Си-А1 и Ti-Fe// Ю.П. Трыков, В.Г.

Шморгун, О.В.Слаутин, В.Н.Арисова, СА.Абраменко/ Вопросы материаловедения, 2007, № 1(49). С.49-56.

49. Арисова, В.Н. Комплексная технология получения магниево-алюминиевого композита// Ю.П.Трыков, Л.М. Гуревич, Д.С.Самарский, В.Г.Шморгун / Известия ВолгГТУ. № 3(29)/ ВолгГТУ.-Волгоград, 2007. (Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении.) с. 9-15.

50. Трыков, Ю.П. Влияние деформации растяжения на микромеханические свойства и кинетику диффузии в трехслойном композите системы Ti-Fe// Ю.П.Трыков, В.Г.Шморгун, О.В.Слаутин, В.Ф. Даненко, Д.Ю. Донцов / Известия ВолгГТУ. № 3(29)/ ВолгГТУ.-Волгоград, 2007. ( Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении.) с. 27-30.

51. Шморгун, В.Г. Комплексная технология получения трехслойных титановых композиционных листов// В.Г.Шморгун, Ю.П.Трыков, СА.Абраменко, С.В.Клочков/ Производство проката, 2007, №4. С.38-42.

52. Способ плакирования металлических деталей: а.с. № 1120562, СССР, МКИ В23 К20/08 / Кузьмин В.И., Седых B.C., Соннов А.П., Шморгун В.Г. и др.; ВПИ. - 1984.

53. Способ сварки взрывом металлических заготовок: а. с. № 1243254, СССР, МКИ В23 К20/08 / Седых B.C., Бусалаев И.Д., Соннов А.П., Шморгун В.Г. и др.; ВПИ. - 1986.

54. Способ плакирования металлических деталей: а.с. № 1280789, СССР, МКИ В23 К20/08 / Шморгун В.Г., Седых B.C., Бусалаев И.Д. Трыков Ю.П. и др.; ВПИ. - 1986.

55. Смесь для сварки взрывом: а.с. № 1462612. СССР, МКИ В23 К20/08 / Лысак В.И., Шморгун В.Г., Пронин В.А., Седых B.C. и др.; ВПИ. - 1987.

56. Способ взрывного плакирования цилиндрических изделий: а.с. № 1658507, СССР, МКИ В23 К20/08 / Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Кусков Ю.Н. Лысак В.И. и др.; ВПИ. - 1991.

57. Трубная решетка теплообменника: патент № 1755027 СССР, МКИ F28 F 9/00 / Лысак В.И., Шморгун В.Г., Седых B.C., Трыков А.Ю. и др.; ВПИ. - 1992.

58. Способ получения плоских биметаллических титано-стальных заготовок: патент № 2211125 РФ, МКИ 7 В 23 К 20/08, В 32 В 15/01 /

Трыков Ю.П., Трудов А.Ф., Арисова В.Н., Шморгун В.Г. и др.; ВолгГТУ.-2003.

59. Способ получения композиционного материала: патент № 2221682 РФ, МКИ 7 В 23 К 20/08, В 32 В 15/01 / Трыков Ю.П., Писарев С.П., Проничев Д.В., Шморгун В.Г. и др.; ВолгГТУ. - 2004г.

60. Способ получения композиционного материала алюминий-титан: Патент № 2255849 РФ, МКИ 7 В 23 К 20/08, В 32 В 15/01 / Трыков Ю.П., Писарев С.П., Гуревич Л.М., Шморгун В.Г. и др.; ВолгГТУ. - 2005.

61. Способ получения композиционного материала титан-сталь: Патент № 223004 РФ, МКИ 7 В 23 К 20/08, В 32 В 15/01 / Трыков Ю.П., Шморгун В.Г., Гуревич Л.М., Писарев С.П. и др.; ВолгГТУ. - 2007.

Материалы работы докладывались на 27 международных, всесоюзных и всероссийских конференциях и симпозиумах (Москва - 1990, 1993, 1998, 2002, 2006; ЧССР, Пардубице - 1988; Саров - 2005; Киев -1987, 1989, 1990; Минск - 1987; Пермь - 1988, 2006; Ташкент - 1984; Екатеринбург - 2000; Волгоград - 1996, 1998, 2001, 2004; Барнаул - 2002; Пенза - 2003), а также на научных конференциях ВолгГТУ.

На базе полученных теоретических и экспериментальных результатов разработан комплекс технологических процессов, созданы соответствующие ТУ и ТИ и на этой основе изготовлены партии композиционных материалов, заготовок и узлов, внедрение которых на ряде предприятий РФ позволило получить экономический эффект 13,5 млн. руб. в ценах 2006 г.

В заключение приношу благодарность моему научному консультанту заслуженному деятелю науки РФ, д-ру тех. наук, профессору Тры-кову Юрию Павловичу, в значительной мере определившему научное мировоззрение автора и основные направления данного диссертационного исследования, проявлявшему постоянное внимание и помощь в выполнении работы.

Приношу также благодарность доцентам Гуревичу Леониду Моисеевичу, Арисовой Вере Николаевне, Слаутину Олегу Викторовичу и другим сотрудникам кафедры «Материаловедение и композиционные материалы» ВолгГТУ за советы и помощь при выполнении работы.

СЛОИСТЫЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫЕ Глава 1 КОМПОЗИТЫ - НОВЫЙ КЛАСС

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.3. ВЫВОДЫ

1. По заданию НИИ гелиевой техники (г. Москва) разработаны процессы получения слоистых интерметаллидных композитов систем МЗ+ОТ4 и АД1+ОТ4, предназначенных для изготовления композиционных теплозащитных изделий, в которых за счет заполнения каналов циркуляции низкотемпературной средой реализованы преимущества активных тепловых элементов, а за счет применения слоистых интерметаллидных композитов - преимущества пассивных элементов. Экспериментально установлено, что наиболее благоприятные условия для совместной деформации сваренных взрывом СКМ систем МЗ+ОТ4 и АД1+ОТ4 реализуются при холодной прокатке со скоростью 2,5 м/с, разовым обжатием е <0,8-1,0 мм и промежуточным стабилизирующим отжигом, температурно-временные режимы которого не приводят к образованию интерметаллидной прослойки толщиной 6 мкм в СКМ состава МЗ-ЮТ4 и 2 мкм в СКМ АД1+ОТ4.

Опытная партия слоистых интерметаллидных композитов толщиной 1,5 мм, изготовленная совместно с ТОО «Контем» г. Москва, поставлена Воронежскому авиационному заводу для отработки конструкции антиобледенительных узлов титановых воздухозаборников летательных аппаратов.

2. Разработана конструкция и совместно с ООО ПКФ «ХЭЛТ» изготовлена опытная партия вырубных штампов с основным слоем из стали 20 и плакирующим из слоистого интерметаллидного композита системы Ti-Fe, используемых в качестве рабочего инструмента при производстве стальных дуг компрессионно-дистракционных аппаратов Елизарова. Разработанная конструкция композитных штампов обеспечила высокие эксплуатационные характеристики, долговечность штампового инструмента и позволила изготовить и внедрить в/ч № 52199 опытную партию медицинского инструмента из аустенитных сталей для травматологии и ортопедии. Экономический эффект от внедрения разработки составил 150 тыс. руб.

3. Для ООО ПКФ «ХЭЛТ» разработаны рекомендации по оптимизации процесса сварки взрывом и холодной прокатки медно-алюминиевого композита с целью обеспечения равного соотношения слоев и минимизации структурной неоднородности в СКМ толщиной 1±0,05 мм, позволившие обеспечить высокие эксплуатационные характеристики и долговечность изготовленных линейных контактных узлов.

4. На основе детального изучения рекристаллизационных процессов в сваренных взрывом соединениях никеля НП1 установлен режим отжига (500°С, 1,5 ч), полностью устраняющий структурную микронеоднородность на межслойных границах, что позволило осуществить при ремонтных работах на АООТ «Каустик» г. Волгоград замену монослойной трубной решетки, поставляемой инофирмами, на трехслойную с толщиной слоев никеля НП1 8 мм, изготовленную методом сварки взрывом.

5. На основе выявленных закономерностей формирования структурной неоднородности СКМ при сварке взрывом, обработке давлением и термообработке совместно с Подольским машиностроительным заводом им. С. Орджоникидзе (Моск. обл.) создана принципиальная технология ФР-02003 "Изготовление и установка биметаллического переходного элемента на трубные решетки теплообменных аппаратов при их ремонте". Разработанная технология включает рекомендации по необходимому перечню технологических операций без указания применяемого оборудования и нормируемых показателей и предназначается для составления рабочей технологии изготовления биметаллических переходников и ремонта титано-стальных трубных решеток теплообменников на основе модулей диаметром 1310 - 1490 мм для атомных электростанций "Харагуа" (Куба) и «Крымская» (Украина). Решение конкретных задач потребовало разработки технических условий "Заготовки биметаллические для кольцевых переходных элементов, используемых при ремонте трубных решеток теплообменных аппаратов, изготовленные методом сварки взрывом" ТУ 108-18-167-87, технологических инструкций "Изготовление методом сварки взрывом биметаллических заготовок для кольцевых переходных элементов, используемых при ремонте трубных решеток теплообменных аппаратов" ИК 108-18-166-87 и "Пайка сопротивлением переходного элемента сталь-титан" ИК 108-18-176-87.

Опыт промышленного изготовления титано-стальных крупногабаритных переходников и ремонта 2-х теплообменников промконтура га-зо-маслоохлаждения Крымской АЭС стоимостью 860 тыс.руб. (в ценах 1989 года) подтвердил важность и высокую эффективность созданной научно-технической документации (ТУ, ТИ, ИК и др.) на этапе промышленного освоения и внедрения в производство выполненных разработок. По данным предприятия экономический эффект от внедрения выполненных разработок в ценах 1989 года составил 322 тыс. руб. Их новизна защищена патентом СССР № 1755027.

6. На уровне изобретения (патент РФ № 2211125) разработан принципиально новый метод понижения взрывного упрочнения плоских биметаллических заготовок, предусматривающий применение перед сваркой взрывом жесткого основания с расчетным радиусом кривизны рабочей поверхности и последующий обратный "холодный" изгиб сваренных заготовок на заданную величину деформации, обеспечивающей понижение на 15-20% взрывного упрочнения околошовной зоны соединения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны теоретические основы и комплексные технологии получения конструкционных и функциональных материалов нового поколения - слоистых интерметаллидных композитов, выделены и систематизированы основные факторы, влияющие на их механические свойства, развиты и дополнены результатами специальных исследований механизм и кинетика диффузионных процессов в разнородных соединениях.

2. В результате детального исследования закономерностей пластического деформирования металла околошовной зоны получены эмпирические зависимости, позволяющие расчетным путем определять остаточные сдвиговые деформации на различном удалении от условной границы раздела и целенаправленно управлять структурой и свойствами получаемых соединений. Экспериментально установлено, что для снижения ширины и твердости упрочненных пластической деформацией слоев металла сварку взрывом необходимо проводить на «мягких» режимах, гарантирующих реализацию равнопрочности соединения наименее прочному из свариваемых металлов и обеспечивающих ввод в соединение наименьшей доли кинетической энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию.

3. На основе обобщения известных данных и постановки специальных исследований впервые доказано: а) традиционное представление об однозначной количественной зависимости прочности свариваемых взрывом соединений только от количества оплавов носит частный характер и справедливо лишь в случае, если оплавы являются дефектами в традиционном понимании, т.е. обладают хрупкостью (интерметаллиды, карбиды, закалочные структуры и др.); б) для большинства свариваемых взрывом соединений указанная в п.а зависимость является более сложной, многофакторной, а ее конкретный характер определяется наряду с количеством структурой, механическими свойствами, геометрией оплавов, физико-механическими свойствами исходных материалов и энергетическими условиями сварки взрывом.

4. Экспериментально показано, что неоднородность деформационного упрочнения СКМ обуславливает различную трещиностойкость характерных зон сваренных взрывом соединений. Так, при ударных испытаниях нормально плоскости соединения слоев наиболее низкие значения ударной вязкости характерны для ОШЗ, а при нагружении параллельно плоскости - для композита в целом по сравнению с монометаллом.

5. Впервые показано, что при холодной прокатке сваренных взрывом СКМ происходит локальное разупрочнение ОШЗ, что принципиально отличает поведение СКМ от поведения монометаллов. Установленная корреляция распределения уширения рентгеновских линий и характера деформационного упрочнения СКМ подтверждает дислокационный механизм их формирования. Влияние локальных зон разупрочнения должно учитываться при расчете прочности механически неоднородных слоистых композитов.

6. Доказано, что при обработке давлением (горячей и холодной прокатке) сваренных взрывом слоистых композитов неравномерность послойных деформаций зависит от градиента деформационного упрочнения и температурно-силовых параметров процесса. Оптимизация последних (например, увеличение обжатий более 90% для медно-алюминиевых и 70% для титано-стальных СКМ) способствует устранению неравномерности деформации слоев.

6. Установлено, что нагревы СКМ при температурах интенсивной диффузии вызывают трансформацию микронеоднородности сварных соединений по известным законам, на которые накладывается эффект предшествующего упрочнения при сварке и последующего упруго-пластического деформирования. Получены эмпирические выражения, позволяющие: а) назначать оптимальные параметры нагревов для реализации требуемого соотношения основных и интерметаллидных слоев с учетом энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию при сварке, знака и величины прилагаемой нагрузки при обработке давлением и термообработке; б) управлять процессом формирования структурной, фазовой и химической неоднородности на межслойных границах.

7. На основе обобщения результатов жаропрочных испытаний ин-терметаллидные композиты классифицированы разделением на две группы. К первой принадлежат СИК с объемным наполнением интерметалли-дами до 25%, прочность которых с повышением температуры испытания постепенно снижается, ко второй - СИК с наполнением > 25%, прочность которых с увеличением температуры растет, достигает максимального значения, а затем снижается. Повышение жаропрочных свойств и расширение температурного диапазона работоспособности СИК достигаются за счет увеличения твердости и объемной доли интерметаллидных прослоек, а их практическая реализация обеспечивается в результате оптимизации операций комплексного технологического процесса (сварки взрывом, обработки давлением и высокотемпературной термообработки).

8. На базе выполненных исследований разработан ряд практических рекомендаций, позволяющих получать с помощью комплексной технологии многослойные композиты из одно- и разнородных металлов с минимальным уровнем структурной и химической неоднородности. Созданные СКМ и СИК внедрены на предприятиях энергетики, химического и машиностроительного комплекса, что позволило за счет улучшения качества и надежности изделий получить экономический эффект от внедрения выполненных разработок 13,5 млн. руб. в ценах 2006 года.

1. Гельман, А.С. Основы сварки давлением / А.С. Гельман - М.: Машиностроение,-1970. - 312 с.

2. Каракозов, Э.С. Соединение металлов в твердой фазе / Э.С. Каракозов М.: Машиностроение,-1968. - 264 с.

3. Карпентер, С. Сварка металлов взрывом / С. Карпентер Минск: Беларусь,-1976. - 44 с.

4. Кочергин, К.А. Сварка давлением / К.А. Кочергин Л.: Машиностроение, -1972. - 216 с.

5. Кудинов, В.М. Сварка взрывом в металлургии / В.М. Кудинов, В.А. Коротеев М.: Машиностроение, -1978. - 168 с.

6. Гельман, А.С. Плакирование стали взрывом (структура и свойства биметалла) /Под.ред. Гельмана А.С.- М.: Машиностроение, -1978. 191 с.

7. Седых, B.C. Условия образования соединений при сварке взрывом, их свойства и некоторые области применения /В.С.Седых: дис. .д-ратехн. наук. Волгоград, -1971. - 288 с.

8. Трыков, Ю.П. Свойства и работоспособность свариваемых взрывом композиционных соединений /Ю.П.Трыков: дис. .д-ра техн. наук. Волгоград, -1982. - 402 с.

9. V.R.Ryabov, L.D.Dobrushin, Jung-Gi Moon. Welding of bimetals.-Kiev: E.O.Paton Electric Welding Institute of NASA. -2003.- 130 p.

10. V.I.Lysak, S.V.Kuzmin. Explosive welding of metal layered composite materials. Kiev: E.O.Paton Electric Welding Institute of NASA. 2003. - 115 p.

11. Кобелев, А.Г. Производство металлических слоистых композиционных материалов / А.Г. Кобелев, В.И. Лысак, В.Н. Чернышев, А.А. Быков, В.П. Востриков М.: Интермет Инжиниринг, -2002. - 496 с.

12. Райнхарт, Дж.С. Взрывная обработка металлов / Райнхарт Дж.С., Пирсон Дж. М.: Мир,-1968. - 391 с.

13. Конон, Ю.А. Сварка взрывом / Ю.А. Конон, Л.Б. Первухин, А.Д. Чудновский М.: Машиностроение, -1987. - 216 с.

14. Трыков, Ю.П. Свойства и работоспособность слоистых композитов / Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун // Монография / ВолгГТУ. Волгоград, -1999. 190 с.

15. Крупин, А.В. Деформация металлов взрывом / А.В. Крупин, В.Я. Соловьев, Н.И. Шефтель, А.Г. Кобелев-М.: Металлургия, 1975. 616 с.

16. Дерибас, А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом / А.А.Дерибас Новосибирск: Наука, 1980. - 175 с.

17. Потапов, И.Н. Слоистые металлические композиции / И.Н. Потапов, В.Н. Лебедев, А.Г. Кобелев, Е.В. Кузнецов, А.А. Быков, P.M. Ключников М.: Металлургия, 1986. - 216 с.

18. Кобелев, А.Г. Технология слоистых металлов/ А.Г. Кобелев, И.Н. Потапов, Е.В. Кузнецов М.: Металлургия, 1991. - 248 с.

19. Захаренко, И.Д. Сварка металлов взрывом / И.Д. Захаренко -Минск: Наука и техника, 1990. 205 с.

20. Беляев, В.И. Высокоскоростная деформация металлов / В.И. Беляев, В.Н. Ковалевский, Г.В. Смирнов, В.А. Чекан Минск: Наука и техника, 1976.-224 с.

21. Седых, B.C. Сварка взрывом и свойства сварных соединений / B.C. Седых, Н.Н. Казак-М.: Машиностроение, 1971 72 с.

22. Седых, B.C. Классификация, оценка и связь основных параметров сварки взрывом /B.C. Седых // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Межведом, сб. научн. тр./ ВолгПИ. Волгоград, 1985. - С. 3-30.

23. Кривенцов, А.Н. О роли пластической деформации металла в зоне соединения при сварке взрывом / А.Н. Кривенцов, B.C. Седых // Физика и химия обработки материалов. 1969, № 1. С. 132-141.

24. Портной, К.И. Структура и свойства композиционных материалов / К.И. Портной, С.Е.Салибеков, И.Л.Светлов, В.М.Чубаров М.: Машиностроение, 1979. -255 с.

25. Портной, К.И. Важнейшие свойства и области применения композиционных материалов/ К.И. Портной// В кн.: Композиционные металлические материалы М.: ОНТИ, 1972. С.7-14.

26. Лысак, В.И. Исследование закономерностей формирования соединения при сварке взрывом композиционных материалов слоистого строения / В.И. Лысак: дис. . .канд. техн. наук. Волгоград, 1979. - 262 с.

27. Беляев, В.И. Характер пластической деформации в зоне соединения при сварке металлов взрывом / В.И. Беляев, А.И. Ядевич // Сборник докладов 4 Международного симпозиума по использованию энергии взрыва. ЧССР, Готвальдов, 1979. - С. 65-72.

28. Бондарь, М.П. О пластической деформации в зоне соединения при плакировании взрывом / М.П. Бондарь, В.М. Оголихин // Физика и химия обработки материалов. 1985, № 2. С. 132-141.

29. Краснокутская, И.П. О механизме пластической деформации при сварке взрывом / И.П. Краснокутская, А.Н. Кривенцов, B.C. Седых, А.П. Соннов // Физика и химия обработки материалов. 1969, № 6. С. 99-102.

30. Седых, B.C. Сварка взрывом как разновидность соединения металлов в твердой фазе /B.C. Седых // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Сб. научн. тр. ВПИ. Волгоград, 1974. - С. 3-24.

31. Седых, B.C. Расчет энергетического баланса сварки взрывом/ B.C. Седых, А.П. Соннов // Физика и химия обработки материалов. 1970, №2. -С. 6-11.

32. Стефанович, Р.В. Пластическая деформация металлов и ее связь с критическими значениями при сварке взрывом / Р.В. Стефанович // Порошковая металлургия. Минск: Высшая школа, 1978. Вып.2. С. 51-56.

33. Кузьмин, С.В. Новая методика исследования пластической деформации металла в ОШЗ свариваемых взрывом соединений / С.В. Кузьмин, Е.А.Чугунов, В.И. Лысак, А.П. Пеев // Физика и химия обработки материалов. 2000, № 2. С. 54-60.

34. Седых, B.C. Определение местной деформации при сварке взрывом 1 B.C. Седых, А.П. Соннов, В.Г. Шморгун // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1984, № 11. С. 136.

35. Пашков, П.О. Пластичность и разрушение металлов / П.О. Пашков Л.: Судпромгиз, 1950. - 260 с.

36. Лысак, В.И. Влияние массы свариваемых взрывом элементов на структуру и свойства получаемых соединений / В.И. Лысак, B.C. Седых, Ю.П. Трыков, Н.Н. Казак// Сварочное производство, 1981, № 6. С. 15-17.

37. Лысак, В.И. Влияние параметров процесса сварки взрывом на критическую усредненную массу соударяющихся слоев / В.И. Лысак, B.C. Седых, Ю.П. Трыков // Сварочное производство, 1981, № 9. С. 8-10.

38. Могилевский, М.А. Изменение структуры в чистой меди при взрывном нагружении / М.А. Могилевский // Физика горения и взрыва, 1970, № 2. С. 224-229.

39. Пашков, П.О. Действие ударных волн на закаленные стали / П.О. Пашков, З.М. Гелунова Волгоград: Н-Волжское книжное изд-во, 1969.- 166 с.

40. Лысак, В.И. Определение критических границ процесса сварки взрывом / В.И. Лысак, B.C. Седых, Ю.П. Трыков // Сварочное производство, 1984, №5. -С. 6-8.

41. Астров, Е.И. Плакированные многослойные металлы/ Е.И. Астров М.: Металлургия, 1965. - 239 с.

42. Рыкалин, Н.И. Физические и химические проблемы соединения разнородных металлов / Н.И. Рыкалин, М.Х. Шоршоров, ЮЛ. Красулин // Изв. АН СССР. Неорганические материалы, 1965, № 1. С. 29-36.

43. Горелик, С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов/ С.С. Гол-релик М.: Металлургия, 1967- 264 с.

44. Трыков, Ю.П. Слоистые композиты на основе алюминия и его сплавов/ Ю.П. Трыков, Л.М. Гуревич, В.Г. Шморгун // М.: Металлургиз-дат, 2004. 230 с.

45. Трыков, Ю.П. Способы повышения прочности и надежности свариваемых взрывом титаностальных соединений / Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун // Технология машиностроения, 2002, №1. С. 23-25.

46. Трыков, Ю.П. Создание титано-стальных композитов и соединений с использованием комплексных технологий / Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун, Л.М. Гуревич // Перспективные материалы, 2004, № 5. С. 5966.

47. Дерибас, А.А. О поверхностных эффектах при косом соударении металлических пластин / А.А. Дерибас, И.Д. Захаренко // Физика горения и взрыва, 1974, № 3. С. 409-421.

48. Бусалаев, И.Д. Исследование процесса волнообразования при сварке взрывом/ И.Д. Бусалаев, Н.И. Глазков, В.Ф. Лозовская и др.// Технология производства сварных и паяных конструкций// Межвуз. сб. научн. тр. Куйбышев КПИ, 1980, С. 66-75.

49. Седых, B.C. Расчет режимов сварки разнородных металлов / в.С. Седых, А.П. Соннов // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Сб.научн.тр./ ВолгГТУ Волгоград, 1991. - С. 3-12.

50. Асатуров, А.А. О моментных функциях пластических микродеформаций / А.А. Асатуров, В.А. Комарова, Ф.П. Рыбалко, С.Д. Волков //ФММ, т.17, в.5. 1964.

51. Рене, И.П. Обобщение метода обработки результатов искажения делительной сетки, предложенного П.О.Пашковым для исследования процессов сложного деформирования /И.П. Рене Тула: Приокское книжн. изд-во., 1967. — 68 с.

52. Батароев, Д.К. Характер волнообразования на кристаллах цинка при косом соударении / Д.К. Батароев, А.А. Дерибас, М.А. Могилевский // Физика горения и взрыва, 1977, № 3. С. 433-439.

53. Берсенев, П.В. Закономерности деформирования пластин при сварке взрывом/ П.В. Берсенев, Ю.П. Трыков, Е.П. Покатаев и др.// Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Межведом, сб. научн. тр./ ВолгПИ. Волгоград, 1985. - С. 84-93.

54. Гринберг, Б.А. Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение / Б.А Гринберг, М.А.Иванов // Екатеринбург: УрО РАН,- 2002.- 360 с.

55. Савицкий, Е.М. Влияние температуры на механические свойства металлов и сплавов / Е.М. Савицкий М.: АН СССР, -1957 - 294 с.

56. Корнилов, И.И. Интерметаллические соединения: Сб. науч. тр. / Под. ред. И.И. Корнилова. М.: Металлургия, 1970.

57. Корнилов, И.И. Металлиды строение, свойства, применение : сб. науч. тр. / Под. ред. И.И. Корнилова. -М.: Наука, 1971.

58. Каблов, Е.Н. Жаропрочность никелевых сплавов / Е.Н. Каблов, Е.Р. Голубовскйй М.: Машиностроение, 1998. - 464 с.

59. Каблов, Е.Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технология, покрытия)/ Е.Н. Каблов М.: «МИСиС», 2001. - 632 с.

60. Лихачев, В.А. Эффект памяти формы / В.А. Лихачев, С.Л. Кузьмин, З.П. Каменцева- Л.: 1987. 216 с.

61. Седых, B.C. Расчет условий оплавления и количества оплавленного металла при сварке взрывом / B.C. Седых, А.П. Соннов // Сваркавзрывом и свойства сварных соединений: Сб. научн. тр./ ВПИ. Волгоград, 1974.-С. 25-34.

62. Золотаревский, B.C. Механические свойства металлов/ B.C. Зо-лотаревский -М.: Металлургия, 1983.-352с.

63. Шморгун, В.Г. Кинематика сварки взрывом зарядами ВВ аммонит №6ЖВ + кварцевый песок / В.Г.Шморгун, В.А.Пронин, С.В.Кузьмин и др. // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Межвуз. сб. научн.тр. /ВолгПИ. Волгоград, 1989.- С. 55-63.

64. Соннов, А.П. К расчету параметров сварки взрывом многослойных соединений / А.П. Соннов, Ю.П. Трыков // Физика и химия обработки материалов. 1970, №4. -С. 128-133.

65. Сахновская, Е.Б. Основные закономерности сварки взрывом ста-леалюминевых соединений и исследование их свойств / Е.Б. Сахновская: дис. канд. техн. наук. Волгоград, 1974. - 262 с.

66. Лариков, Л.Н. Диффузионные процессы в твердой фазе при сварке / Л.Н. Лариков, В.Р. Рябов, В.М. Фальченко- М.: Машиностроение, 1975.- 192 с.

67. Рябов, В.Р. Алитированные стали /В.Р. Рябов М.: Металлургия, 1973.-240 с.

68. Рябов, В.Р. Применение биметаллических и армированных стале-алюминиевых соединений / В.Р. Рябов М.: Металлургия, 1975. - 287 с.

69. Рябов, В.Р. Сварка плавлением алюминия со сталью /В.Р. Рябов- Киев: Наукова думка, 1969. 232 с.

70. Ершов, А.А. Исследование реакционной диффузии в трехслойном биметалле алюминий латунь / А.А. Ершов, Т.А. Сычева, П.Ф. Засуха // Металловедение и термическая обработка металлов, 1977, №5, С. 19-22.

71. Бокштейн, С.З. Диффузия и структура металлов /С.З. Бокштейн- М.: Металлургия. 1973. - 208 с.

72. Герцрикен, С.Д. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе / С.Д. Герцрикен, И.А. Дехтяр М.: Физматгиз. I960 - 356 с.

73. Эпштейн, Г.У. Строение металлов, деформированных взрывом. / Г.У. Эпштейн-М.: Металлургия, 1980. 256 с.

74. Бокштейн, Б.С. Диффузия в металлах / Б.С. Бокштейн М.: Металлургия. 1978.-248 с.

75. Бокштейн, С.З. Электронномикроскопическая авторадиография в металловедении / С.З. Бокштейн, С.С. Гинзбург, С.Т. Кишкин, JI.M. Мороз // М.: Металлургия, 1978. - 264 с.

76. Кришталл, М.А. Механизм диффузии в железных сплавах /М.А. Кришталл М.: Металлургиздат, 1972- 399 с.

77. Бокштейн, Б.С. Термодинамика и кинетика диффузии в твердых телах / Б.С. Бокштейн, С.З. Бокштейн, А.А. Жуховицкий // -М.: Металлургия, 1974.-227 с.

78. Волобуев, С.А. Исследование основных закономерностей формирования тонкой структуры титано-стальных композитов: Автореф. дис. .канд.техн.наук Волгоград, 1999. - 24 с.

79. Булгаков, В.З. Диффузия в металлах и сплавах /В.З. Булгаков -JI: Гостехиздат, 1947- 212 с.

80. Лариков, Л.Н. Диффузия в металлах и сплавах / Л.Н. Лариков,

81. B.И. Исайчев // Справочник. Киев: Наукова думка, 1987. 512 с.

82. Дель, Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости /Т.Д. Дель М.: Машиностроение, 1971- 199 с.

83. Кузнецов, В.Д. Поверхностная энергия твердых тел /В.Д. Кузнецов М.: ГИТЛЛ, 1954. - 220 с.

84. Новиков, В.Ф. О связи между микротвердостью и пределом текучести /В.Ф. Новиков // Известия вузов. Черная металлургия. 1969, № 7.1. C. 137.

85. Иванова, B.C. Новые пути повышения прочности металлов / . B.C. Иванова, Л.К. Гордиенко М.: Наука, 1964. - 119 с.

86. Осипов, К.А. Вопросы теории жаропрочности металлов и сплавов / К.А. Осипов М.: АН СССР, 1960. - 268 с.

87. Григорович, В.К. Твердость и микротвердость металлов /В.К. Григорович М.: Наука, 1976. - 230 с.

88. Король, В.К. Основы технологии производства многослойных металлов / В.К. Король, М.С. Гильденгорн М.: Металлургия. 1970 - 237 с.

89. Казак, Н.Н. Воздействие термической обработкой на свойства соединения титана со сталью, сваренных взрывом / Н.Н. Казак, B.C. Седых // Сварка разнородных цветных металлов и сплавов с черными металлами и сплавами. Киев, 1967, ч. I. - С. 16-18.

90. Архангельский, А.В. Исследование неравномерности послойных деформаций при плакировании биметаллов / А.В. Архангельский, А.Г. Кобелев, A.M. Байдуганов // Известия вузов. Черная металлургия. 1985, №9. -С. 159-160.

91. Голованенко, А.С. Сварка прокаткой биметаллов / А.С. Голова-ненко М.: Металлургия, 1977. - 158 с.

92. Семенов, А.П. Исследование схватывания металлов при совместном пластическом деформировании /А.П. Семенов М.: Изд-во АН СССР, 1953.- 120 с.

93. Левитан, С.М. Математическая модель формирования толщины раската при прокатке многослойного пакета / С.М. Левитан, Ю.В. Коновалов, А.П. Парамошин // Известия вузов. Черная металлургия. 1985, №4.-С. 59-63.

94. Афанасьев, С.Д. Феноменологическая модель соединения разнородных металлов в процессе совместной пластической деформации / С.Д. Афанасьев, С.И. Ковалев, Н.И. Корягин // Изв. АН СССР. Металлы. 1983, №3. -С. 107-110.

95. Ерохин, А.В. Свойства титано алюминиевых соединений, полученных сваркой взрывом / А.В. Ерохин, Н.Н. Казак, B.C. Седых // Сварочное производство. 1972, №7. - С. 26-27.

96. Нестеров, А.Ф. Особенности контактной сварки титана с алюминием / А.Ф. Нестеров, А.П. Трубшцин, А.Н. Прохоров// Сварочное производство. 1989, № 1. С. 4-5.

97. Сторожев, М.В. Теория обработки металлов давлением / М.В. Сторожев, Е.А. Попов М.: Машиностроение, 1977 - 423 с.

98. Пашков, П.О. Исследование механических свойств слоистых композиционных материалов, имеющих совместную термическую обработку / П.О. Пашков, Б.Г. Пектемиров, А.П. Ярошенко // Проблемы прочности, 1980, №3. -С.62-64.

99. Трыков, Ю.П. Создание слоистых интерметаллидных композитов многоцелевого назначения с повышенными жаропрочными свойствами/ Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун, Л.М. Гуревич // Наука производству, № 1, 2005. С.25-29.

100. Трыков, А.Ю. Исследование и разработка комплексной технологии изготовления кольцевых титано-стальных переходников большого диаметра для ремонта теплообменного оборудовани АЭС. / А.Ю. Трыков: дисс. .канд.техн.наук Волгоград, 1990. - 166 с.

101. Трыков, Ю.П. Деформация слоистых композитов/ Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун, J1.M. Гуревич: Монография // ВолгГТУ. Волгоград, 2001. -242 с.

102. Трыков, Ю.П. Структура и свойства слоистых интерметаллидных композитов / Ю.П. Трыков, А.П. Ярошенко, Д.В. Проничев, Р.К. Ткачев // Сварочное производство. 1997, № 7. С. 5-8.

103. Карнаушенко, Н.А. Обработка металлов давлением / Н.А. Кар-наушенко, М.И. Капустина, А.Я. Коротеева и др. М.: Металлургия, 1969.- 163 с.

104. Сидоров, И.И. Биметалл титан-сталь, полученный сваркой взрывом, и его применение / И.И. Сидоров, A.M. Тынтарев, Э.Ф. Кирилин // Вопросы материаловедения. 1999. - № 3. - С.276-292.

105. Казак, Н.Н. О микроскопической неоднородности соединений при сварке взрывом / Н.Н.Казак: дисс.канд.техн.наук Волгоград, 1968.- 254 с.

106. Трыков, Ю.П. О взаимодействии компонентов в титано-стальном композите/ Ю.П. Трыков, В.Н. Арисова, О.В. Слаутин, В.Г. Шморгун // Перспективные материалы,2004, № 6. с.43-47.

107. Мортон, К., Смит. Основы физики металлов / К. Мортон, Смит. М.: Научно-техн. изд. по черной и цветной металлургии. 1962.- 456 с.

108. Савицкий, Е.М. Новые металлы и сплавы / Е.М. Савицкий М.: Знание. 1967,- 250 с.

109. Шоршоров, М.Х. О природе физико-химических явлений в сварных и паяных соединениях / М.Х. Шоршоров, Ю. J1. Красулин // Сварочное производство. 1967, № 12.-С. 1-4.

110. Новые способы определения прочности сцепления компонентов биметалла / Информация ЦНИИЧМ. сер.№7. - инф. 7-8. - 1967.

111. Марковец, М.П. Определение механических свойств металлов по твердости / М.П. Марковец, М.: Машиностроение. 1979. - 191 с.

112. Гельман, А.С. Ударная вязкость двухслойной стали //Свойства и опыт применения стали, плакированной взрывом / А.С. Гельман, А.Н. Дубков // М.: НИИ ИНФОРМТЯЖмаш, 1975. № 17 - 75 - 8. -С. 17 - 18.

113. Махутов, Н.А. Методы определения характеристик вязкости разрушения плакированных материалов //Заводская лаборатория / Н.А. Махутов, А.И. Танаков, А.П. Черняев 1982. - №2. - С. 66 - 72.

114. Пашков, П.О. Свойства листовой высокопрочной плакированной стали при растяжении / П.О. Пашков, A.JI. Явор, Э.А. Савченко и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. Межвузовский сборник научных трудов. Волгоград, - 1973 -№12.- С.37-40.

115. Танаков, А.И. Строение и свойства биметаллических материалов /А.И. Танаков, В.Д. Катихин, И.С. Грузь и др. -М.: Наука, 1975, 123 с.

116. Fujita, Н. Explosive Welding and its Application / Fujita H, Chiba A., Tatsukaw J. // Bull. Jap. Inst. Metals, 1981. № 5. p. 385 393.

117. Oyama, T. The Impact Properties of Laminated Composites Containing Ultra High Carbon Steel / Oyama Т., Wadswoth I., Sherby O. // Jorn. Mech. And Phys. Solidas.l983.V. 31 № 2. p. 173 186.

118. Кусков, Ю.Н. Классификация и методы расчета прочности свариваемых взрывом композиционных соединений / Ю.Н. Кусков, Ю.П. Трыков // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Сб. на-учн. тр./ ВПИ. Волгоград, 1975.- С.68-79.

119. Еременко, В.Н. Титан и его сплавы / В.Н. Еременко,- Киев: Изд.АН УССР, 1960. 500 с.

120. Мороз, JI.C. Титан и его сплавы / JI.C. Мороз, Б.Б.Чечулин, И.В. Полин II Л.: Судпромгиз, 1960. - 516 с.

121. Трыков, Ю.П. Особенности деформирования сваренного взрывом титан-алюминиевого композита / Ю.П. Трыков, Л.М. Гуревич, Д.Н. Гурулев // Сварочное производство.- 1999.- №1- С. 11-15.

122. Степанищев, И. Б. Исследование закономерностей формирования структурно-механической неоднородности свариваемых взрывом соединений / Степанищев, И. Б.: дисс.канд.техн.наук Волгоград, 2003.- 165 с.

123. Лысак, В.И. Сварка взрывом / В.И. Лысак, С.В.Кузьмин // М.: Машиностроение, 2005. - 544 с.

124. Шморгун, В.Г. К вопросу расчетной оценки рациональных режимов сварки взрывом/В.Г.Шморгун, В.А.Пронин, В.Д.Жданов // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Межвуз. сб. научи, тр./ВолгПИ. -. Волгоград. 1988. - С. 68-74.

125. Лысак, В.И. Детонационные характеристики смесевых взрывчатых веществ на основе аммонита №6ЖВ + наполнитель / В.И. Лысак, В.Г.Шморгун // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Межвуз. сб. научн.тр. / ВолгПИ. Волгоград, 1987,- С. 105-114.

126. Серенсен, С.В. Машины для испытаний на усталость / С.В. Се-ренсен, М.Э. Гарф, Л.А. Козлов. //- М.: Машгиз, 1977. 223с.

127. Леоненко, Г.К. Рассеяние энергии при колебаниях механических систем / Г.К. Леоненко, В.Т. Трощенко. // Киев: Наукова думка, 1978.-217с.

128. Лысак, В.И. Об оценке факторов, определяющих надежность процесса сварки взрывом / В.И. Лысак, B.C. Седых, Ю.П. Трыков // Сварочное производство, 1979, № 3. С. 7-9.

129. Бакума, С.Ф. Получение листовых композиций с помощью сварки взрывом и промежуточной прокатки / С.Ф. Бакума, В.П. Белоусов, B.C. Седых, Ю.П. Трыков //Цветные металлы. 1972, №5, С. 58.

130. Элиот, Р.П. Структуры двойных сплавов: справочник / Р.П. Элиот // М.: Металлургия, 1970. - Т.1. - 456 с.

131. Дубов, Л.В. Промышленные взрывчатые вещества / Л.В. Дубов, Н.С. Бокаревич, А.И. Романов //- М.: Недра, 1973. 319 с.

132. Шведов, К.К. Исследование детонации сильноразбавленных пористых ВВ / К.К. Шведов, А.И. Анискин, А.Н. Ильин, A.M. Дремин // Физика горения и взрыва, 1980, №3.- С.92-101.

133. Лебедь, С.Г. Исследование скорости детонации низкоплотных порошкообразных смесей ВВ и инертного наполнителя / С.Г. Лебедь, Т.Г. Хафизов //Применение энергии взрыва в сварочной технике. Киев: ИЭС им.Е.О.Патона, 1985. С. 138-140.

134. Баум, Ф.А. Физика взрыва / Ф.А. Баум, К.П.Станюкович, Б.А. Шехтер и др. М.: Наука, 1975. - 806 с.

135. Справочник металлиста. -М.: Машгиз, 1957, т.З. С.66-67.

136. Андреев, А.К. Теория взрывчатых веществ / А.К. Андреев, А.Ф. Беляев // М.: Оборонгиз, 1960. - 596 с.

137. Кузьмин, Г.Е. О метании плоских пластин слоями конденсированных ВВ / Г.Е. Кузьмин, В.И. Мали, В.В. Пай // Физика горения и взрыва, 1972, №4. С.558-562.

138. Соннов, А.П. Технология сварки и резки металлов взрывом / А.П. Соннов. Конспект лекций. / ВолгГТУ. Волгоград, 1984. 70 с.

139. Кук, М.А. Наука о промышленных ВВ / М.А. Кук,- М.: Недра, 1980.-453 с.

140. Петрунин, И.Е. Пайка металлов / И.Е. Петрунин, С.Н. Лоцманов Г.А. Николаев // М.: Металлургия, 1973.- 279 с.

141. Лашко, И.Ф. Пайка металлов / И.Ф. Лашко, С.В. Лашко //- М.: Машиностроение, 1977. 328 с.

142. Чугунов, Е.А. Энергосберегающие композиционные элементы токоподводящих узлов силовых электрических цепей / Е.А. Чугунов, С.В. Кузьмин, В.И. Лысак и др. // Энергетик. 2001. - №9. - С. 13-15.

143. Долгий, Ю.Г. Новый композитный токоподводящий узел / Ю.Г. Долгий, С.В. Кузьмин А.П. Пеев и др. // Композит: сб. тез. докл. науч. конф. / ВолгГТУ. Волгоград, 1998. - С. 262-263.

144. Лысак, В.И. Новые биметаллические переходные элементы для силовых электрических цепей / В.И. Лысак, С.В. Кузьмин, Ю.Г. Долгий, Е.А. Чугунов и др. // Энергетик. М., 1995. - №4.

145. Пеев, А.П. Разработка технологических процессов изготовления сваркой взрывом медно-алюминиевых элементов токоподводящихузлов для предприятий энергетики и электрометаллургии / А.П. Пеев: дис. . канд. техн. наук : ВолгГТУ. Волгоград, -2001. - 143 с.

146. Катихин, В.Д. Плакирование как средство уменьшения склонности закаленных сталей к хрупкому разрушению / В.Д. Катихин, В.Д. Кофман, А.А. Явор // Материалы научной конференции. Волгоград, -1965.-Т.1.-С. 303 -308.

147. Катихин, В.Д. К вопросу об увеличении пластичности закаленных сталей / В.Д. Катихин, П.О. Пашков, А.А. Явор //Научные труды ВПИ-Волгоград,-1967.-С. 280-288.

148. Явор, А.А. К вопросу повышения прочности закаленных сталей / А.А. Явор, А.П. Ярошенко // Металловедение и прочность материалов: науч. тр. / ВПИ. Волгоград, -1969. - С. 260 - 265.

149. Катихин, В.Д. Некоторые особенности разрушения закаленных сталей в составе многослойного композита / В.Д. Катихин, П.О. Пашков, А.А. Явор // Научные труды ВПИ. Волгоград, -1967. - С. 189 - 196.

150. Пашков, П.О. О продвижении трещины в твердой плакированной стали / П.О. Пашков, А.А. Явор // Материалы научной конференции. Волгоград,- 1965. - Т. 1- С. 293 - 297.

151. Явор, А.А. К вопросу о кинетике разрушения плакированной стали / А.А. Явор, А.П. Ярошенко // Металловедение и прочность материалов: науч. тр. / ВПИ. Волгоград,- 1968. - С. 181 - 188.

152. Червяков, В.В. Коррозионная стойкость биметалла / В.В. Червяков, С.А. Голованенко, А.А. Быков и др. // МиТОМ. 1975. -№11.-С.32-34.

153. Ярошенко, А.П. Металлические композиционные материалы / А.П. Ярошенко, А.Ф. Трудов: Учебное пособие/ ВолгГТУ, Волгоград, -1998.- 68 с.

154. Трыков, Ю.П. О влиянии поверхности раздела на прочность слойного композита / Ю.П. Трыков, Н.Н. Курасова, Б.Г. Пектемиров, А.И. Еловенко, А.П. Ярошенко // Металловедение и прочность материалов: Межвуз.сб.науч.тр./ВолгПИ. Волгоград, -1989.- С.92-97.

155. Уайл, Г. Дж. Требования к высокотемпературным материалам для воздушно-реактивных двигателей / Г. Дж. Уайл. М.: Металлургия, 1968.-180 с.

156. Новые материалы. Кол. Авторов. Под научной редакцией Ю.С.Карабасова М.: «МИСиС», 2002. - 736 с.

157. Westbrook J. H.//Trans. AIME.- 1957.- Vol. 209. №7.- P.898-904.

158. Wee D.M., Suzuki T.// Trans. JIM.- 1979.- Vol. 20. №11.- P.634-646.

159. Flinn P,A. // Trans. AIME. 1960. Vol. 218. №7. P. 145.

160. Thornton P.H., Davies R.G. // Metall. Trans. -I970.-Vol. 1. №2. -P.549-555.

161. Wee D.M., Noguchi O., Oya Y., Suzuki T.// Trans. JIM. -1980. -Vol. 21. №4.- P.237-247.

162. Thornton P.H., Davies R.G., Joynston T.L.// Metall. Trans.- 1970. -Vol. 1. -№1. P.207-218.

163. MulfordR.A., Pope D.P.// Acta Met. -1973.- Vol. 21.-P. 1375-1380.

164. Pak H-r., Saburi Т., Nennj S.//Trans. JIM- 1977.- Vol. 18.-P.617-626.

165. Suzuki Т., Michima Y., Miura S.//ISIJ International.- 1989.- Vol. 29. №1.-P. 1-23.

166. Veyssier P., Saada G.// Dislocations in Solids/ M. Duesbery, F.R.N. Nabarro, Elsevier Sci. Publ. (Amsterdam: North Holland), 1996/ Chapter 53/ P.255.

167. Dimidik D.M.// Report WRDS-TR-89-4106.- 1989.- P. 1-239.

168. Pope D.P., Ezz S.S.// Int. Metal. Rev. -1984. -Vol. 29. №3,- P.136-167.179. ball С., Chin S., Pope D.P.// Metall. Trans. A. -1970. -Vol. 10a. №9.- P.1323-1332.

169. Staton-Bevan A.E., Rawlings R.D.//Phys. Stat. Sol. (a).- 1975.-Vol. 29.- P.613-621.

170. Kuramoto E., Pope D.P.// Acta Met.- 1978. -Vol. 26.- P.207-210.

171. Takeuchi S., Kuramoto E.//ActaMet.- 1973.- Vol. 21. №4. P.415-425.

172. Takasugi Т., Izumi О.// Acta Met.- 1985.- Vol. 33. №1.- P.39-48.

173. Ezz S.S., Pope D.P., Paidar V.// Acta Met.-1982. Vol. 30.- P. 921-926.

174. Alen Rassel J. Nature Materials (Ames Laboratory). №9(2003), 2, S. 587-590.

175. Лариков, Л.Н. Металлофизика / Л.Н. Лариков, А.В. Лозовская, В.Ф. Полищук. Киев: Наукова думка, 1969. - 320 с.

176. Tamman, G., Dahl К. Zeitschrift anorg Chemie, Bd. 126, 1923. p.104.

177. Брик, В.Б. Исследование влияния прослойки серебра на кинетику взаимной диффузии при сварке железа с алюминием / В.Б. Брик,

178. B.В. Горский, Л.Н. Лариков и др. // Физика и химия обработки материалов. 1980. - №5. - С.117 - 122.

179. Ласкина, Л.В. Исследование процессов на границе соединения при нагреве биметалла титан алюминий / Л.В. Ласкина, Ю.М. Коренюк // Сварочное производство. - 1974. - №8. - С. 4 - 6.

180. Рабкин, Д.М. Сварка разнородных металлов / Д.М. Рабкин, В.Р. Рябов, С.М. Гуревич. Киев: Техника, 1975. - 208 с.

181. Осинцев, О.Е. Структурные превращения при контактно реакционной пайке алюминиевых сплавов серебром / О.Е. Осинцев, А.С. Гуляев, Н.А. Боресков и др. // Сварочное производство. - 1972. - №1.1. C.33 55.

182. Трутнев, В.В. Кинетика роста промежуточных фаз в соединении меди с алюминием / В.В. Трутнев, А.Ф. Якушин, Г.Ф. Якушина // Сварочное производство. -1971.-№1.-С. 15-16.

183. Фридлянд, Л.А. Сварка алюминия с титаном / Л.А. Фридлянд, В.В. Трутнев, Т.Н. Зиновьева, Ю.К. Кононов // Сварочное производство. -1963.-№11.-С. 5-8.

184. Рябов, В.Р. Сварка алюминия и его сплавов с другими металлами / В.Р. Рябов. Киев: Наукова думка, 1983. - 264 с.

185. Корнилов, И.И. Металлиды с уникальными свойствами / И.И. Корнилов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. -№10. -С. 19-22.

186. Корнилов, И.И. Металлохимические свойства элементов периодической системы / И.И. Корнилов, Н.М. Матвеева, Л.И. Пряхина и др.. -М.: Наука, 1966.-350 с.

187. Intermetallische Phasen. Leizig: VEB Deutchen Verlag Grund-stoffindustrie, 1976. - 182 S.

188. Westbrook, J.H. Intermetallik compounds: their past and promise / J.H. Westbrook // Met. Trans. 1977. - A8, N9 - P. 1327 - 1360.

189. Petty, E.R. Hot hardness and other properties of some binary intermetal-lic compounds of aluminium / E.R. Petty // J. Inst. Metals. 1960-1961. - V.80. -P.343 - 349.

190. Механические свойства металлических соединений: сб. науч. тр. / под ред. И.К. Корнилова. М.: Металлургиздат, 1962. - 278 с.

191. Imai Y. and Kumasava М. Sci. Rpts. Res. Inst. Tohoku Univ. All. 1959. p.p.210.,312.

192. Хансен, M. Структуры двойных сплавов: справочник. В 2 т. / М. Хансен, К. Андерко. М.: Металлургиздат, 1962. - Т.1. - 540 е.; Т.2. -435 с.

193. Курнаков, Н.С. Твердость двойных металлических систем. / Н.С. Курнаков, А.С. Жемчужный // Изв. Петербург, политехи, ин-та. -1908.-№3,-С. 24.

194. Lowrik R. Trans А1 Me. V.194, 1952, p. 1093.

195. Churchman A.T., Greach G.A., Wintov J. Proc. Roy. Soc, V.230, 1956, p.194.

196. Шишокин В.П. Твердость интерметаллидных систем / 1-го, Агеев В.А. // Цветные металлы. 1932. - № 2. - С. 119 - 124.

197. Шишокин ВII // Высокотвердые металлические соединения. 1930. -№11.-С. 74- 79.

198. Шишокин В.П., Агеев В.А., Михеева В.И. Зависимость твердости интерметаллида от температуры // М.: Металлург. 1935. - №10. - С. 81-86.

199. Schwab G.M. Experimentia v.2, 1946, p. 103.

200. Савицкий E.M., Барон В.В. Влияние температуры на твердость интерметаллидных фаз // ДАН СССР ОТН, 1949, С. 693.

201. Савицкий Е.М. Механические испытания интерметаллидных соединений // ДАН СССР. 1948. - Т.62. - С. 349.

202. Савицкий Е.М., Тылкина М.А. Влияние химического состава фаз на твердость при повышении температуры // ДАН СССР. 1948. - Т.63. -С. 49.

203. Травин О.В. Материаловедение / О.В. Травин, Н.Т. Травина. -М.: Металлургия, 1989. 384 с.

204. Захаров, М.В. Твердость интерметаллидных фаз// Изв. АН СССР. ОТН. 1949. - № 8. - С.124 - 127.

205. Борщевский, А.С. Микротвердость полупроводниковых соединений / А.С. Борщевский, Н.А. Горюнова, Н.К. Тахтарова // ЖТФ. 1957. -Т.27. -С. 1408.

206. Получение и исследование свойств интерметаллидов системы медь алюминий / Д.М. Рабкин, В.Р. Рябов, А.В. Лозовская и др. // Порошковая металлургия. - 1970. - №8. - С. 101 - 107.

207. Мовчан, Б.А. Микроскопическая неоднородность в литых сплавах / Б.А. Мовчан. М.: Госиздат техн. литературы, 1962. - 530 с.

208. Петров, Г.Н. Неоднородность материала сварных соединений / Г.Н. Петров. Л.: Судпомиздат, 1963. - 125 с.

209. Мальцев, М.В. Технология производства ниобия и его сплавов / М.В. Мальцев, А.И. Байков, В.Я. Соловьев. -М.: Металлургия, 1966.-? с.

210. Корнилов, И.И. Титан и его сплавы / И.И. Корнилов // Сборник научных статей. М., 1963. - С.56 - 80.

211. Ван-Тайн Титан / Ван-Тайн, Кеслер, Хансен // Сборник переводных статей, №2, М.: Металлургия. 1954.

212. Cooper, G.A. The structure and mechanical properties of composite materials/ G.A. Cooper// Review of Physics in Technology, 1973, No 3. p. 49-87.

213. Rosenstiel A.P., Chierer E., Boss P.T. Gefugentersuchung mit der Mikrosonde an explosiv nergesteilten SchweiBverbindungen «Metallkunde», 55, №12, 1964.

214. Атрощенко, Э.С. Сварка взрывом циркония со сталью Х18Н10Т / Э.С. Атрощенко, В.Ф. Лозовская, B.C. Седых и др. // Технология сварки взрывом различных материалов и свойства полученных сваренных соединений: сб. ст. / ЦИНТИхимнефтемаш. М., 1970.

215. Шиняев, АЛ. Некоторые закономерности образования и роста новой фазы при взаимной диффузии металлов / А .Я. Шиняев // Изв. АН СССР. Метал-лы.-1965.-№4.

216. Корнилов, И.И. Металлоиды и взаимодействие между ними / И.И. Корнилов. -М.: Наука, 1964. 234 с.

217. Гомозов, Л.И. К теории легирования жаропрочных сплавов / Л.И. Гомозов // Труды ИМЕТ им. Байкова / АН СССР. М., 1958.

218. Корнилов, И.Н. Некоторые механические и физические свойства сплавов системы титан хром - железо / И.Н. Корнилов, Н.Г. Бори-скина // Новые исследования титановых сплавов: тр. 6-го совещания. -М., 1964.

219. Грузин, П.Л. Диффузия в титане и сплавах на его основе / П.Л. Грузин, С.В. Зеленский, Л.Д. Тютюник // Проблемы металловедения и физики металлов: сб ст. 1958. - №5.

220. Молчанова, Е.К. Диаграммы состояния титановых сплавов: атлас / Е.К. Молчанова. М.: Машиностроение, 1964. - 324 с.

221. Горелик, С.С Рентгенографический анализ металлов / С.С. Горелик, Л.Н. Расторгуев, Ю.А. Скаков. -М.: Металлургиздат, 1963.

222. Дорошенко, А.В. Нейтроннографическое определение структуры сплавов титан железо и титан - кобальт / А.В. Дорошенко // ФММ. -1967.-Т. 23, вып. 3.

223. Александрова, Т.К. Прокатка биметалла титан железо / Т.К. Александрова, A.M. Канунникова // Производство биметаллов: сб. тр. / ЦНИИЧМ.-М., 1965. - Вып.42.

224. Харченко, Г.К. Плакирование стали титаном через прослойку ванадия / Г.К. Харченко, В.Г. Каленко // Цветные металлы. 1966. - № 8. - С.43-48.

225. Способ изготовления стали, плакированной титаном: пат. 3121949 США, МКИ В 23 К 20/00.- 1961.

226. Кологривов, Н.П. Плакирование стали титаном / Н.П. Кологри-вов // Сварка разнородных цветных металлов с черными металлами и сплавами сб. докл. третьего Всесоюз. совещ. Киев, 1967. - Ч. II.

227. Сидзуки, А. Сталь, плакированная титаном / А. Сидзуки, X. Хара // Камаку Соти. 1962. - Т. 4, № 9.

228. Бринза, В.Н. Повторные нагревы биметалла титан сталь / В.Н. Бринза, B.C. Лепекин // Цветные металлы. - 1964. - №3.

229. Портной, К.И. Структура и жаропрочность композиционных материалов/ К.И. Портной//В кн.: Структура и жаропрочность композиционных материалов М.: Наука, 1973. - 254 с.

230. Портной, К.И. Волокнистые и композиционные материалы/ К.И. Портной// В кн. Волокнистые и дисперсноупрочненные композиционные материалы М.: Наука, 1976. С. 106-110.

231. Портной, К.И. Дисперсноупрочненные материалы /К.И. Портной, Б.Н.Бабич М.: Металлургия, 1974. - 200 с.

232. Портной, К.И. К оценке взаимодействия и совместимости компонентов в волокнистых композиционных материалов/ К.И. Портной, А.А.Заболоцкий, В.А.Турченков// Порошковая металлургия. 1978, № 10. С.64-71.

233. Разрушение и усталость. Композиционные материалы. Т.5 Пер. с англ./ Под. Ред. Г.П. Черепанова М.: Мир, 1978. - 483 с.

234. Иванова, B.C. Перспективы использования композиционных материалов/ В.С.Иванова, И.М.Копьев, Л.Р.Ботвина // Металловедение и термическая обработка металлов. 1969, № 5. С.32-34.

235. Милейко, С.Т. Прочность боралюминия композита с хрупкими волокнами/ С.Т.Милейко, Н.М.Сорокин, А.М.Цирлин.// Механика полимеров. 1973. т.5. - С.800-846.