автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Создание многослойных коррозионно-стойких материалов и получение их сваркой взрывом

На правах рукописи 4847Б4У

ДЕНИСОВ Игорь Владимирович

СОЗДАНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ МАТЕРИАЛОВ И ПОЛУЧЕНИЕ ИХ СВАРКОЙ ВЗРЫВОМ

Специальности: 05.16.09 — Материаловедение (машиностроение); 05.02.10 - Сварка, родственные процессы и технологии

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 9 МАЙ 2011

ПЕНЗА 2011

4847649

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» и учреждении Российской академии наук «Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН».

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

кандидат технических наук, доцент Лось Ирина Сергеевна;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Первухина Ольга Леонидовна.

доктор технических наук, профессор Андреев Валерий Георгиевич;

доктор технических наук, профессор Кобелев Анатолий Германович.

ФГУП «ЦНИИЧЕРМЕТ им. И. П. Бардина» (г. Москва)

Защита диссертации состоится _2011 г., в 14 ча-

сов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.03 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

Факс: (841-2) 36-82-98

Email: metal@pnzgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет».

Автореферат диссертации размещен на сайте www.pnzgu.ru.

Автореферат разослан «

ОЧ

2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук,

доцент Воячек И. И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Разработка новых материалов, предназначенных для работы в условиях агрессивных сред, повышенных температур, давления, износа является актуальной задачей современного материаловедения. Возможность создания высоколегированных сталей и сплавов, имеющих высокую коррозионную стойкость, практически исчерпана, на передовые позиции выдвигается задача конструирования новых композиционных материалов. В сложных условиях эксплуатации композиционные материалы способны обеспечить более высокие эксплуатационные показатели. Широко применяются в различных областях машиностроения биметаллы, из которых производят оборудование для химической отрасли и смежных производств. Использование биметаллов позволяет снизить стоимость оборудования, при этом коррозионная стойкость плакирующего слоя полностью определяет показатели и применимость биметалла.

Известны способы получения и использования многослойных материалов и покрытий, однако отсутствует общий подход к формированию слоистой структуры, которая обеспечивала бы заданные механические свойства и высокую коррозионную стойкость. Основу настоящей работы составляет разработка многослойного материала высокой коррозионной стойкости, который сочетает стойкость против общей и питтинговой коррозии и высокую прочность, и технологии его производства с применением сварки взрывом.

Работа была выполнена в рамках Государственного оборонного заказа НИР «Разработка научных основ получения сваркой взрывом многослойных композиционных металлических материалов для создаваемых и модернизируемых образцов вооружения, военной и специальной техники», шифр «Уведомление», по заказу Министерства обороны РФ (государственный контракт № 1385 от 22.03.2004), Федеральной целевой программы «Разработка технологий, обеспечивающих ликвидацию различных химически опасных отходов, находящихся на территории накопителей, свалок и захоронений, на основе методов сверхкритического водного окисления и пиролиза в восстановительной среде без процесса горения», шифр «Сверхкрит», по заказу Министерства промышленности и торговли РФ (государственный контракт № 94111007500.13.1007 от 23.07.2009), Госбюджетной НИР «Разработка теоретических основ новых многослойных металлических материалов повышенной коррозионной стойкости» (№ 1.16.09, номер государственной регистрации № 0120095067).

Объект исследования - многослойные материалы и технология их получения сваркой взрывом.

Предмет исследования - принцип и условия обеспечения высокой коррозионной стойкости многослойных материалов и усовершенствование

технологии их производства сваркой взрывом для получения заданных механических свойств и коррозионной стойкости.

Цель работы - создание многослойных материалов высокой коррозионной стойкости и усовершенствование опытно-промышленной технологии их получения на основе исследования деформации при сварке взрывом.

Задачи исследований:

1 Разработать принцип создания многослойного материала, стойкого к питтинговой коррозии, на основе комбинирования в определенном порядке слоев с различной коррозионной стойкостью и различными электрохимическими потенциалами.

2 Разработать состав многослойных металлических материалов в зависимости от показателей агрессивной среды.

3 Изучить закономерности изменения структуры и свойств многослойных материалов и установить их взаимосвязь с технологическими параметрами сварки взрывом.

4 Исследовать особенности деформации крупногабаритного многослойного листа в процессе сварки взрывом методом конечных элементов по программе LS-DYNA и экспериментально методом реперных меток.

5 Разработать опытно-промышленные технологии производства крупногабаритных многослойных материалов с применением сварки взрывом.

Методы исследований. Теоретические исследования базировались на положениях теорий упругости, теории коррозии и теории сварки взрывом. Экспериментальные исследования включали: микроанализ на инвер-торном металлографическом микроскопе Axiovert 200 МАТ, метод реперных меток, механические испытания на разрывной машине Instron 1195, электрохимические испытания с использованием потенциостата рН-340, компьютерное моделирование с помощью программы LS-DYNA. Экспериментальные исследования проводились с использованием поверенных и аттестованных средств измерений.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются результатами теоретических и экспериментальных исследований, их сходимостью, результатами моделирования с применением метода конечных элементов, а также результатами измерения деформации в процессе производства более 200 крупногабаритных многослойных листов.

Научная новизна.

По специальности 05.16.09:

1 Разработан принцип создания многослойного материала, стойкого к питтинговой коррозии, на основе комбинирования в определенном порядке слоев (не менее трех) с различной коррозионной стойкостью и электрохимическим потенциалом, что приводит к изменению характера корро-

знойного разрушения в средах, анионы которых являются и не являются окислителями.

2 Установлено, что для сред, не содержащих анионы окислителей, происходит последовательный переход от питтинговой коррозии в первом слое к общей коррозии во втором (протекторном) и создаются условия, препятствующие сквозному разрушению третьего слоя до достижения критического объема коррозии в протекторе.

3 Установлено, что для сред, содержащих анионы окислителей, вследствие протекторного воздействия второго слоя происходит замедление сквозного коррозионного разрушения при условии, что объем коррозии первого слоя не достигнет критического значения.

4 Выявлена взаимосвязь между параметрами взрывного нагружения и структурой межслойных границ многослойных материалов при условии обеспечения заданной величины прочности соединения слоев.

По специальности 05.02.10:

5 Впервые смоделирована деформация крупногабаритных заготовок при сварке взрывом с применением программного продукта ¿Б-ИУМ на основе двух моделей: учитывающей упругопластическое поведение свариваемых листов и не учитывающей сопротивление сдвиговым деформациям. Показано, что вторая модель дает результат, соответствующий экспериментальным данным.

6 Установлено, что при сварке взрывом крупногабаритных биметаллических заготовок деформация растяжения плакирующего стального листа отсутствует, а деформация растяжения плакируемого листа сосредоточена на участке протяженностью -20 % от длины листа со стороны, противоположной точке инициирования заряда, и протекает впереди точки контакта.

Практическая значимость:

1 Разработан и запатентован многослойный металлический материал повышенной коррозионной стойкости и способы его получения (заявка № \УО 2010/036139 А1 от 01.04.2010).

2 Предложен и обоснован выбор состава многослойных металлических материалов, которые предназначены для эксплуатации в средах, содержащих и не содержащих окислители.

3 Установлена возможность повышения ресурса работы химической аппаратуры, работающей в агрессивной среде при использовании многослойных металлических материалов в качестве покрытия от 4 до 15 раз.

4 Разработаны рекомендации и усовершенствована опытно-промышЛенная технология получения сваркой взрывом многослойных металлических материалов требуемого качества.

5 Разработана опытная технология и получены образцы многослойного материала, что подтверждено актами сдачи-приемки НИР «Уведомление», ОКР «Сверхкрит» и НИР «Разработка теоретических основ новых

многослойных металлических материалов повышенной коррозионной стойкости».

Реализация и внедрение результатов. Результаты работы внедрены в виде усовершенствованной технологии промышленного производства крупногабаритных многослойных и биметаллических листов, с применением которой на ООО НТЦ «Сварка» и ООО «Битруб Интернэшнл» в период с марта 2008 по март 2009 г. произведено свыше 2900 м2 листов средним размером 8 м2.

На защиту выносятся:

1 Разработанный принцип создания многослойного материала, стойкого к питтинговой коррозии, на основе комбинирования в определенном порядке слоев с различной коррозионной стойкостью и различными электрохимическими потенциалами.

2 Составы многослойных металлических материалов, предназначенных для эксплуатации в средах, содержащих и не содержащих окислители, обеспечивающие повышение коррозионной стойкости от 4 до 15 раз по сравнению с монометаллами, равными по толщине многослойному материалу.

3 Результаты экспериментальных исследований по определению максимально допустимой зоны действия протектора, а также результаты расчета коррозионной стойкости изделий многослойного металлического материала.

4 Результаты исследований процесса деформации крупногабаритных листов при сварке взрывом методом конечных элементов по программе LS-DYNA и экспериментальных исследований процесса деформации данных листов по методу реперных меток.

5 Усовершенствованная опытно-промышленная технология производства сваркой взрывом многослойных металлических материалов.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на следующих симпозиумах и конференциях: «Композиты -в народное хозяйство» («Композит-2005») (Барнаул, 2005); III Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург, 2005); IV и VII Всероссийских школах по структурной макрокинетике для молодых ученых (Черноголовка, 2006, 2009); «Shock-assisted materials synthesis and processing: science, innovations and industrial implementation»: VIII, IX, X International Symposium on Explosive Production of New Materials: Science, Technology, Business and Innovations (Moscow, 2006; Lisse 2008; Bechichi, 2010); V Международной научно-технической конференции (Санкт-Петербург, 2006); I Международной научно-технической конференции (Пенза, 2006); «Новые перспективные материалы и технологии их получения» (НПМ-2007) (Волгоград, 2007); XIV симпозиуме по горению и взрыву (Черноголовка, 2008); Международной конференции (XI Харитоновские чтения) «Экстремальные состояния вещества. Детонация. Ударные волны» (Саров, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе пять статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получено положительное решение на изобретение (международная заявка № WO 2010/036139 А1).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы и трех приложений. Работа изложена на 155 страницах основного текста, включает 42 рисунка и 14 таблиц. Список литературы содержит 138 наименований. Общий объем диссертации - 214 страниц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведена общая характеристика работы, обоснована актуальность рассматриваемых задач, определены цель и задачи исследования, сформулированы научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе представлен аналитический обзор литературы, в котором рассмотрены способы защиты конструкционных материалов от коррозии. Установлено, что одним из наиболее опасных видов коррозионного разрушения является питтинговая коррозия. Показано, что разработанные способы защиты от питтинговой коррозии не являются универсальными и не обеспечивают в полной мере безопасность эксплуатации металлических конструкций.

Установлено также, что запатентованные и применяемые в настоящее время многослойные материалы ориентированы на применение в конкретных условиях эксплуатации. Отсутствует научно обоснованный подход к формированию состава многослойных материалов в зависимости от показателей среды, что подтверждает актуальность темы исследования.

Выполнен анализ способов производства слоистых крупногабаритных материалов. Установлено, что наиболее приемлемым способом с позиций сочетания затрат и результата является сварка взрывом, что подтверждается анализом развития мировых тенденций. Разработкой теории и технологии сварки взрывом занимались А. А. Дерибас, В. С. Седых, А. С. Гельман, Э. С. Атрощенко, В. И. Лысак, А. Г. Кобелев, Л. Б. Первухин и др. Вместе с тем, сварка взрывом имеет существенные недостатки, связанные с повреждением поверхности плакирующего материала, наличием остаточной деформации по длине и толщине заготовок, возникновением трещин. В связи с этим актуальной задачей является исследование влияния технологических параметров сварки взрывом, а также габаритных размеров листов на процесс деформации плакирующего и основного листов.

Во второй главе в соответствии с задачами исследования разработан принцип повышения коррозионной стойкости конструкционных материалов за счет применения многослойных композиций, в основе которого лежат следующие положения:

1) разрабатываемый материал должен быть многослойным с определенным сочетанием значений электрохимического потенциала слоев;

2) слой, контактирующий с агрессивной средой, должен обладать высокой коррозионной стойкостью;

3) при работе материала в агрессивной среде, анионы которой не являются окислителями, второй слой должен являться протектором, и его электрохимический потенциал должен быть ниже электрохимического потенциала первого слоя;

4) при работе материала в агрессивной среде, анионы которой являются окислителями, второй слой должен иметь электрохимический потенциал, превышающий электрохимический потенциал первого слоя. Материал протекторного слоя должен обладать водородным перенапряжением меньшим, чем материал, контактирующий с агрессивной средой;

5) количество слоев должно быть не менее трех, первый и третий слои должны быть идентичны.

На основании приведенных положений разработаны составы многослойных металлических материалов для работы в агрессивных средах, не содержащих (1) либо содержащих (2) окислители. Установлено, что в случае (1) механизм развития коррозии выглядит следующим образом (рисунок 1): при увеличении плотности анодного поляризационного тока г на наружной поверхности материала 1 образуются оксидные соединения, повышающие его электрохимический потенциал от 0 до величины ЕАХ. Образованные соединения формируют защитную пленку, препятствующую коррозии материала 1. Состояние материала 1 в точке пересечения анодной/^ и катодной К\ поляризационных кривых оценивается как равновесное. Показано, что при взаимодействии материала 1 с рабочей средой в нем образуются очаги питтинговой коррозии, и при этом электрохимический потенциал материала 1 увеличивается более величины потенциала перепассивации Ер„рХ.

В качестве материала 2 для многослойного материала выбирается материал, характеризующийся меньшим, чем у материала 1, стационарным потенциалом: Ехр2<Е!р] (кривые Л2 и К2 на рисунке 1).

Характер анодных А2 и катодных К2 поляризационных кривых материала 2 показывает, что он при взаимодействии с указанными средами не способен к пассивации, превалирующими процессами являются процессы растворения материала 2. Протекторный слой (материал 2) становится анодом и начинает растворяться, а соседние плакирующие слои (материал 1 и 3) становятся катодами.

Установлено, что в случае (2), когда среда содержит окислители, материал 1 выбирают так же, как и в предыдущем случае, а материал 2 выбирают так, чтобы величина его стационарного электрохимического потенциала Ецр2 в условиях контакта с агрессивной средой находилась в интервале значений от электрохимического потенциала полной пассивации Еор\ до

электрохимического потенциала перепассивации материала 1 Ерхр\ (Еар 1 < Е5р2 < Ер!р\) (рисунок 2). Показано, что стационарный электрохимический потенциал материала 2 Е5р2 должен быть более высоким, чем у материала 1: Е„р2 > Е1р\.

Рисунок 1 - Схема протекания питтинговой коррозии многослойного металлического материала, контактирующего с агрессивной средой, анионы которой не являются окислителями: Аи Ки Л2, Кг - анодные и катодные, поляризационные кривые материала 1 и 2 соответственно; lg / - плотность поляризационного тока; 6 - толщина слоя; / - время коррозии слоя; Е1р\, Е1р2 - стационарный электрохимический потенциал материала 1, 2 и 3 соответственно; Еор\ - электрохимический потенциал полной пассивности материала 1; Ер!р\ - электрохимический потенциал перепассивации материала 1

Установлено, что материал 2 не может корродировать вследствие более высокого электрохимического потенциала по сравнению с материалом 1, а материал 1 находится в пассивном состоянии, что может привести к прекращению коррозионных процессов в материале 1 или существенному их замедлению.

Рассчитан срок службы многослойного металлического материала для неокислительной и окислительной агрессивной среды, который определяется по формуле

т = /Ш1 + 7ПР0Т + /пл сп

'общ 'корт,кор т1кор> V /

где Гобщ - общее время, за которое прокорродирует на всю глубину трехслойный материал, мм/год; - время, за которое прокорродирует на всю

глубину плакирующий слой, мм/год; время, за которое прокорроди-

рует на всю глубину и до критического диаметра протекторный слой, мм/год.

Для определения максимально допустимой зоны действия протектора был взят образец биметалла (09Г2С+ 08Х18Н10Т) длиной 300 мм. С него был снят плакированный слой длиной 280 мм (рисунок 3). Затем образец был помещен в раствор 0,1 % NaCl. Через каждые 12 ч фиксировался потенциал на поверхности коррозионно-стойкой стали при удалении от контакта с протектором хлорсеребряного электрода в течение 30 дней.

Рисунок 2 - Схема протекания пиггинговой коррозии многослойного металлического материала, контактирующего с агрессивной рабочей средой, содержащей окислители: А\, Л2, Кг - анодные и катодные, поляризационные кривые материала 1 и 2 соответственно; ( - плотность поляризационного тока; 5 - толщина слоя; I - время коррозии слоя; Е!рь Е!р2, Е5рз - стационарный электрохимический потенциал материала 1, 2 и 3 соответственно; Еор\ - электрохимический потенциал полной пассивности материала 1; Ер!р1 - электрохимический потенциал перепассивации материала 1

^ i i- HR-" ,

—ll 3 ■Nli ' 0,1% NaCl 4 I....................................../.........t

Рисунок 3 - Схема экспериментального определения зоны действия протектора (критического диаметра): 1 - хлорсеребряный электрод; 2 - рН-метр (рН - 340); 3 - протекторный слой; 4 - плакирующий слой

Подобный эксперимент был проведен с биметаллическим образцом (08Х18Н10Т + М1) длиной 300 мм. Результаты экспериментов приведены на рисунке 4. Показано, что падение потенциала на данном расстоянии составило 0,1 В.

Расчетным и экспериментальным путем установлено, что разработанный принцип обеспечивает повышенную стойкость по сравнению с существующими способами, особенно в условиях питтинговой коррозии.

Установлено, что реакция может протекать до образования линзы, равной критическому диаметру (с1кр) растворения материала 2, после чего возможно протекание питтинговой коррозии в материале 3.

По сазано, что многослойные металлические материалы можно применять как в виде самостоятельных конструкционных материалов, так и в качестве плакирующего слоя конструкционных материалов, например низколегированных сталей.

В рамках НИР «Разработка теоретических основ новых многослойных металлических материалов повышенной коррозионной стойкости» разработана методика и подготовлена программа коррозионных испытаний многослойного материала.

^Е-15

С" -0.0?

2 -0.1

а г -0.15

Н -0,2

-0.25

2 -0.3

£ -0.35

г -0.4

-II -И

-0.5

-0.55

т -0.6

Расстояние от протектор:», мм

Рисунок 4 - Изменения потенциала на поверхности металла: 1,2- для образцов «08Х18Н10Т + М1»: 1 - стационарный электрохимический потенциал меди; 2 - изменение потенциала на поверхности меди в зависимости от расстояния до протектора (08Х18Н10Т); 3, 4 - для образцов «08Х18Н10Т + 09Г2С»: 3 - стационарный электрохимический потенциал 08Х18Н10Т; 4 - изменение потенциала на поверхности 08Х18Н10Т в зависимости от расстояния до протектора (09Г2С)

В третьей главе исследован деформационный процесс крупногабаритных листов при сварке взрывом экспериментальным путем и с помощью компьютерного моделирования.

Компьютерное моделирование проведено с помощью многоцелевой прираммы ЬБ-ОУМА по двум моделям:

1) модель с упругопластическим поведением свариваемых листов при учете адиабатического роста температуры;

2) модель, не учитывающая сопротивление сдвиговым деформациям плакирующего листа.

Для описания поведения материалов пластин по варианту 1 была использована модель Джонсона-Кука. Для описания поведения песка и плакирующего листа по варианту 2 была использована модель пористого материала NULL. Результаты расчета программы представлены на рисунке 5.

Окончание листа после сварки взрывом

Рисунок 5 - Распределение деформации материала в расчетной области: а - первый вариант расчета; 6 - второй вариант расчета; - общая де формация удлинения на рассматриваемом участке

В результате 1-го варианта расчета в начале биметаллического листа плакирующий слой удлинился на Л£°онечн = 29 мм, а основание - на Д1™™чн = 16,1 мм. В конце листа плакирующий слой удлинился на

Д^конечн = 71 мм, а основание - на Д1"™чн =61,3 мм.

Результат расчета по 2-му варианту показал, что вблизи точки инициирования удлинение плакирующего и плакируемого листов не происходит, а при перемещении точки контакта на 80 % от длины листа начинается удлинение только плакируемого листа на величину Д-£™нечн мм.

С целью проверки результатов моделирования была проведена серия экспериментов по сварке взрывом крупногабаритных листов. Оценка деформации плакирующего и плакируемого листов проводилась путем совмещения их торцов и измерения их размеров после сварки взрывом.

Начало листа после сварки взрывом

Результаты экспериментов показали, что продольная деформация основного слоя по длине наблюдается в зоне окончания сварки, при этом величина деформации возрастает по мере приближения к месту окончания сварки. Расстояние между метками на плакирующем слое не изменялось, таким образом, продольной деформации на плакирующем слое не выявлено.

Метки наносили перед сваркой взрывом на торец плакируемого листа и поверхность плакирующего листа, а также в месте окончания основного листа на плакирующем листе ставили насечку.

После сварки взрывом расстояние между метками, нанесенными на основной лист, увеличивалось от точки инициирования с расстояния от 1850 до 4800 мм (для листов длиной от 2,5 до 5,9 м соответственно). После сварки взрывом длина основного листа увеличилась на 15-25 мм (в зависимости от соотношения толщины основного и плакирующего слоя и расположения точки инициирования), а плакирующий слой не удлинился.

По данным экспериментов были построены графики зависимостей относительного удлинения листа от расстояния до места инициирования (рисунок 6). Анализ зависимостей показывает, что удлинение начинается не сразу после начала сварки взрывом, а только с расстояния, составляющего 78-82 % длины от точки инициирования. Удлинение листа зависит от его длины и толщины.

Особенности удлинения листов в зависимости от режима сварки взрывом исследовали на скоростях 2100 и 3200 м/с (рисунок 7). В отличие от работ П. Е. Берсенева и С. Г. Цыбочкина, деформации плакирующего листа не установлено.

Установлено, что продольная деформация при скорости точки контакта 3200 м/с в два раза превышала деформацию, полученную при скорости точки контакта 2100 м/с, а область растяжения осталась практически неизменной. Величина деформации возрастает с увеличением вводимой энергии.

Уменьшение толщины листа на конечных участках шириной 100 мм достигало от 1 до 1,6 мм. Структура металла плакируемого листа на глубине 2 мм от шва в начале сварки взрывом не имеет изменений по сравнению с первоначальной структурой металла до сварки взрывом (рисунок 8,а,б). В структуре плакируемого листа в зоне заметной пластической деформации появляется текстура по направлению деформации (рисунок 8,в).

Установлено, что величина деформации пропорциональна толщине плакируемого листа, и с ее ростом деформация растет.

В таблице 1 представлены обобщенные результаты проведенных расчетов и экспериментов, из которых видно, что наиболее точным расчетом, соответствующим экспериментальным данным, является вариант 2 (плакирующий лист, не испытывающий сдвиговых деформаций).

Подтверждено, что в процессе сварки взрывом плакирующий лист не деформируется. Следовательно, многослойный металлический материал оптимально наносить на защищаемую поверхность сваркой взрывом.

-----09Г2С+08Х18Н1 ОТ. 1.-5900 мм. 5осн=26 мм. 5плак=4 мы, —«-09ПС+08Х18Н10Т, Ь=5000 мы, йшги.=-1 ЫМ- ¡ШШг4мьи —•—09Г:С+08Х18Н10Т. Ь=4000 мы. йй£Н=40 мм. ¿плак-1 мы

~Ишш с центра 1:ХМ+09Г2С+08Х18Н10Т. 1_-501Ю мы. ым. 6плак=3 мы. ~" 09Г2С+08Х18Н1 ОТ, Ь=5900 мы. 0абН=14 мм, ыы —09ПС+08Х18Н10Т. Ь=59(Ю мы. оо£и=14 мм. 5щщгЗ мы

а

* ч Д\

\ ■ \

N _V ч\\

ч \\ \

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Процент от обшей длины листа И

Рисунок 6 - Распределение относительного удлинения на листах

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Процент от общей длины листа %

Рисунок 7 - Удлинения листов в зависимости от длины листа и скорости точки контакта: 1 - 1 - 09Г2С+08Х18Н10Т, Ь = 5900 мм, 5осн = 16 мм, бплак = 3 мм, V«= 3200 м/с; 2 - 09Г2С+08Х18Н10Т, Ь = 5900 мм, 5осн = 16 мм, 5плак = 3 мм, Кк= 2100 м/с

Рисунок 8 - Структура плакируемого листа при увеличении х200 (биметалл размерами 30 (26+4)х1400х5900 мм): а - до сварки взрывом; 6 - после сварки взрывом в начале листа; в - после сварки взрывом на участке растяжения листа

Таблица 1 - Обобщенные результаты расчетов и экспериментов

Вариант расчета продольной деформации плакирующего листа, мм Экспериментальные данные по продольной деформации листа при Ук= 2100 м/с, мм

Лист Перемещение торцов листа Материал обладает упругопластиче-ским поведением Материал не испытывает сдвиговых деформаций

Плакирующий Вправо 16,1 0 0

Плакируемый Вправо 29 0 0

Плакирующий Влево 61,3 35 25-28

Плакируемый Влево 71 0 0

Начало процесса удлинения 1500 1300 1200

Продольная деформация плакируемого листа под действием удара плакирующего листа протекает впереди точки контакта по всей толщине до образования соединения. Следовательно, сварка взрывом на конечных участках осуществляется по движущейся поверхности плакируемого листа.

В четвертой главе рассматривается разработка технологии получения многослойных материалов, в том числе применяемых как в качестве самостоятельных конструкционных материалов, так и в качестве покрытий на углеродистых и низколегированных плакируемых основаниях.

Выбор рациональных толщин плакирующих слоев основан на рекомендациях ГОСТ 10885-85, в котором указано, что толщина плакирующего слоя варьируется от 0,7 до 6 мм в зависимости от толщины основного металла. Наиболее широко распространены толщины покрытий от 3 до 6 мм, следовательно, суммарная толщина составляющих слоев многослойного материала может быть выбрана исходя из этих рекомендаций. Экспериментальные исследования по определению максимально допустимой зоны действия протектора (критического диаметра) показали, что изменение электрохимического потенциала на поверхности плакирующего слоя прак-

тически отсутствует на расстоянии 90 мм от протектора. Таким образом, в практических расчетах следует принимать критический диаметр, равный 180 мм. Результаты расчета в зависимости от среды и состава приведены в таблице 2. Установлены рациональные размеры толщин многослойного покрытия основного металла.

Установлено, что в трехслойном металлическом материале, работающем в окислительной среде, плакирующие слои должны иметь толщину, в два раза превышающую толщину протекторного слоя, так как процесс коррозии протекает главным образом в плакирующих слоях.

В рамках НИР «Уведомление» показана возможность увеличения от 3 до 8 раз ресурса работы специального оборудования баз, арсеналов и объектов по ликвидации специальных боеприпасов.

Разработаны две технологические схемы по получению многослойного покрытия, стойкого к питтинговой коррозии: плакирование сваркой взрывом за один технологический прием несколькими листами конструкционного листа, а также сварка многослойного металлического листа, затем прокатка до необходимой толщины и последующее плакирование конструкционного листа.

В ходе выполнения ОКР «Сверхкрит» была изготовлена опытно-промышленная партия многослойных листов из сталей 09Г2С и 12Х18Н10Т для реактора сверхкритического водного окисления, обеспечивающая повышение ресурса работы до 6 раз, размерами 17(2,5 + 2 + 2,5 + + 10) х 500 х 2000 мм, 20(2,5 + 5 + 2,5 + 10) х 500 х 2000 мм. Проведены испытания образцов, вырезанных из полученных многослойных листов (таблица 3), результаты испытаний свидетельствуют о том, что прочность сцепления слоев соответствует требованиям ГОСТ 10885.

Были проведены микроструктурные исследования многослойных материалов. Измерена микротвердость по сечению после сварки и после термической обработки. Результаты свидетельствуют о том, что после нагрева до 620-650 °С и выдержки 1 час микротвердость коррозионно-стойкой стали на границе соединения повысилась. Данный режим термической обработки позволяет снизить напряжения в зоне соединения после сварки взрывом.

Для обеспечения производства крупногабаритного биметалла длиной свыше трех метров в зависимости от скорости точки контакта исходную толщину плакируемого листа следует принимать на 1-2 мм больше заданной потребителем.

В соответствии с рекомендациями была усовершенствована технология производства биметалла на предприятии ООО «Битруб Интернэшнл», которая позволила сократить количество дефектов при производстве многослойных листов. Технология принята к постоянному производству, в период с марта 2008 по март 2009 г. произведено свыше 2900 м2 биметаллических листов средним размером 8 м2.

Таблица 2 - Коррозионная стойкость многослойного металлического материала в зависимости от соотношения толщин слоев

Агрессивная среда Покрытие Многослойный металлический материал Повышение коррозионной стойкости, разы

Материал Рекомендуемая толщина покрытия по ГОСТ 10885-85, мм Скорость коррозии, мм/год Рекомевду емый для данной агрессивной среды Соотношение толщин при рекомендуемой толщине покрытия, мм Рассчитанная скорость коррозии, мм/год

2 % водный раствор соляной кислоты 08Х18Н10Т 3 2,5 08Х18Н10Т+ СтЗ + -+08Х18Н10Т 1 + 1 + 1 0,7 + 1,6 + 0,7 0,303 8,3

0309 8,1

4 2,5 1,3 + 1,4 + 1,3 1 + 2 + 1 0,393 6,4

0,400 6,3

5 2,5 1,6 + 1,8 + 1,6 1,2 + 2,6 + 1,2 0,478 5,2

0,489 5,1

6 2,5 2 + 2 + 2 1,5+3 + 1,5 0,556 4,5

0,571 4,4

5 % водный раствор азотной кислоты ХН65МВУ 3 и 90 ХН65МВУ+ +медь М1+ +ХН65МВУ 1 + 1 + 1 1,2 + 0,6 + 1,2 0,049 30,7

0,049 30,8

4 1,5 1,3 + 1,4 + 1,3 1,6 + 0,8 + 1,6 0,065 23,2

0,064 23,3

5 1,5 1,6 + 1,8 + 1,6 2 + 1+2 0,080 18,7

0,080 18,8

б и 2 + 2 + 2 2,4 + 1,2 + 2,4 0,095 15,7

0,095 15,8

Таблица 3 - Результаты испытаний многослойного материала на срез

Марка многослойного материала и его размеры, мм Предел прочности на срез, МПа

1 2 3

08Х18Н10Т+СтЗ + +08Х18Н10Т+09Г2С 17(2,5 + 2 + 2,5 + 10) х 500 х 2000 200 190 230

08Х18Н10Т+СтЗ + +08Х18Н10Т+09Г2 С 20(2,5 + 5 + 2,5 + 10) х 500 х 2000 200 180 230

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

По специальности 05.16.09:

1 Разработан и теоретически обоснован принцип повышения коррозионной стойкости конструкционных материалов к питтинговой коррозии, основанный на использовании многослойных металлических композиций, в которых сочетаются слои с различными значениями электрохимических потенциалов (заявка № \УО 2010/036139 А1 от 01.04.2010).

2 Выявлена связь между составом многослойного материала, его электрохимическими показателями и характером коррозионного разрушения. Установлено, что расположение протектора, заключенного между слоями защищаемого материала, приводит к изменению характера и скорости коррозионного разрушения многослойного материала в целом.

3 Показано, что в средах, содержащих водные растворы щелочей и кислот, которые не являются окислителями, электрохимический потенциал протекторного слоя должен быть ниже по сравнению с электрохимическим потенциалом слоя, контактирующего с агрессивной средой.

4 Показано, что в средах, содержащих водные растворы щелочей и кислот, которые являются окислителями, электрохимический потенциал протекторного слоя должен быть выше по сравнению с электрохимическим потенциалом слоя, контактирующего с агрессивной средой. При этом материал протекторного слоя должен обладать водородным перенапряжением меньшим, чем материал, контактирующий с агрессивной средой.

5 Разработаны и получены многослойные металлические материалы для различных коррозионных сред, обеспечивающие повышение коррозионной стойкости от 4 до 15 раз по сравнению с монометаллами, равными по толщине многослойному материалу, а также выбраны рациональные толщины слоев материалов.

6 Установлены закономерности изменения структуры и свойств многослойного крупногабаритного листового материала в зависимости от технологических параметров сварки взрывом, что обеспечило стабильность основных показателей структуры и свойств, включая размеры волн, проч-

ность на отрыв и срез, по всей поверхности соединения в пределах требований нормативно-технической документации.

7 В рамках НИР «Уведомление» с Министерством обороны РФ (контракт № 1385 от 22.03.2004 г.) показана возможность увеличения от 3 до 8 раз ресурса работы специального оборудования баз, арсеналов и объектов по ликвидации специальных боеприпасов в рамках ОКР «Коксит», «Контейнер», «Свобода», выполняемых по заказам ГРАУ и УНВ РХБЗ. Проведена технико-экономическая оценка замены материала струйного реактора и сепаратора, предназначенных для нейтрализации и разделения фракций при уничтожении люизита, а также транспортировочных контейнеров для продуктов его переработки по заказу агентства по уничтожению химического оружия. Подтверждена высокая эффективность данного принципа «протекторной питтинг-защиты» для объектов по переработке ракетных топлив, органических соединений, химически активных продуктов окислением сверхкритической водой в специальных реакторах. Ресурс работы данного оборудования может быть увеличен от 8 до 15 раз.

По специальности 05.02.10:

8 Выполнено компьютерное моделирование деформационного процесса при сварке взрывом с применением программы ЬБ-БША по двум вариантам, предусматривающим модель с упругопластическим поведением свариваемых листов при учете адиабатического роста температуры и модель, не учитывающую сопротивление сдвиговым деформациям. Установлено, что использование для плакирующего листа модели, не учитывающей сопротивление сдвиговым деформациям плакирующего листа, в большей степени соответствует экспериментальным данным. Расхождение расчетных и экспериментальных данных по величине относительной деформации не превышает 20 %.

9 Экспериментально установлено, что плакирующий лист не удлиняется в процессе сварки взрывом, а величина деформации плакируемого листа определяется его геометрическими размерами и свойствами свариваемых материалов, а также параметрами сварки. Деформации растяжения плакируемого листа сопровождаются уменьшением его толщины, причем удлинение начинается на расстоянии 78-82 % длины листа от начала сварки.

10 Деформация растяжения плакируемого листа в условиях соударения плакирующего листа протекает впереди точки контакта по всей толщине до образования соединения. Следовательно, сварка взрывом на конечных участках осуществляется по движущейся поверхности плакируемого листа. Экспериментальные данные подтверждены результатами измерения деформаций растяжения в процессе производства более 200 крупногабаритных многослойных листов.

11 В рамках ОКР «Сверхкрит» с Министерством промышленности и торговли РФ (государственный контракт № 94111007500.13.1007 от

23.07.2009 г.) разработана технология получения высококоророзионно-стойкого материала методом сварки взрывом для реактора сверхкритического водного окисления, обеспечивающая повышение ресурса работы до 6 раз.

12 Разработаны рекомендации и усовершенствована промышленная технология производства многослойного металлического материала в ООО ИТЦ «Сварка» и ООО «Битруб Интернэшнл», что позволило обеспечить получение многослойного материала со стабильными свойствами в пределах требований стандартов и технических условий на биметалл по всей поверхности соединения, включая начальные и конечные зоны полученного материала. В период с марта 2008 по март 2009 г. произведено свыше 2900 м2 биметаллических листов средним размером 8 м2.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Розен, А. Е. Математическое моделирование деформационного и взрывного процессов, происходящих при сварке взрывом [Текст] / А. Е. Розен, И. С. Лось, И. В. Денисов [и др.] // Известия Волгоградского государственного технического университета. - Волгоград : Изд. ВолгГТУ, 2006. - № 9 (24). - Вып. 2. - С. 79-87. - (Сварка взрывом и свойства сварных соединений).

2. Денисов, И. В. Деформационные процессы при сварке взрывом [Текст] / JL Б. Первухин, О. Л. Первухина, И. В. Денисов [и др.] // Известия Волгоградского государственного технического университета. - Волгоград : ВолгГТУ, 2008. - № 3 (41). - Вып. 3. - С. 39-45. - (Сварка взрывом и свойства сварных соединений).

3. Буравова, С. Н. Влияние внутренней волны разгрузки на процессы, сопутствующие сварке взрывом [Текст] / С. Н. Буравова, Ю. А. Гордополов, И. В. Денисов [и др.] / Известия Волгоградского государственного технического университета. - Волгоград : ВолгГТУ, 2008. - № 3 (41) - Вып. 3. -С. 79-84.

4. Денисов, И. В. Компьютерное моделирование деформации составляющих слоев биметалла в процессе сварки взрывом с использованием программы LS-DYNA [Текст] / А. Ю. Муйземнек, А. Е. Розен, И. В. Денисов [и др.] // Известия Волгоградского государственного технического университета. - Волгоград : ВолгГТУ, 2010. - № 5 (65). - Вып. 4. - С. 66-74. - (Сварка взрывом и свойства сварных соединений).

5. Денисов, И. В. Методика оценки параметров процесса формирования многослойных материалов повышенной коррозионной стойкости для перспективных образцов военной техники [Текст] / И. В. Денисов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - Пенза, 2009. - Спец. выпуск. - С. 99-108.

Публикации в других изданиях

6. Pervukhin, L. В. Multilayer Clad Metals by Explosive Welding [Текст] / L. B. Pervukhin, A. E. Rosen, I. S. Los', D. B. Kryukov, 0. L. Pervukhina, N. A. Lyubomirova, A. V. Khorin, I. V. Denisov // Shock-Assisted Synthesis and Modificatrion of Materials / Edited by A. A. Deribas and Yu. B. Scheck. - Moscow : TORUS PRESS Ltd., 2006. - P. 111.

7. Денисов, И. В. К вопросу создания многослойных материалов, стойких к питгинговой коррозии [Текст] / А. Е. Розен, И. С. Лось, И. В. Денисов [и др.] // VI Всерос. школа-семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых : сб. тр. - Черноголовка, 2006. - С. 86.

8. Денисов, И. В. К вопросу деформации крупногабаритных листов при сварке взрывом [Текст] / J1. Б. Первухин, А. Е. Розен, И. В. Денисов [и др.] // Новые перспективные материалы и технологии их применения - 2007 : сб. науч. тр. Междунар. конф.-Волгоград, 2007.-С. 182-184.

9. Денисов, И. В. Влияние масштабного фактора на деформацию заготовок при сварке взрывом / JI. Б. Первухин, О. Л. Первухина, И. В. Денисов [и др.] // Актуальные проблемы прочности : сб. тр. XLVII Междунар. конф. -Нижний Новгород, 2008. - С. 271.

10. Pervukhina, О. L. Some aspects of join formation during explosive welding / O. L. Pervukhina, D. V. Rikhter, 1. V. Denisov, L. B. Pervukhin // Shock-assisted materials synthesis and processing: science, innovations and industrial implementation : IX International Symposium on Explosive Production of New Materials: Science, Technology, Business and Innovations. - Lisse, 2008. - P. 7.

1 l.Rozen, A. E. Multilayer clad metals by explosive welding / A. E. Rozen, I. S. Los', D. B. Kryukov, I. V. Denisov, A. V. Khorin, L. B. Pervukhin, O. L. Pervukhina // Shock-assisted materials synthesis and processing: science, innovations and industrial implementation. IX International Symposium on Explosive Production of New Materials: Science, Technology, Business and Innovations. - Lisse, 2008.-P. 105.

12. Denisov, I. V. Explosive welding of large-sized sheets: tensile deformation of base sheet / I. V. Denisov, O. L. Pervukhina, L. B. Pervukhin // Shock-assisted materials synthesis and processing: science, innovations and industrial implementation : IX International Symposium on Explosive Production of New Materials: Science, Technology, Business and Innovations. — Lisse, 2008. - P. 76.

13. Денисов, И. В. Основы проектирования материала повышенной коррозионной стойкости [Текст] / А. Е. Розен, Ю. П. Перелыгин, И. В. Денисов [и др.] // VII Всерос. конф. с международным участием школа-семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых (25-27 ноября 2009 г.). -Черноголовка, 2009. - С. 85-88.

14. Muizemnek, A. Yu. Deformation of long-length exploclad sheets: mathematical modeling / A. Yu. Muizemnek, I. V. Denisov, I. S. Los', A. E. Rosen, Yu. A. Gordopolov // X International Symposium on Explosive Production of New Materials: Science, Technology, Business and Innovations. - Be-chichi, 2010. - P. 45.

15. Денисов, И. В. Особенности процесса деформации при сварке взрывом крупногабаритного биметалла [Текст] / О. Л. Первухина, Л. Б. Первухин, И. В. Денисов [и др.] // Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ-2010): сб. науч. тр. V Междунар. конф. / Волгоград, гос. техн. ин-т. - Волгоград: ИУНЛ ВолГТУ, 2010. - С. 175-176.

16. Международная заявка 2010/036139 Российская Федерация МПК6 С23Б13/00; В32В7/02. Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости и способ его получения [Текст] / А. Е. Розен, И. С. Лось, И. В. Денисов [и др.] ; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Научно-технический центр «Инвестпатент». -№ 2008/000620; заявл. 26.09.2008; опубл. 01.04.2010. - 44 с.

Научное издание

ДЕНИСОВ Игорь Владимирович

СОЗДАНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ МАТЕРИАЛОВ И ПОЛУЧЕНИЕ ИХ СВАРКОЙ ВЗРЫВОМ

Специальности: 05.16.09 - Материаловедение (машиностроение); 05.02.10 - Сварка, родственные процессы и технологии

Подписано в печать 28.04.2011. Формат 60х84'/16. Усл. печ. л. 1,16. Заказ № 293. Тираж 100.

Пенза, Красная, 40, Издательство ИГУ Тел./факс: (8412) 56-47-33; e-mail: iic@pnzgu.ru

Введение.

Глава 1 КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛА И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ

ОТ КОРРОЗИИ.

1.1 Современные коррозионно-стойкие материалы.

1.2 Питтинговая коррозия.

1.3 Способы защиты металлов от коррозии.

1.4 Особенности производства многослойного материала сваркой взрывом.

1.5 Вопросы деформации при сварке взрывом.

Выводы по главе 1.

Глава 2 СОЗДАНИЕ МАТЕРИАЛА, СТОЙКОГО

К ПИТТИНГОВОЙ КОРРОЗИИ.

2.1 Разработка основ по созданию многослойного материала, стойкого к питтинговой коррозии.

2.2 Разработка коррозионно-стойкого материала, работающего в агрессивной среде, анионы которой не являются окислителем.

2.3 Разработка коррозионно-стойкого материала, работающего в среде, анионы которой являются окислителями.

2.4 Расчетно-экспериментальное определение максимального размера прокорродировавшего протекторного слоя.

2.5 Разработка расчетно-экспериментальной методики определения срока службы нового материала.-.

Выводы по главе 2.

Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ

ЛИСТОВ МЕТОДОМ СВАРКИ ВЗРЫВОМ.

3.1 Выбор моделей и уравнений состояния при моделировании процесса соударения при сварке взрывом.

3.2 Продольная деформация листов в процессе соударения.

3.3 Экспериментальное исследование деформации крупногабаритного листа в процессе сварки взрывом.

3.4 Анализ результатов проведенных экспериментов и компьютерного моделирования.

Глава 4 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ

ПРОИЗВОДСТВА МНОГОСЛОЙНОГО МАТЕРИАЛА.

4.1 Определение рациональных толщин слоев в многослойном плакирующем материале.

4.2 Разработка технологии производства многослойного металлического материала.

4.3 Усовершенствование технологии производства биметалла.

Выводы по главе 4.

Разработка новых материалов, предназначенных для работы в условиях агрессивных сред, повышенных температур, давления, износа, является актуальной задачей современного материаловедения. Создание высоколегированных сталей и сплавов, имеющих высокую коррозионную стойкость, практически исчерпана; на передовые позиции выдвигается задача конструирования новых композиционных материалов. В сложных условиях эксплуатации композиционные материалы способны обеспечить более высокие эксплуатационные показатели.

В настоящее время ежегодные потери металлов в результате их коррозии только в России составляют до 12 % общей массы металофонда, что соответствует утрате до 30 % ежегодно производимого металла. В мировом масштабе потери от коррозии составляют от 4 до 6 % национального дохода высокоразвитых стран [1].

В условиях несовершенства производства, нарушения технологий эксплуатации, износа оборудования вероятность «отказов» и аварий возрастает. При этом от 40 до 50 % машин и сооружений работает в агрессивных средах, до 30 % — в слабоагрессивных, и только около 10 % не требует активной антикоррозионной защиты [2—5].

Развитие новых технологий, в частности сверхкритического водного окисления (СКВО) [6-8], требует создания материалов, способных выдерживать эксплуатацию при значительных механических нагрузках, высокой температуре и в агрессивной среде. Применение этой технологии связано с необходимостью переработки веществ в водных растворах, обогащенных кислородом при температурах до 750 °С и давлениях до 40 МПа, когда наиболее активно развиваются процессы питтинговой коррозии [9]. Ограниченный ресурс работы реакторов СКВО не позволяет сделать данный процесс рентабельным.

Многообразие видов коррозионного разрушения и зависимости образования их от среды и условий эксплуатации оборудования приводит к тому, что не удается найти универсальный способ защиты. Одним из самых опасных коррозионных разрушений остается питтинговая коррозия, которая поражает малые объемы (менее 0,001 %) металла, но приводит к разгерметизации рабочих зон. Данный вид коррозионного разрушения наиболее часто встречается в оборудовании химического машиностроения.

Увеличение содержания легирующих элементов в сталях и сплавах, как правило, не приводит к эффективной защите от этого вида коррозии.

Разработка принципиально новых методов защиты от питтинговой коррозии и материалов, стойких к данному виду разрушения, является актуальной задачей. Наряду с созданием материала необходимо решить комплексную задачу по технологии его получения и применения.

В настоящее время широкое применение в различных областях машиностроения имеют биметаллы, из которых производят оборудование для химической отрасли и смежных производств. Использование биметаллов позволяет снизить стоимость оборудования, при этом коррозионная стойкость плакирующего слоя полностью определяет показатели и применимость биметалла.

Известны способы получения и использования многослойных материалов и покрытий, однако отсутствует общий подход к формированию слоистой структуры, которая сочетала бы высокие механические свойства, коррозионную стойкость и обеспечивала надежность. Настоящая работа посвящена разработке многослойного материала высокой коррозионной стойкости, который сочетает стойкость против общей и питтинговой коррозии и высокую прочность, и технологии его производства с применением сварки взрывом.

Для производства слоистых листовых материалов и покрытий широко применяется сварка взрывом, которая обеспечивает прочное соединение слоев, практически исключает образование переходной зоны [10-13]. Однако 5 существует ряд проблем, связанных с деформацией свариваемых листов, что приводит к изменению геометрических размеров полуфабрикатов, следовательно, к несоответствию с требованиями НТД, что может вызвать снижение коррозионной стойкости всего материала [12, 14]. В связи с этим актуальной научной и практической задачей является исследование влияния параметров процесса сварки взрывом, а также габаритных размеров листов на процесс деформации плакирующего и основного листа.

Актуальность работы подтверждается выполнением ее в рамках:

1) Государственного оборонного заказа НИР «Разработка научных основ получения сваркой взрывом многослойных композиционных металлических материалов для создаваемых и модернизируемых образцов вооружения, военной и специальной техники», шифр «Уведомление», по заказу Министерства обороны РФ (государственный контракт № 1385 от 22.03.2004).

2) Федеральной целевой программы ОКР «Разработка технологий, обеспечивающих ликвидацию различных химически опасных отходов, находящихся на территории накопителей, свалок и захоронений, на основе методов сверхкритического водного окисления и пиролиза в восстановительной среде без процесса горения», шифр «Сверхкрит», по заказу Министерства промышленности и торговли РФ (государственный контракт № 94111007500.13.1007 от 23.07.2009) (приложение А).

3) Аналитической ведомственной целевой программы НИР «Разработка теоретических основ новых многофункциональных многослойных металлических материалов повышенной коррозионной стойкости» (№ 1.16.09, номер государственной регистрации № 0120095067) (приложение А).

Цель работы

Создание многослойных материалов высокой коррозионной стойкости и усовершенствование опытно-промышленной технологии их получения на основе исследования деформации при сварке взрывом.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1 Разработать принцип создания многослойного материала, стойкого к питтинговой коррозии, на основе комбинирования в определенном порядке слоев с различной коррозионной стойкостью и различными электрохимическими потенциалами.

2 Разработать состав многослойных металлических материалов в зависимости от показателей агрессивной среды.

3 Изучить закономерности изменения структуры и свойств многослойных материалов и установить их взаимосвязь с технологическими параметрами сварки взрывом.

4 Исследовать особенности деформации крупногабаритного многослойного листа в процессе сварки взрывом методом конечных элементов по программе ЬЗ-ПУЫА и экспериментально методом реперных меток.

5 Разработать опытно-промышленные технологии производства крупногабаритных многослойных материалов с применением сварки взрывом.

Научная новизна

По специальности 05.16.09:

1 Разработан принцип создания многослойного материала, стойкого к питтинговой коррозии, на основе комбинирования в определенном порядке слоев (не менее трех) с различной коррозионной стойкостью и электрохимическим потенциалом, что приводит к изменению характера коррозионного разрушения в средах, анионы которых являются и не являются окислителями.

2 Установлено, что для сред, не содержащих анионы окислителей, происходит последовательный переход от питтинговой коррозии в первом слое к общей коррозии во втором (протекторном) и создаются условия, препятствующие сквозному разрушению третьего слоя до достижения критического размера объема коррозии в протекторе.

3 Установлено, что для сред, содержащих анионы окислителей, вследствие протекторного воздействия второго слоя происходит замедление сквозного коррозионного разрушения при условии, что объем коррозии первого слоя не достигнет критического значения.

4 Выявлена взаимосвязь между параметрами взрывного нагружения и структурой межслойных границ многослойных материалов при условии обеспечения заданной величины прочности соединения слоев.

По специальности 05.02.10:

5 Впервые смоделирована деформация крупногабаритных заготовок при сварке взрывом с применением программного продукта ЬБ-ВУЫА на основе двух моделей, учитывающих упругопластическое поведение свариваемых листов и не учитывающих сопротивление сдвиговым деформациям. Показано, что вторая модель дает результат, соответствующий экспериментальным данным.

6 Установлено, что при сварке взрывом крупногабаритных биметаллических заготовок деформация растяжения плакирующего стального листа отсутствует, а деформация растяжения плакируемого листа сосредоточена на участке протяженностью ~20 % от длины листа со стороны, противоположной точке инициирования заряда, и протекает впереди точки контакта.

Практическая значимость:

1 Разработан и запатентован многослойный металлический материал повышенной коррозионной стойкости и способы его получения (заявка № \\ГО 2010/036139 А1 от 01.04.2010).

2 Предложен и обоснован выбор состава многослойных металлических материалов, которые предназначены для эксплуатации в средах, содержащих и не содержащих окислители.

3 Установлена возможность повышения ресурса работы химической аппаратуры, работающей в агрессивной среде, при использовании многослойных металлических материалов в качестве покрытия от 4 до 15 раз.

4 Разработаны рекомендации и усовершенствована опытно-промышленная технология получения сваркой взрывом многослойных металлических материалов требуемого качества.

5 Разработана опытная технология и получены образцы многослойного материала, что подтверждено актами сдачи-приемки НИР «Уведомление», ОКР «Сверхкрит» и НИР «Разработка теоретических основ новых многослойных металлических материалов повышенной коррозионной стойкости».

Реализация и внедрение результатов

Результаты работы внедрены в виде усовершенствованной технологии промышленного производства крупногабаритных многослойных и биметаллических листов, с применением которой на ООО НТЦ «Сварка» и ООО «Битруб Интернэшнл» в период с марта 2008 по март 2009 г. произведено свыше 2900 м биметаллических листов средним размером 8 м .

На защиту выносятся:

1 Разработанный принцип создания многослойного материала, стойкого к питтинговой коррозии, на основе комбинирования в определенном порядке слоев с различной коррозионной стойкостью и различными электрохимическими потенциалами.

2 Результаты разработки составов многослойных металлических материалов, предназначенных для эксплуатации в средах, содержащих и не содержащих окислители, обеспечивающие повышение коррозионной стойкости от 4 до 15 раз по сравнению с монометаллами, равными по толщине многослойному материалу.

3 Результаты экспериментальных исследований по определению максимально допустимой зоны действия протектора, а также результаты расчета коррозионной стойкости изделий многослойного металлического материала.

4 Результаты исследований процесса деформации крупногабаритных листов при сварке взрывом методом конечных элементов по программе LS-DYNA и экспериментальных исследований процесса деформации данных листов по методу реперных меток.

5 Усовершенствованная опытно-промышленная технология производства сваркой взрывом многослойных металлических материалов.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на следующих симпозиумах и конференциях: «Композиты - в народное хозяйство» («Ком-позит-2005») (Барнаул, 2005); III Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург, 2005); IV и VII Всероссийских школах по структурной макрокинетике для молодых ученых (Черноголовка, 2006, 2009); VIII, IX, X International Symposium on Explosive Production of New Materials: Science, Technology, Business and Innovations «Shock-assisted materials synthesis and processing: science, innovations and industrial implementation» (Moscow, 2006; Lisse 2008; Bechichi, 2010); V Международной научно-технической конференции (Санкт

Петербург, 2006); I Международной научно-технической конференции (Пен/ за, 2006); «Новые перспективные материалы и технологии их получения» (НПМ-2007) (Волгоград, 2007); XIV симпозиуме по горению и взрыву (Черноголовка, 2008); Международной конференции (XI Харитоновские чтения) «Экстремальные состояния вещества. Детонация. Ударные волны» (Саров, 2009).

Работа выполнена на кафедре «Сварочное, литейное производство и материаловедение» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» и в лаборатории «Ударно-волновых процессов» Учреждения Российской академии наук «Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН».

Автор выражает благодарность коллективам кафедры «СЛПиМ» Пензенского государственного университета и лаборатории «Ударно-волновых процессов» УРАН ИСМАН, а также д.т.н., профессору А. Е. Розену, д.ф.-м.н., профессору Ю. А. Гордополову и д.т.н., профессору Л. Б. Первухину за помощь в проведении экспериментов, обсуждении и анализе результатов исследований; д.т.н., профессору Ю. П. Перелыгину за консультации при создании поляризационных кривых для различных материалов и проведении коррозионных испытаний, д.т.н., профессору А. Ю. Муйземнеку за помощь в моделировании процесса деформации листа при сварке взрывом с помощью программного продукта ЬБ-ВУМА.

Выводы по главе 4

1 Разработаны многослойные металлические материалы для различ ных коррозионных сред, обеспечивающие повышение коррозионной стойкости от 4 до 15 раз по сравнению с монометаллами, равными по толщине многослойному материалу, а также выбраны рациональные толщины слоев материалов.

2 Изучена особенность деформационных процессов крупногабаритных заготовок многослойных материалов. Показано, что формирование структуры при взрывном нагружении определяется геометрическими размерами заготовок и свойствами материалов.

3 Установлены закономерности изменения структуры и свойств многослойного крупногабаритного листового материала в зависимости от технологических параметров сварки взрывом, что обеспечило стабильность основных показателей структуры и свойств, включая размеры волн, прочность на отрыв и срез, по всей поверхности соединения в пределах требований нормативно-технической документации.

4 В рамках НИР «Уведомление» с Министерством обороны РФ (контракт № 1385 от 22 марта 2004 г.) показана возможность увеличения от 3 до 8 раз ресурса работы специального оборудования баз, арсеналов и объектов по ликвидации специальных боеприпасов в рамках ОКР «Коксит», «Контейнер», «Свобода», выполняемых по заказам ГРАУ и УНВ РХБЗ. Проведена технико-экономическая оценка замены материала струйного реактора и сепаратора, предназначенных для нейтрализации и разделения фракций при уничтожении люизита, а также транспортировочные контейнеры продуктов его переработки по заказу агентства по уничтожению химического оружия. Подтверждена высокая эффективность данного принципа «протекторной питтинг-защиты» для объектов по переработке ракетных топлив, органических соединений, химически активных продуктов окислением сверхкритической водой в специальных реакторах. Ресурс работы данного оборудования может быть увеличен от 8 до 15 раз.

5 В рамках ОКР «Сверхкрит» с Министерством промышленности и торговли РФ (государственный контракт № 94111007500.13.1007 от 23.07.2009) разработана технология получения высококоророзионно-стойкого материала методом сварки взрывом для реактора сверхкритического водного окисления, обеспечивающая повышение ресурса работы до 6 раз.

6 Разработаны рекомендации и усовершенствована промышленная технология производства многослойного металлического материала в ООО «Битруб Интернэшнл» и ООО ИТЦ «Сварка», что позволило обеспечить получение многослойного материала со стабильными свойствами в пределах требований стандартов и технических условий на биметалл, по всей поверхности соединения, включая начало, конец и краевые зоны полученного материала.

Заключение и общие выводы

По специальности 05.16.09:

1 Разработан и теоретически обоснован принцип повышения коррозионной стойкости конструкционных материалов к питтинговой коррозии, основанный на использовании многослойных металлических композиций, в которых сочетаются слои с различными значениями электрохимических потенциалов (заявка № У/О 2010/036139 А1 от 01.04.2010).

2 Выявлена связь между составом многослойного материала, его электрохимическими показателями и характером коррозионного разрушения. Установлено, что расположение протектора, заключенного между слоями защищаемого материала, приводит к изменению характера и скорости коррозионного разрушения многослойного материала в целом.

3 Показано, что в средах, содержащих водные растворы щелочей и кислот, которые не являются окислителями, электрохимический потенциал протекторного слоя должен быть ниже по сравнению с электрохимическим потенциалом слоя, контактирующего с агрессивной средой.

4 Показано, что в средах, содержащих водные растворы щелочей и кислот, которые являются окислителями, электрохимический потенциал протекторного слоя должен быть выше по сравнению с электрохимическим потенциалом слоя, контактирующего с агрессивной средой. При этом материал протекторного слоя должен обладать водородным перенапряжением, меньшим, чем материал, контактирующий с агрессивной средой.

5 Разработаны и получены многослойные металлические материалы для различных коррозионных сред, обеспечивающие повышение коррозионной стойкости от 4 до 15 раз по сравнению с монометаллами, равными по толщине многослойному материалу, а также выбраны рациональные толщины слоев материалов.

6 Установлены закономерности изменения структуры и свойств многослойного крупногабаритного листового материала в зависимости от техноло

136 гических параметров сварки взрывом, что обеспечило стабильность основных показателей структуры и свойств, включая размеры волн, прочность на отрыв и срез, по всей поверхности соединения в пределах требований нормативно-технической документации.

7 В рамках НИР «Уведомление» с Министерством обороны РФ (контракт № 1385 от 22 марта 2004 г.) показана возможность увеличения от 3 до 8 раз ресурса работы специального оборудования баз, арсеналов и объектов по ликвидации специальных боеприпасов в рамках ОКР «Коксит», «Контейнер», «Свобода», выполняемых по заказам ГРАУ и УНВ РХБЗ. Проведена технико-экономическая оценка замены материала струйного реактора и сепаратора, предназначенных для нейтрализации и разделения фракций при уничтожении люизита, а также транспортировочных контейнеров продуктов его переработки по заказу агентства по уничтожению химического оружия. Подтверждена высокая эффективность данного принципа «протекторной питтинг-защиты» для объектов по переработке ракетных топлив, органических соединений, химически активных продуктов окислением сверхкритической водой в специальных реакторах. Ресурс работы данного оборудования может быть увеличен от 8 до 15 раз.

По специальности 05.02.10:

8 Выполнено компьютерное моделирование деформационного процесса при сварке взрывом с применением программы ЬБ-ВУЫА по двум вариантам, предусматривающим упругопластическое поведение свариваемых листов с учетом адиабатического роста температуры и модель, не учитывающую сопротивление сдвиговым деформациям. Установлено, что использование для плакирующего листа модели, не учитывающей сопротивление сдвиговым деформациям плакирующего листа, в большей степени соответствует экспериментальным данным. Расхождение расчетных и экспериментальных данных по величине относительной деформации не превышает 20 %.

9 Экспериментально установлено, что плакирующий лист не удлиняется в процессе сварки взрывом, а величина деформации плакируемого листа определяется его геометрическими размерами и свойствами свариваемых материалов, а также параметрами сварки. Деформации растяжения плакируемого листа сопровождаются уменьшением его толщины, причем удлинение начинается на расстоянии 78-82 % длины листа от начала сварки.

10 Деформация растяжения плакируемого листа под действием удара плакирующего листа протекает впереди точки контакта по всей толщине до образования соединения. Следовательно, сварка взрывом на конечных участках осуществляется по движущейся поверхности плакируемого листа. Экспериментальные данные подтверждены результатами измерения деформаций растяжения в процессе производства более 200 крупногабаритных многослойных листов.

11В рамках ОКР «Сверхкрит» с Министерством промышленности и торговли РФ (государственный контракт № 94111007500.13.1007 от 23.07.2009) разработана технология получения высококоророзионно-стойкого материала методом сварки взрывом для реактора сверхкритического водного окисления, обеспечивающая повышение ресурса работы до 6 раз.

12 Разработаны рекомендации и усовершенствована промышленная технология производства многослойного металлического материала в ООО ИТЦ «Сварка» и ООО «Битруб Интернэшнл», что позволило обеспечить получение многослойного материала со стабильными свойствами в пределах требований нормативно-технической документации на крупногабаритные биметаллические листы, по всей поверхности соединения, включая начальные и конечные зоны полученного материала. Произведено в период Л с марта 2008 г. по март 2009 г. свыше 2900 м биметаллических листов средним размером 8 м2.

1. Семенова, И. В. Коррозия и защита от коррозии Текст. / И. В. Семенова, А. В. Хорошилов, Г. М. Флорианович ; под ред. И.В. Семеновой. -2-е изд., перераб. и доп. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 376 с.

2. Мазур, И. И. Инженерная экология Текст.: в 2 т. / И. И. Мазур, О. И. Молдаванов, В. Н. Шишов М. : Высшая школа, 1996. - Т. 1. - 636 с.

3. Мазур, И. И. Инженерная экология Текст. : в 2 т. / И. И. Мазур, О. И. Молдаванов, В. Н. Шишов — М.: Высшая школа, 1996. — Т. 2. 655 с.

4. Балабан-Ирменин, Ю. В. Защита от внутренней коррозии трубопроводов водяных тепловых сетей Текст. / Ю. В. Балабан-Ирменин, В. М. Литовских, А. М. Рубашов. М. : Энергоатомиздат, 2008. - 288 с.

5. Сверхкритическая вода активная среда новых экологически чистых технологий Электронный ресурс. / Сибирское отделение Российской академии наук - Электрон. дан. — URL: http://www-sbras.nsc.ru/HBC/2000/nl8/f5.html. - Загл. с экрана.

6. Технология сверхкритического водного окисления (СКВО) Электронный ресурс. / Альтернативные сжиганию технологии обращения с отходами Электрон. дан. — URL:http://www.noburntech.info/catalog/approved/27.html. Загл. с экрана.

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

8. Конон, Ю. А. Сварка взрывом Текст. / Ю. А. Конон, Л. Б. Первухин, А. Д. Чудновский М. : Машиностроение, 1987. — 216 с.

9. Лысак, В. И. Сварка взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин М. : Машиностроение. - 2005. - № 1. — 544 с.

10. Плакирование стали взрывом. Текст. / под ред. A.C. Гельмана М. : Машиностроение , 1978. - 191 с.

11. Трыков, Ю. П. Деформация слоистых композитов Текст. : монография / Ю. П. Трыков, В. Г. Шморгун, Л. М. Гуревич ; ВолГТУ. Волгоград, 2001.-С. 20-27.

12. Дорогов, Б. С. Эрозия лопаток в паровых турбинах Текст. / Б. С. Дорогов. М. : Энергетика, 1965. - 96 с.

13. Фторопласты и композиции Электронный ресурс. : Креминчугре-зинотехника. http://www.kremen-rti.com.ua/indexru.htm - Электрон, дан. -URL: http://www.kremen-rti.com.ua/Tech/Chem/Ftoroplast.htm. -Загл. с экрана.

14. Свойства пластмасс Электронный ресурс. / Elite catalog -www.elitecat.ru Электрон, дан. - URL: http://www.elitecat.ru/page.php?id=33. -Загл. с экрана.

15. Антистатические пластмассы, электропроводящие, электрорассеи-вающие пластмассы, стопстатик Электронный ресурс. — Электрон, дан. -URL: http://stopstatik.narod.ru/antistatik.htm. — Загл. с экрана.

16. Термостойкие и коррозионно-стойкие материалы с широким спектром областей применения Электронный ресурс. / ЗАО Новые Технологии и Оборудование Электрон. дан. - URL: http://www.ntio.net/catalog67i238.html. — Загл. с экрана.

17. Марочник сталей и сплавов http://www.splav.kharkov.com/main.php Электронный ресурс. - Электрон. дан. - URL: http://www.splav.kharkov.com/choosetype.php. — Загл. с экрана.

18. АМг2 Алюминиевый деформируемый сплав Электронный ресурс. / Промметалл. Марочник - Электрон, дан. - URL: http://prom-metal.ru/marochnik/aluminii-splav-aluminia/aluminevii-deformiruemii-splav/AMg2/.- Загл. с экрана.

19. JI070-1 Латунь, обрабатываемая давлением Электронный ресурс. / Промметалл. Марочник — Электрон. дан. - URL: http://prom-metal.ru/marochnik/latun/obrabativaemaya-davleniem/L070-l/.- Загл. с экрана.

20. Высокотемпературные термонапряженные изделия из керамических материалов на основе нитрида кремния (SißN^ Электронный ресурс. / ФГУП ОНПП Технология — Электрон. дан. URL: http://www.technologiya.ru/tech/ceramics/t02.html. — Загл. с экрана.

21. Краткий справочник металлиста Текст. / под редакцией проф. А. Н. Малова-М. : Машиностроение, 1965. 1144 с.

22. Богородский, Н. П. Электротехнические материалы Текст. : учебник для вузов / Н. П. Богородский, В. В. Пасынков, Б. М. Тареев. 7-е изд., перераб. и доп. - JI. : Энергоатомиздат, 1985. — 304 с.

23. Костиков, В. И. Сверхвысокотемпературные композиционные материалы Текст. / В. И. Костиков, А. Н. Варенков М. : Интермет Инжиниринг, 2003. - 506 с.

24. Справочник машиностроителя Текст. / главный редактор проф. Э. А. Сатель. — М. : Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1952. 1080 с.

25. Улиг, Г. Г. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику Текст. : [пер. с англ.] / Г. Г. Улиг, Р. У. Реви ; под ред. А. М. Сухотина. Л. : Химия, 1989. - Пер. изд., США, 1985. - 456 с.

26. Ульянин, Е. А. Коррозионностойкие сплавы на основе железа и никеля Текст. / Е. А. Ульянин, Т. В. Свистунова, Ф. Л. Левин. М. : Металлургия, 1986.-262 с.

27. Ульянин, Е. А. Высоколегированные коррозионно-стойкие сплавы Текст. / Е. А. Ульянин, Т. В. Свистунова, Ф. Л. Левин // Защита металлов от коррозии. М. : Металлургия, 1987. - 88 с.

28. Ульянин, Е. А. Коррозионностойкие стали и сплавы Текст. : справочник / Е. А. Ульянин. М. : Металлургия, 1991. - 255 с.

29. Туфанов, Д. Г. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей, сплавов и чистых металлов Текст. : справочник / Д. Г. Туфанов. 4-е изд. -М. : Металлургия, 1982. - 352 с.

30. Структура и коррозия металлов и сплавов Текст. : справочник / под ред. Е. А. Ульянина. М. : Металлургия, 1989. - 397 с.

31. Сухотин, А. М. Химическое сопротивление материалов Текст.: справочник / А. М. Сухотин, В. С. Зотиков М.: Химия, 1975. -Т. 6.-180 с.

32. Акшенцева, А. П. Структура и свойства никельмолибденовых кор-розионностойких сплавов (с атласом микроструктур) Текст. : справ, изд. -М. : СП Интермет Инжиниринг, 1999.-205 с. •

33. Воробьева, Г. Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств Текст. / Г. Я. Воробьева. — 2-е изд. -М. : Химия, 1975.-250 с.

34. Бабаков, А. А. Коррозионностойкие стали и сплавы Текст. / А. А. Бабаков, М. В. Приданцев. М. : Металлургия, 1971.-318 с.

35. Мальцева, Г. Н. Коррозия и защита оборудования от коррозии Текст. : учеб. пособие / Г. Н. Мальцева ; под ред. проф. С. Н. Виноградова. -Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. 211 с.

36. Алюминий Электронный ресурс. / Кафедра Сварочное производство и технология конструкционных материалов. — Электрон, дан. — URL: http://svarka.perm.ru/plasma/info-Al.htm. — Загл. с экрана.

37. Коррозия металлов. Термины Текст.: ГОСТ 5272-68. — Введ. 196901-01. -М.: Изд-во стандартов, 1999. -IV, 15 с.

38. Питтинговая коррозия Электронный ресурс. / Xumuk.ru сайт о химии - Электрон, дан. — URL: http://www.xumuk.ni/encyklopedia/2/3373.html. -Загл. с экрана.

39. Томашов, Н. Д. Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы Текст. / Н. Д. Томашов, Т. П. Чернова. М. : Металлургия, 1986.-359 с.

40. Колотыркин, Я. М. Коррозия и зашита от коррозии Текст. / Я. М. Колотыркин, Ю. А. Попов, Ю. В. Алексеев // Итоги науки и техники : в 9 т. М. : Металлургия, 1982. - 9 т. - 284 с.

41. Кузнецов, Ю. И. Защита металлов Текст. / Ю. И. Кузнецов М.: Химия, 1984.-Т. 3-359 с.

42. Фрейман, JI. И. Коррозия и защита от коррозии Текст. : в 11 т. / Л. И. Фрейман // Итоги науки и техники. М. : Химия, 1985. - 11 т. - 175 с.

43. Розенфельд, И. Л. Коррозия и защита металлов Текст. / И. Л. Ро-зенфельд. М.: Металлургия, 1970. - 280 с.

44. Коррозия и защита химической аппаратуры Текст. / под ред. А. М. Сухотина. Л. : Химия, 1970. - Т. 3. - 308 с.

45. Фрейман, Л. И. Об оценке вероятности питтинговой коррозии нержавеющих сталей по данным электрохимических испытаний Текст. / Л. И. Фрейман // Защита металлов. 1987. - Т. 23, № 2. - С. 232-239.

46. Локальная коррозия металла теплоэнергетического оборудования. Текст. / под ред. В. П. Горбатых. М. : Энергоатомиздат, 1992. - 272 с.

47. Мамулова, H. С. Все о коррозии Текст. / Н.С. Мамулова, А. М. Сухотин, JI. JI. Сухотина, Г. М. Флорианович, А. Д. Яковлев JI. : Химиздат, 2000. - 515 с.

48. Защита от коррозии Электронный ресурс. / Портал естественных наук http://e-science.ru/ - Электрон. дан. — URL: http://e-science.ru/index/?id=1561. - Загл. с экрана.

49. Способ защиты стали от коррозии Электронный ресурс. /

50. Независимый научно-технический портал. Изобретения и технологии.

51. Физика. Электрон. дан. — URL:http://www.ntpo.com/patentsbuildingmaterials/buildingmaterials2/buildingm aterials813.shtml. Загл. с экрана.

52. Защита от коррозии металлоконструкций в химической промышленности Электронный ресурс. / Сайт завода металлоконструкций Стальные и алюминиевые конструкции Электрон. дан. - URL: http://www.sak.ru/article/2005/kstr/kstr2.html. - Загл. с экрана.

53. Защита от коррозии Электронный ресурс. / Химия во всех проявлениях Химический портал ChemPort.Ru - Электрон, дан. — URL: http://www.chemport.ru/chemicalencyclopediaarticle1286.html. - Загл. с экрана.

54. Гамбург, Ю. Д. Гальванические покрытия Текст. : справочник по применению / Ю. Д. Гамбург. М. : Техносфера, 2006. - 216 с.

55. Шлугер, М. А. Гальванические покрытия в машиностроении Текст. : справочник : в 2 т. / М. А. Шлугер. М. : Машиностроение, 1985 -1 т. - 240 с.

56. Протекторная защита Электронный ресурс. / Журнал Экспозиция, Нефть Газ Электрон. дан. - URL: http://www.runeft.ru/articles/read.php?ID=1942. - Загл. с экрана.

57. Стали и сплавы коррозионно-стойкие. Методы испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии Текст. : ГОСТ 6032-2003. Введ.2005-01-01. — Минск : Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2003. — 24 с.

58. Влияние потенциалов металлов на их коррозионную стойкость Электронный ресурс./ Электролаборатория — испытания, измерения, электрохимическая защита, релейная защита. — Электрон, дан. — URL: http://www.yanviktor.ru/exz/index-korl.htm. — Загл. с экрана.

59. Конон, Ю. А. Коррозионно-стойкий биметалл для сельхозмашиностроения Текст. / Ю. А. Конон, В. Н. Федоров, Л. Б. Первухин, А. А. Быков. -М. : Машиностроение, 1984. 112 с.

60. Гаворкян, В. Г. Основы сварочного дела Текст. : учебник для строит, спец. Техникумов / В. Г. Гаворкян. — 4-изд. М. : Высш. шк., 1985. — 168 с.

61. Кудинов, В. М. Сварка взрывом в металлургии Текст. / В. М. Кудинов, А. Я. Коротеев. М. : Металлургия, 1978. - 168 с.

62. Дерибас, А. А. О моделировании процесса волнообразования при сварке взрывом Текст. / А. А. Дерибас, В. М. Кудинов, В. А. Симонов // Физика горения и взрыва. — 1968. Т.4, № 1. - С. 100-107.

63. Эпштейн, Г. Н. Строение металлов, деформированных взрывом Текст. / Г. Н. Эпштейн. -М. : Металлургия, 1980. 256 с.

64. Баум, Ф. А. Физика взрывом Текст. / Ф. А. Баум, К. П. Станюкович, Б. И. Шехтер М. : Изд-во физико-математической литературы, 1959. - 256 с.

65. Захаренко, И. Д. Тепловые эффекты в зоне соединения при сварке взрывом Текст. / И. Д. Захаренко, Т. М. Соболенко // Физика горения и взрыва. 1971. - Т. 7, № 3. - С. 433^136.

66. Дерибас, А. А. Физика упрочнения и сварка взрывом Текст. / А. А. Дерибас. Новосибирск : Наука. Сибирское отделение, 1972. - 188 с.

67. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов Текст. / под ред. М. А. Мейерса, Л. Е. Мурра [Пер. с англ.]. М. : Металлургия, 1984.-512 с.

68. Hirt, J. P. Theory of Dislocations. McGraw Hill text. / J. P. Hirt, J. Lothe. New York, 1968. - 689 p.

69. Крупин, А. В. Деформация металлов взрывом Текст. /

70. A. В. Крупин, В. Я. Соловьев, Н. И. Шефтель, А. Г. Кобелев. М. : Металлургия, 1975. - 416 с.

71. Райнхарт, Дж. С. Взрывная обработка металлов Текст. / Дж. С. Райнхарт, Дж. Пирсон. М. : Мир, 1966. - 391 с.

72. Новаковский, В. М. К стандартной научной системе коррозионно-электрохимических понятий и терминов. I. Общие понятия Текст. /

73. B. М. Новаковский // Защита металлов. 1982. - Т. 16, № 3. - С. 250-264.

74. Сухотин, А. М. Физическая химия пассивирующих пленок на железе Текст. / А. М. Сухотин. Л. : Химия, 1989. - 318 с.

75. А. с. 1447612 СССР МПК6 В23К20/04. Способ получения трехслойных полос Текст. / Зайцев В. В., Суворовцев А. П., Быков А. А., Иводи-тов А. Н., Каракин Ю. М., Морошкин А. Н., Меденков А. А., Родионова И. Г.,

76. Сорокин В. П., Агишев П. А., Маркович В. И., Пешев А. Д. (СССР). -№ 4171783/23-27; заявл. 30.12.86; опубл. 30.12.88, Бюл. № 48. 4 с.

77. Феттер, К. Электрохимическая кинетика Текст. / К. Феттер. — М. : Мир, 1967.-856 с.

78. Попов, Ю. А. Электрохимия Текст. : в 22 т. / Ю. А. Попов. — 1986. -№ 1,22т.-С. 90-95.

79. Руководство по электрохимической защите от коррозии металлоконструкций морских гидротехнических сооружений в подводной зоне

80. Текст.: РД 31.35.07-83: утв. Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта «Союзморнии-проект» 2.06.83: ввод в действие 1.07.83. -М. : Мин. морского флота, 1983. -22 с.

81. Сухотин, А. М. Справочник по электрохимии Текст. / А. М. Сухотин. Л. : Химия, 1981. - 488 с.

82. Добош, Д. Электрохимические константы Текст. : справочник для электрохимиков / Д. Добош. -М.: Мир, 1980. 365 с.

83. Потенциостат IPC Pro MF Электронный ресурс. / ООО Научно-техническая фирма «Вольта» Электрон. дан. — URL: http://volta.spb.ru/content/view/66/63/. — Загл. с экрана.

84. Reformatskaya, 1.1. Prospects for use of bimetal pipes in field oil and gas pipelines of West Siberia text. / I. I. Reformatskaya, V. V. Zav'yalov, I. G. Rodionova, A. N. Podobaev and 1.1. Ashcheulova // Protection of Metals. -2008.-P. 46-1.

85. Мигай, JI. JI. Коррозионная стойкость материалов в хлореи его соединениях Текст. : справочник / Л. Л. Мигай, Т. А. Тарицына. — М. : Машиностроение, 1976. — 120 с.

86. Трыков, А. Ю. Влияние деформации на свойства сваренных взрывом механически неоднородных соединений Текст. / А. Ю. Трыков,

87. B. П. Белоусов, А. С. Краев, Е. А. Тарасов // Сварка взрывом и свойства сварных соединений : сборник научных трудов / ВолгПИ. Волгоград, 1988.1. C. 98-100.

88. Сварка и свариваемые материалы : справочник : в 3 т. / под ред. В. М. Ямпольского. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1997. - 2 т. - 574 с.

89. Физика взрыва : в 2 т. / под ред. Л. П. Орленко. М. : ФИЗМАТ-ЛИТ, 2002. - 2 т. - 654 с.

90. Орленко Л. П. Физика взрыва и удара: учебное пособие для вузов / под ред. Л. П. Орленко. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 2 т. - 654 с.

91. Волнообразование при косых соударениях : сб. статей / под ред. И. В. Яковлева. Новосибирск : Изд-во института дискретной математики и информатики, 2000. - 221 с.

92. Алямовский, A. A. SOLID WORKS 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике Текст. / А. А. Алямовский, А. А. Со-бачкин, Е.В. Одинцов, А. И. Харитонович, Н. Б. Пономарев. СПб. : БХВ-Петербург, 2008. - 1040 с.

93. Чигарев А. В. ANSYS для инженеров : справ, пособие. Текст. / А. В. Чигарев, А. С. Кравчук, А. Ф. Сматок. — М. : Машиностроение-1,2004.-512 с.

94. Hallquist, J. О. A Procedure for the Solution of Finite Deformation Contact-Impact Problems by the Finite Element Method. Text. / J. O. Hallquist // University of California, Lawrence Livermore National Laboratory. — Rept. UCRL-52066,1976.

95. Розен, А. Е. Особенности математического моделирования неоднородности формирования соединения металлов при сварке взрывом Текст. / А. Е. Розен, Д. Б. Крюков, А. Ю. Муйземнек, И. С. Лось, С. Г. Усатый,

96. А. Беляев, Н. А. Любомирова, И. В. Денисов, А. В. Хорин // Физические свойства металлов и сплавов : тезисы докладов III Российской научно-технической конференции. Екатеринбург : Изд-во ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ»,2005.-С. 223-224.

97. Los', I. S. Computer-Aided Modeling of Explosive Welding text. /

98. S. Los', A. E. Rosen, A. Yu. Muizemnek, D. B. Kryukov, A. V. Khorin, I. Y. Denisov // Shock-Assisted Synthesis and Modification of Materials Edited by A. A. Deribas and Yu. B. Scheck. Moscow : TORUS PRESS Ltd., 2006. - P. 73.

99. LS-DYNA. Keyword User's Manual text. / Volume I, II. Livermore: LSTC, 2007.-2206 c.

100. Hallquist, J. O. LS-DYNA Theory Manual text. / J. O. Hallquist. -Livermore : LSTC, 2006. 680 c.

101. Вещества взрывчатые промышленные. Аммонит № 6ЖВ и аммонал водоустойчивые. Технические условия Текст. : ГОСТ 21984-76. — Введ. 1977-01-07. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. — 6 с.

102. Денисов, И. В. Влияние масштабного фактора на деформацию заготовок при сварке взрывом Текст. / И. В. Денисов, Л. Б. Первухин,

103. О. JI. Первухина // Актуальные проблемы прочности : сб. трудов XLVII Международной конференции. Саров - 2008. - С. 271-273.

104. Денисов, И. В. Напряженно-деформированное состояние пластин в процессе их сварки взрывом Текст. / И. В. Денисов, Л. Б. Первухин, О. Л. Первухина // XIV Симпозиум по горению и взрыву 13-17 октября 2008 г., - Черноголовка, 2008. - С. 243-245.

105. Буравова, С. Н. Природа образования полос адиабатического сдвига Текст. / С. Н. Буравова, Ю. А. Гордополов // ДАН. 2007. - Т. 417, № 6. - С. 1-4.

106. Патент Франции № 7245251, МКИ3 В 23р 3/00. Способ плакирования металлических изделий / Ю. А. Апаликов, J1. Б. Первухин и др. // Запатентовано 24.10.1972.

107. ГОСТ 10885-85 Сталь листовая горячекатаная двухслойная коррозионно-стойкая. Технические условия Текст. — Взамен ГОСТ 10885-75; введ. 1985-08-26. -М. : Изд-во стандартов, 1986. 11 с.

108. ТУ 27.32.09.010-2005 Сталь листовая двухслойная коррозионно-стойкая, изготовленная методом сварки взрывом. Технические условия Текст. Введен 2006-04-05. - М., 2005. - 26 с.

109. Первухин, JI. Б. Особенности взрывчатых веществ для промышленного производства биметаллов сваркой взрывом Текст. / JI. Б. Первухин, О.Л.Первухина // Взрывное дело : научно-технический сборник 102/59. -2009. С. 47-57.

110. Глухих, Л. П. Определение минимальной допустимой толщины антикоррозионного покрытия сосудов АЭУ Текст. / Л. П. Глухих, Л.Б.Первухин, В. И. Козлов // Энергомашиностроение. 1981. — № 5. -С. 7-15.