автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Разработка технологии сварки дисперсионнотвердеющих никелевых сплавов

Г; 5 9 I

; - ' \ 1

ЛИШДОЯ ШЖВХНИЧИЯОа МШТаТ/Т Специализированный с о ват К 064.22.02

'На правах рукописи

чшйш шдшир Петрович

Уда 621.791:669.24

РАЗРАБОТКА ТЕЖШЗГШ СВАНСИ ДйС11ЕРСй(Ш0ТВЕРДЕадК шкелбшос с1шшв

Специальность 05.05.0S - Технология и машины

сварочного производства

А»»орв^вра*

диссертаций на соисйанив ученой степени ямцзйдатга технических наук

Работа шлодаека в Воронежской политехническом институте

Научный р/ко5одзтояь - заслуженный деятель науки и

ггехннкк РСЖ5Р, доктор технических неук, профессор й,Н.Рыжков

Офациальше оппоненты - доктор технических наук,

профессор В.М,Яыпольский - кандидат технических наук, доцзнт в,В,Щубин

Ведуне прздпркятиз - воронежский моханическай завод

Завета диссертация состоится имя_1992 г.

в 12 часов в. суд. А~эална еесодаиик ейецишшакравашого совала К 064.22.02 в ДЙтциоы псдатехдачэсшл инстутв по адресу: 898662, г.Липецк, ул.Зегбля, д.1.

Вази отзывы на автореферат а 2 ока,, заверенные почать», просим выслать по. указакнеьф» ¡утрасу на имя ученого секретаря специализированного совета.

С диссертацией ыойко ознакомиться » библиотеке Липецкого туштвхничаского дао ту га, •

Автореферат разослан »? " Я 19Э2 г,

Учений секретарь

специализированного сов&та, кандидат технических наук, доцент

В.В.Карих

-" - •- ¡ . ОЩ/uí ХАРАКТЕРИСТИКА РАКШ

С»"*í"['r '

— Актуальность работа. Химический состав л технология' производства жаропрочных никелевых спя'авоя, являющихся по своему сс?с-тайу. наиболее сложными из всех су^ествукпцих,. позволяет реализовать'- see йэввс*гше на сегодняшний день механизмы их упрочнения. Развитие производства жаропрочных никелевых сплавов стииулиро-tmccír потребностями повышения рабочих параметров авиационных, ttopCKifiP И"наземных энергетических систем» а-такие матриц и прес-етизгееинструмента длл горячей обработки металлов" давление?.!. Ввагррюаяяэдее- применение этих ставов обусловлено' не только вы-сшоДОдагселмгай ярсмкостьэ, но ;t хорошей коррозионной стой-касты»- в .агрессивных- ерздах. Постоянной уазстсченяе комплекса Tpeffos-üKHi* к энергетическому оборудован:® привело-в-последние годы' к! разработке технологи« получения зхаролроедшх-" сплавов ме-тоданй"порошковой»металлургии. Широкий диапазон' сост'авов',. свойств;. «етодон получен!«' г.аропрощшх нккеяовых' сплавов • создаем* эндадагвяънав т^гдяос®!- в процессе изготовления. сваргасс sotí-сгрукцийЬ Зотзп с отш;- "ссясдованио к разработка- технологических* ¡«ороириятий, • яоэкнеэадта пэдо:глос:ь о-грзтстяз!;;!!,": ионст-

'йз'' сгралкчзижг сваривав:*«' мстер:*одо»',. явлкегея весьма октуалшеп задаче;;особенна кто относш'ел■ к нзкболсе певспэк-*:".•материала;- -- порежэгим,. 'cas; оюлень воупеиисста крп' езо-уле ноСольv.zr>. kJlí^Iil' сг'Л'г.: г-

г^сг-.'.снмотпс-г.г.соч;'^ ^Ллслл;cruar.os i,y;:o:; уот--

пения у!'ень:;онн:г лолллестза дл^елчэг: о-'.; счоч чспс.'Л,;з окапал ■ различны:-: гйхнологлтеолпх' н опуул-Г/,:,^-"-. г.'зич.кгтроп прзцооса..

"втоля йсслеяозпнуь»..В-процессе paooxs! ¿тхздззодизск иикро-^нтгеиссяоктраяьшй знал;» ка- »лкгроензхкзатор? !.;ЛР--2, Ср;: з'тс;.г енгал'/.зировалось содсртанко легпрук;г;к алзыептоз яо толу и'на границах зерен-п раоличшж зона:: сварного соедднегск,. о!' ■raiao з районе трешж.- Изучение микротБордоста выполнялось с поыевдэ микротвердшёрй ÍCST-Sá оз рзйонэ линии сплавления со-стороны шва и околоповной зоны, Исследование характера Изменений собственных напряжений сварного соединения з результата термической обработки производилось «ехашщеский способом, основанном на принципе упругой разгрузки потаяла путем разреза--

над. Изменения мерительной базы определялись с помощью микроскопа УШ-23. Металлографические исследования осуществлялись с помощью оптических макроскопов ШР-2Р и МШ-8. Механические свойства сварных соединений при комнатной и высоких температурах оценивали по данным испытаний стандартных образцов на малинах ГРЕШИЛ и ЫЗТРМ . Пористость сварных швов исследовалась рентгенографированием на установке Ш1 160/300-10-01.

Научная новизна.

1. На основании исследований напряженного состояния свар-иьос конструкций из дисперсионнотвердеоших никелевых сплавов на различных стадиях их изготовления установлено, что они обладают свойством отрицательной (обратной) релаксации. Собственные напряжения в результате послесварочной термической обработки старением, которая вызывает упрочнение металла, увеличивается. Установление этого факта дало возможность объяснить основную дричкну возникновения трещин термической обработки.

2. Разработана методика сравнительной оценки склонности иеталлов к возникновении горячих трещ-ш в результате точечных тепловых воздействий. Особенность её использования для металлов, со сверхтрудными зе нами, к которым относятся литейные диспврсионнотвардеюиие никелевые сплавы, заключается в' том, что перед испытаниями поверхность образца шлифуется и протравливается, а точечные тепловые воздействия направляются на видимые границы зерен. - '

3. Доказано, э, что дисперсионногвердешие никелевые сплавы, относящиеся к материалам аустенитного класса, вопреки общепринятым рекомендациям необходимо сваривать после упрочняющей термообработки.

Практическая ценность работ . На основании.разработанных технологических мероприятий достигнута возможность получать с шл40|цью аргоно-дуговой сварки надежные соединения диеперсионно-¿нфдеюцих никелевых сплавов, относящихся к ограниченно сварн-

Применительно к электроннолучевой сварке сплавов толщиною ¡.о : V • км исследованы и опробованы способы устранения внут-трещин, которые не обнаруживаются методами неразрушаю-цего контроля. Для сплавов большей толщины разраС'отана технология бездефектной сварки в два этапа: нижняя неразделвнная часть стен.:; толстою 10-12 ш сваривается без присадки, верх-

няя, раз дг чанная. в виде прямоугольного паза шириною 3-4 мм - с присадкой проволокой Ш367. Дял случаев электроннолучевой сварки сплавов в порошковом исполнении предложен способ устранения пористости. Это достигается повторным проплавом поверхностной зоны соединения колеблющимся поперек стыка электронным лучом.

Разработана технология получения разнородных соединений, в котором один из сплавов пороикового исполнення является не-свариваемым.

Реализация работы в промышленности. Использование элементов разработанных технологических мероприятий для сварки серийных изделий из сплава. ШЛ-14 позволило получить годовой экономический эффект на предприятии ц/я А-3556 55,0 тыс.руб. < в ценах 1988 г.).

Кроме этого, разработанные технологические приемы электрон-.нолучевой сварки внедрены при изготовлении опытных образцов новой техники.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на IX, X и XI Бсессшзншс научно-технических конференциях по электроннолучевой сверле в 1986, 1988 и 1991 гг.; на.Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы создания ресур-сосбервгаищих технология сварочного производства для предприя-^ тий Дальнего Востока и Сибири. г.Ксысомольск-иа-Аыуре, 1988 г.; на научно-технической конференции "Пути повышения эффективности процессов.сварки и наплавки*. г.Липецк, 1987 г.; на научно-технической конференции "Материалы и упрочняюще Т9хнологии-90", г.Курск, 1990 г.

Публикации'. По теме диссертации опубликовано II работ, в том числе получено одно авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и общих шведов. Работа изложена на i21 страницах мапинвписного текста» содержит 34 рисунка , II таблиц и 104 наименования литературных источников.

(»ДЕКШИЗ РАБОТЬ!

Во введении обоснована актуальность избранного напразле-. ния исследования и приведена краткая аннотация рчботы.

Глава I. Свариваемость дисперсионнотвердеюгук жаропрочных никелевых сйяавов

На основании аналгэ литературных данйгх рассмотрены основные проблеиысвариваэности жаропрочных дисперсионнотверде-

ющих .никелевых сплавов аустенитного класса, дан анализ иэвост-шх способов .предотвращения дефектов в процессе вргоно-дуговой к электроннолучевой сварки, -а тоже в процессе термической обработки, сформулированы цель и задачи исследований.

Показано,-что на возникновение внутренних, не выявляемых методами .неразрущеккцзго контроля, а также нарукнцх трещин, воз.чикаицих при сварке и в процесса термической обработки влияет не только суммарное содержание а сгиаве упрочняющих элементов титана и алюминия, но и количественное соотношение этих элементов. Причем по склонности сварных соединений к растрескивании при термической обработав жаропрочные никелевые сплавы располагается в том яе порядке, что к по склонности .к дисперсионному твердению. Содарканг;е углерода в рассматриваемых сплавах меняется от 0,С2 до 0,1 % а оказывает существенное влшшиа на свойства я структуру сплавов» После закалки .и старания по талу .и границам зерен могут выделяться карбиды и изменять '.технологическую прочность сплавов в ту или другую сторону ,В ЗОВИ- ' ,«шос№ .оч-формы и дисперсности выделений.

Вопрос о том, в какой последовательности .производить'.св^р-,ку, закалку к старение р*я аустснитных ,.здрэпроч!Шх -сплавов ¡традиционно репается в пользу послесварочноА лтариической .обработки по той логике, что сварка в упрочненной-,сос-тоании.увеличивает растрескивание. Однако своеобразие .воздействия .на .диспдр-сионнотвердеюцие сплавы закачки и старения .и »количество трещин ® резуяьтаге термической обработки заставляют усомниться гв правомерности этого положения.

Обсуждение вопроса о влиянии растрескивания в процессе сварки в зависимости от параметров режима производилось а многочисленных работах. Рекомендации на этот счет-весьма разноречивы: от указаний на необходимость увеличения или сниаенид погонной анергии и скорости сварки до утверждений о той, что погонная ииерпия я скорость не влияют на склонность к появлению трещин при сварке.

Дяп уменьшения растрескивания в процессе сварки обсувдаются как технологические, так и конструктивные мероприятия. Предлагается принудительное введение в сварной аов некоторых элементов, сопутствующий подогрев до температуры выше 950 °С, поддержание высокой чистоты выплавляемых сплавов, уменьшение жесткости конструкции, использование шпульсного, колеблю^го-

СЯ ИЛИ. На1.Л0НН0Г0 электронного луча, однопроходной арго но-дуто, вой сварки и другие. Многое из предлагаемого при очевидной эффективности трудновыпоянимо или неприменимо к конкретным конструкциям.

Повышение стойкости к трещинам при термической обработке может быть достигнуто за счет перестарийания сплава перед сваркой и принудительного охлаждения околоповной зоны в процессе сварки. При этом без обсуждения предлагается выполнять старение после сварки.

Литературные сведения о свариваемости гсаропрочшх днспер-сисннотвердеищих никелевых сплавов порошкового исполнения, по-яучейннх горячим изосчсатичеекйы прессование»» отсутствуют,

С учетом изложенного задачи исследования были сформулированы следующим образом:

1. Проанализировать процессы, .происходящие в дксперсйонно-твердепцих сплавах, при сварке и термической обработке, изучить характер дефектов и их причинно-следственншс закономерностей.

2. Определить степень.снижения.растрескивания, сварных соединений за счет варьирования режимами и способами сзарнп.

3. рыскать оптимальную последовательность операций термообработки я сварки»

4. Исследовать особенности сварки дисперсионкотвердеющих сплавов е гранулированном исполнении.

Глава 2. Разработка технологических приемов, снижаюфх склонность жаропрочных сплавов к горячим трещинам при аргоно-цуго вой сварке

Исследовании трзщинообраэования при аргоно-дуговой сварке цилиндрических изделий иэ сплава В1Л-14, который занимает про-меауточное положение по количеству упрочняющей фазы среди жаропрочных никелевых сплавов, предшествовал анализ значительного количества статистических данных полученных на. товарных узлах, сваренных присадкой ЭП-367, Установлено, что поверхностные трещины» возникающие при сварке в околововной зоне, в основном имеют протяженность от 0,5 до 2,5 мы. В среднее суммарная длина трещин* Сходящихся на I ы шва,составляет 32 мм. Трещины имеют максйыуыраскрытт на линии сплавле-

ния и распространяются перпендикулярно шву в сторону основного металла. Внутренняя треи^ны в околошовной зоне имеют плоскость. раскрытия перпендикулярную наружным и приводят к расслоению металла по толсфне. Установлено, что на границе шва внутри иег'ал-. ла наблюдается большое количество выделений темного цвета аетек-тичзского провсхошдзшы. Содержание титана у края трепаны возрастает до 4,7-4,9 %, что свидетельствует о выделении по границам зерен карбидов гитана, Эа-и факторы с резким изменением структуры при переходе от основного металла к шву, которое вызывает локализацию внутренних напряжений и деформаций на линии сплавления, способствуй? процессу трещшаобразования.

В процессе отработки мероприятий, снижаирх растрескивание, опробованы поверхностная наплавка на свариваемые кромки, оплавление и проковка кромок, изменение суммарного содержания титана а алюминия в сплаве от среднего уровня до верхнего предела, изменение содержании углерода в три рада с 0,02 % ДО 0,06 %, кроме отого шявлено сравнительное влияние досварочной закалки и авкалш со старением. Результата експериментов на цилиндрических образцах представлены в таблица X.

Таблица I

Влияние различных факторов на склонность к горячим трещинам

|Кол-во !Сукшар-! Средняя! Кол-во Фактовы трещвн, ная дли длина «*рвщии

■»«пиар« т> н£ 5рв^й>!На 1м } }щин,. мы| мы (шва,шт.

Длина {трещин на ¡1 м шва, I ш/и

I. Ее и обработки кроток ■ 36 61,0 1,70 13 64,0

г. Наплавка 14 14,0 1,0 12 38,0

3. Сплавление £3 23,6 1,02 8 24,7

4. Проковка 68 48,0 0,83 30 8Я.7

б. Закалка, старение 62 74,5 5,20 14 46,5.

Р. Закалка 69 72,0 1,05 16 54,7

и 1. Т» +АЕ - 4.4" % (Г Ж 0,0£ %) 91 116,0 1,28 18 75,6

В. р + лг . 4Л % ¿1 « 0,06 40 ' 30,6 0,76 8 23, г

Из тг "¡лицу следует, что прокопка л-ляется ^сперспектиЕНым фактором. Наиболее существенно уменьшают растрескивание наплавка и оплавление кромок, снижение содержания упрочнякнцих элементов в сплаве и повышение в пределах предусмотренных стандартом колебаний содержания углерода. Снижение количества тре-.'р! с увеличением содержания в сплаве карбидообразующего углерода согласуется с документами МекдунаР°^ого института сварки. Что касается влияния предварительной термообработки, то для сплава ЕКД-14 заколка и закалка со старением практически одинаковы по своей значимости. Таким образом, использование в сварных конструкциях сплава с минимально допустимым содержанием упрочняю^« элементов и максимальным количеством углерода при условии предварительного оплавления поверхностей свариваемых кромок приводит к эффек-' тивному уменьшению растрескивания конструкций.

Процесс совершенствования технологии сварки жаропрочных никелевых сплавов нуадается в доступных методах определения технологической прочности и, в частности, в методах определения склонности к околововнта трещинам. С отой це.^ью была разработана и изготовлена установка для испытаний образцов путем поперечного изгиба в процессе сварки. Кроме этого,предложена методика определения склонности к растрескиванию в результате точечных теплови/. воздействий.. Особенность этой методики состоит в том, что дна металлов со еверхкрупныг зерном, к которым относятся литейные жаропрочнее никелевые сплавы, точечные тепловые воздействия дуги производятся на границах зерен, для чего поверхность образца шлифуется•и лротравлиааетсл, а о склонности материала к трепанам судят по времени горения дуги.

Глава 3. Исследование процесса электроннолучевой сварки дисперсионнотвердеющях сплавов

При электроннолучевой сварке эксперименты по оптимизации скорости процесса проводились одновременно с выяснением влияния на растрескивание последовательности операций термообработки и сварки. Результат экспериментов иллюстрирует рис. I. Для всех видов термообработки и последовательностей операций термообработки и сварки оптимальным является диапазон скоростей от 4,56 до 8,33 ым/с. В случае, если упрочнение металла производится после сварки, количество треврн а околошовной зоне увеличивается На порядок за. счет тевчий возникающих при старении, Срврка,выполняемая после закалки и после закалки со старением.

дает практически одинаковые результата. В образцах, подвергавшихся упрочнению после сварки со скоростями 2,78-4,1? мм/с,коли.

» зависимости от скорости процесса при различных последовательностях операций термообработки 11 сварки: I - закалка, сварка;.2 - закалка, старение, сварка; 3 - закалка, сварка, закалка, старение

чество трещин от Устарения увеличивается несущественно - происходит в основном р.азвитке^уке имевшихся трепан со значительны?.! их удлинением. В случае более высоких скоростей сварки последующее упрочнение приводит как к у зличенм количества трещин, так и увеличению дайны уке имевшихся.

Дальнейшее совершенствование технологии основывалось на использовании горизонтального и«наклонного электронного луча. ;¡о результатам экспериментов сделаны выводы о целесообразности /ля металла толщиной 10-25 мм прммесять горизонтальный или наклонный электронный луч. Это снижает затрачиваемую мощность, уменьшает ширину шва и количество возникающих при сварке трещин. Оптимальные с . точки зрения формирования шва углы наклона луча к горизонтали составляют от 5 до 25° при расположении пушки ниже горизонтальной оси цилиндрического образца.

. Внутренние трецини при электроннолучевой сварке возникают я. района перехода от верхней грибовидной части ива д нижней -кинжальной.' Устранение гркбосидноети- шве, а вместе с тем и внутренних трещин» удалоол добиться п процессе сварки колеблющимся электронны;,» лучом. Наилучший эффект был получен при продольных пилообразных колебаниях с амплитудой 3,5-4,5 мм и частотой 30-40 Гц. Той яе цели служит.сварка с прямоугольной поверхностной, разделкой кромсн а Биде паза глубиною не менее 2,0-2,5 мм и шириною 3,0-4,0 им. Прямоугольная поверхностная разделка кромок, если она создается выступающими над поверхностью детали приливами (буртами), дает возможность механического удаления мест с вероятным» поверхностными трестами,

Замеченное увеличение растрескивания при сварке металла толщиною более 20-25 им устранялось при заварке стыка в два этапа. Для этого нижняя, часть стыка толстой 10-12 мм оставалась"' неразделенной, а-верхняя часть выполнялась в виде прямоугольного паза шириной 3-4 мм. Нижняя часть заваривалась электронным лучом без присадки, а верхняя - с применением присадочной проволоки 9П-357.

Влияние собстреиных напряжений в конструкциях из диспер-сионмотвердекмрос никелевых сплавов на техтояогическую. прочность и, возникновение тренья термической обработки оценивали, исгнль-зуя механический метод, основанный на упругой разгрузке металла приего освобождении от остаточных напряжений путем разре-' эанкя. Остаточадо напракенгл в образцах,сваранких после полного ' цшош термообработки.ммеыТ -весьма низкий уровень. Если упроч-кЯЕицев. старение производится после сварки, то з околОшовной зоне наблйдается резкое возрастание.растягивающих напряжений. Это объясняется различной интенсивность» идуярро с уплотнением структура шделения ^ - фазн в окол-шовной зоне по сравнению с другими областями соединения» Возрастание напряжений после оакаяки и старения сварного соаданения является фактически обратной или отрицательной релаксацией,, которой и принадлежит определяющая роль в образовании треции термической обработки.

Гллея 4. Исследование электроннолучевой сварки гранулированных жаропрочных никелевых сплавов

Современная '.-ехнология производства Жаропрочных никелевых сплавов из порзпка основана ни горячем изостатическом прессовании и представляет сс<" ртгпг^е процесса диффузионной сэар-

!•.", Белсцичч эврн» гранулированного сплава не несколько поряд-. ист ят»«.даг, че» у литого. Процесс производства и структурные оссбеки1:сти гранулированных сплпвое нахя^звме* определенное ольяиие на их свариваемость.

П результате исследований усгансилоно, что сплав ВЖЛ~|4 йаро-зисвого исдаяйенид не склонен и к появлений поверхностных тр-ирш в околоигорней зоне при'алемтроинолучавой сварке. Однако,, начиная с толсуиу металла 35 м в цилиндрических образцах, На ■ участке зажкзпы -два могут возникать поперечные трещины. При юлюишх металла 22-24 им и бьяее в шве наблюдаются внутренние греи'.пн в чяяной четверти стыкуемого металла. Кроме ©того в ср.арчнс а'вах металла толцрною более 15 да обнаружены отдельные пор; в верхней ¡гри^оеидиой части шва. С увеличением толщины по-рклтость усилква<----.я, располагаются пора в виде цбпочек но обеим сторонам ада. В процессе, отработки технологии сварка грану-лиропошюгр сплава тре1дииы в районе перекрытия шва, если они появляются, оказалось возможным устранить поверхностным переплавом к«згялла после полного его остывакия. Устренение пористости тйкяо достигалось несложным технологическим приемом. Гри- , бовидная часть шва подвергалась переплаву колеблющимся -поперек стика по прямоугольному закону олектроиным лучом с частотой 10-13 Гц, Аипяитуп-и йплеСдняй при этом дол#на быть на 1,5-2,0 ш мсгыле, чем ширина дая на пс-горхиостк. Борьба'с внутренними тре-ч^нг/му: в нюшей части шва пгсдставляет анэчить-лъше трудности. Избавиться от них удается только заваркой стыке в два втапа, подобно тому как это делйлось в случае сварки литого металла повышенной толц1ны.

В соответствии с потребностям!? производства в процессе ра~ боты была сделана попытка получить удовлетворительные сварные соединение внеокозгаропрочнэго порошкового сплава ЭГГ741, который . с»носится к несвернваемкг, с деформируемым сплавом Ш6Е-.6. В сгязи с растрескиванием при свяр-сб сплава ЭП741 было необходимо, чтобы в сварном те разнородного соединения доля металла этого сплава оставалась минимальной. С этой цел«?) было разребо-*9нв.специальная конструкция косого стыке, которая показана на рис. 2. -

Угол наклона стыка, который.для металла толщиной 12,0 мм ' составлял 10°, может меняться в зависимости от свариваемой тол»' «¡пин и формы ияа. Электронный луч пр» сварке необходимо вести :

•о

Рис. 2, Эскиз конструкаднсга о$врак»од стика разно-.» родных металлов

ПО СГЗОЦИаяЬНОМу ППву ТрууГОЛЫгЛ ¿ЗрМЦ, »Jpil^tiM AW ПОЛ}'К»<>'-п клиновидной формы ива без раеширс-нкя s верхней части ноиЪ.;:д> 'мо использовать прод-здыУе пилообразные колсбиииз с ашздчу;- .«•:' Б-с т и частотой .15-30 Гц,

Испытания этого разнородног с есс,щшеци.;, свйре;;};сл-о а"' '. : , упрочнения нйндоГо из материалов ло своему иокезали,

что прочность ирй комнатной гечлерлтуру и температура 5оУ '"'С-неудовлетэорвглльнзд и находится (л уровне 6S0 и SCO Ш»а ¡юо-?-ветственно. 3 связи а этим было решено саарить и привести испытания нетор^ообработанкоро соединения, -^ределип 'msto и характер разрушат;, а затем назначить уярочйнюцум термообработку -,;< режиму »ого ицтва, «оторай окажется мэнаэ прлцшм. Б реаудьтс?.* испытаний (см,таблицу 2) ныяспилоаь, >гро а иета^шзбрсСотаиич-:: ридв соединении разрушаются -э линии cnnaBJKWW со стирке. %-га*.-за БП74Г (лзрлая строка в таблице).

• Таблица ..

Механически о свойства сварах создвненай 31I"4I+31166ii

"" ' * 20 °с "]

ЖПйТ бог I ~^Г~У~ГЖТ"бГГ

•/"l Ша I Mia ! 't ! % bib/;/ ! ¡.Ша ! Ша i Ч 3

I 830 680 17,1 8,9 * 1,21 ССО 430 14,1 11,9

g 690 360 30,8 19,13 О,«'.'С ' 560 290 33,5 23,7

3 980 610 20,8 1-3,« ' О,И 830 540 36,5 17,1

Примечание: I - сварные соединенна не термообработаны,

2 - сварные соединения термообрабоганы по ре-

аа¡му сплава ЭЦ741;

3 - сварные соединения обработаны по режиму

'сплава ЭП66С.

Однако, когда в соответствии с изложенной вше логикой соединения были обработаны «о режиму сплава ЭП741, прочность их стала еще меньше, (вторая строка таблиц 2). И только е результате термообработки соединений по режиму сплава ЗЛббб ^прочностные характеристики оказались наиболее высокими, приблизившись к прочности основного металла ЭПббб.

ОСНШШЕ ШВОJU

1. Анализ производственного опыта и лабораторные исследования показывают, что при аргоно-датовой сварке литого сплава ШШ-14 с присадкой и при ¡электроннолучевой сварке на поверхнос-•ти околошовкой з.ош соеданений возникши" поперечные треиршы. Кроне этого, при ЪШ наблюдается также возникновение трепан в околошовной зоье внутри металла. Растрескивание становится более интенсивным с увеличением свариваемых толщин. При дЛС ВЖЛ-14 в гранулированном исполнении появляются пористость » трепаны в ивах. •

2. Б процессе отработки оптнмольной технологии получения ■ соединений из жаропрочных Никелевых сплзеое установлено, что

послесварочное. упрочняйте старение увеличивает количество и протяженности трещин более, чем на порядок. Выяснено, что основная причина возникновения тр&и^н термической обработки заключается в явлении отрицательной (обратной) релаксации. В связи с этим предложено сьчрку каропрочкых сплавов проводить в состаренном состоянии. Механические саойства соединения в целом, остаются при этом на уровне состаренных после сварки.

3. Для оценки склонности к пол адешю трещин в околошовной зоне да известной схеме нагруженин разработана и изготовлена установка, которая может использоваться применительно к жаропрочным сплавам с мелкозернистым строением. Дяя сплавов с крупнозернистым строением разработана методика, которая заключается в точечном тепловом воздействии дуги на район границу зёрна,

4. В качестве наиболее эффективных мероприятий, снижакш;их растрескивание в процессе; аргоно-дуговой сварки, 71реднол.оно вы-

поднять предварительное оплавление.поверхностей свариваемых кромок. Важно также .в .процессе полуяения .ыаталла добиваться поддержания в нем количества уцрочняивщ элементов жа ¡низшем пределе при максимально допустимом .содержании .углерода.

5. Устранений внутренних в околоиовной ¿зоне при электроннолучевой сварке достигается за. снет .изменения $ориы шва путем, использован!« продольно .колеблющегося .горизонтального (наклонного) луча .и прямоугольной лав^рхностноя ¡разделки кромок. Разделка .кромок, если сна-создается приливами в виде выступами?« над поверхностью детали-буртов, дает возможность механического удаления мест с вероятным расположением поверхностных ?реп?ш.

6. Соединенна сплава ВДЛ-14 толщадою более 20-25 од в литом и гранулированной исполнении необходимо сваривать а два этапа: нижнюю неразделенную часть стыка .толиденов .10-12 ым -без присадки, верхнюю - разделенную в .виде прямоугольного паза - с присадкой проволокой Ш367. Эффект контактного упрочнения обеспечивает равнопрочность зоны шва и .основного натаяла»

1. Устранение пористости в швах сплава -.ШЫ4 гранулированного исполнения достигается повторнш прдгиавсц поверхностной зоны колеблюп^мся поперек стыка электронным лучом.

8. Надежность^соединений гранулированного сплава ВП741 с деформируемым сплавом ЭД666' обеспечивается за счет специальной ¡косой разделки.кромок, применения продольных колебаний электронного луча при сварке и тер мической обработки деталей по режиму сплава ЭП666.

9. Использование элементов разработанных технологических .мероприятий для сварки серийных издеяий из сплава ШЯ-14 позволило получить годовой экономичен. Л эффект на предприятии я/я А-3550 55,0 тыс.руб. (в ценах 1383 г.) аа счет повышения качества и надежности соединений. Кроме этого, по результатам работы получен акт внедрения технологических приемов электроннолучевой сварки опытных образцов новой техники.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах!

I. Рыжков Ф.Н., Чумарный В.П. Влияние термообработки и обработки кромок на свариваемость ш;ропрочного сплава ВДЛ-14

// Прогрессивная Чехиолсгпд б сварочном производстве. Сб.каучн. тр. - Воронеж, ВШ1: 1986. - С. 33-36, .

2. Плстепев Й.М., Башкатов А.В., Чуиарный Б.П. Электроннолучевая сверка сплава ВЙЛ-14 в гранулированном исполнений // Мзжвузовоккй тематический сборник J? 68. Научные труды. - М. ! 1968. - С. 76-78.,

3. Баюкатол А.В., Тащило» B.C., Унарный В.Б., Об оптимальных условиях и рациональной последовательности ЭЛС и Термообработки жаропрочного никелевого сплава КЛ-14 // Всесоюзная конференция "Электроннолучевая сварка". - ÎÏ. ; 1986, - С. 57-61.

4. ЧуморинЙ В.Л., Плетенев В.М., Башкатов А.В. Исследование трещинообразования и технология ЭЛС жаропрочного сплава B.TJI-I4 // Всесоюзная конференция "Электроннолучевая сварка", Л.: 1988. - С. 30-31.

б. Плетенев Б.М., Ёфиычик E..I., Цумаршй В.П. Стойкость сварных соединений жаропрочных никелевых сплавов против раст- . рескИвания // ЦНТй "Поиск". - Воронеж, ПЗШИ - 18. - С. 1-27.

6. ЧумартШ В.П., Башкатов А.В., Петренко;В,Р. Исследова-» кие напряженного состояния сварных соединений жаропрочных никелевых сплавов // Всесоюзная научно-техническая конференция "Проблемы создания ресурсосберегающих технологий сварочного производства для предприятий Дальнего Востока и Сибири" -г.Комсомольск-на-Амуре, 1988, - С. 126.

7. Чумарный В,П., Петренко В.Р., Башкатов А.В. Сварка жаропрочных никелевых сплавов горизонтальным электронным лучом // Тезисы научно-технической конференции "Пути повышения эффективности процессов сварки и наплавки". - Липецк, 1987. - С. 24-26.

8, 'Чумарный В.П., Башкатов А.,В., Рыжков ф,Н. Сравнительный анализ электроннолучевой сверки сплава ВЖЛ-14 вертикальным -и горизонтальным лучом // Прогрессивная технология в сварочном производстве. Сб.неучн.тр, - Воронец, ШИ; 1989. - С. 69-62.

9. Электроннолучевая сварка сплава ВШ1-14 в порошковом исполнении/ А.Б.Бавкатов, В.Р.Изтренко, В.П.Чумарный и др.// Всесоюзная конференция "Электроннолучевая сварка". - Николаев, 1991. - С. 21-23.

10, Еаикатов А.В., Петренко В.Р., Чумарный Б.П. и др. Электроннолучевая сварка гранулируемого сплава Ш741 со сплавом Шббб // Сварочное производство.1991, t> 4. - С. 6-7.

11, А,с. П 1280788 Л .ШШ D23K Г$/00. Способ влектрон- г. нолученой сварки// Банкетов А.В., Петренко В.Р., Чумарный В. II.,

Рыжкоп (СССР) - 2 с. ^j^Y^Î