Комбинированный диффузионный способ соединения биметаллических элементов теплообменной системы

Физические характеристики алюминиевого деформированного сплава и технического алюминия. Изыскание низкотемпературного способа соединения нержавеющей стали и алюминиевого сплава. Испытание наноиндентированием. Фрактографический анализ (изучение изломов).

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 25.10.2012
Размер файла 341,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ»

Семестровая работа

Комбинированный диффузионный способ соединения биметаллических элементов теплообменной системы

Выполнил: студент группы МС-229

Бессонов О.И.

Проверила: Арисова Е.Н.

Волгоград 2012

Объект исследования

Сталь 12Х18Н9Т

Химический состав в % материала 12Х18Н9Т

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

-

до 0.12

до 0.8

до 2

8 - 9.5

до 0.02

до 0.035

17 - 19

до 0.3

(5 С - 0.8) Ti, остальное Fe

Применяется в сварных конструкциях, работающих в контакте с азотной кислотой и другими средами окислительного характера; в некоторых органических кислотах средней концентрации, органических растворителях, атмосферных условиях и т.д. Изготавливают емкостное, теплообменное и другое оборудование.

Для изготовления сварных конструкций в криогенной технике при температуре до --269 °С. Стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т обладают хорошей технологичностью при горячей пластической деформации. Однако при горячей обработке необходимо принимать во внимание конкретный химический состав данной плавки, имея в виду содержание 8-феррита. Особые меры предосторожности следует принимать при деформации литого металла. Во избежание образования неисправимых дефектов - рванин рекомендуется слитки сталей 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т при содержании 20 % 8-феррита и более нагревать не выше 1240-1250 °С, при содержании 16-19 %-не выше 1255 °С и при содержании до 16 % - до 1270 °С. Температурный интервал обработки давлением деформированного металла составляет 1180-850 °С. Скорость нагрева и охлаждения не лимитируется.

В холодном состоянии обе стали допускают высокие степени пластической деформации.

Для снятия напряжений и улучшения стойкости сварных соединений кроме закалки сварные конструкции подвергают стабилизирующему отжигу при 850-900°С.

Стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т хорошо свариваются всеми видами ручной и автоматической сварки. Для обычной автоматической сварки под флюсами АН-26, АН-18 и аргонодуговой сварки используют проволоку Св-08Х19Н10Б, Св-04Х22Н10БТ, Св-05Х20Н9ФБС и Св-06Х21Н7БТ, а для ручной - электроды типа ЭА-1Ф2 марок ГЛ-2, ЦЛ-2Б2, ЭА-606/11 с проволокой Св-05Х19Н9ФЗС2, Св-08Х19Н9Ф2С2 и Св-05Х19Н9ФЗС2. Проволоку Св-08Х20Н9С2БТЮ рекомендуют для ручной автоматической сварки в защитном газе.

Для ручной электродуговой сварки могут быть использованы также электроды ЦЛ-11 и ЦЛ-9 с материалом стержня электрода соответственно Св-07Х19Н10Б и Св-07Х25Н13. Оба типа электрода обеспечивают стойкость металла шва против межкристаллитной коррозии при контроле по методам AM и АМУ ГОСТ 6032-89 без провоцирующего нагрева. Сварные соединения, полученные с помощью электродов ЦЛ-11 и ЦЛ-9, имеют соответственно следующие механические свойства (не менее): ув = 550 и 600 Н/мм2, д = 22 и 25 %, KCU= 80 и 70 Дж/см2.

Применение указанных сварочных материалов обеспечивает высокую коррозионную стойкость к общей и межкристаллитной коррозии в 65%-ной азотной кислоте при 70-80 °С. Однако сварные соединения сталей 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т могут проявлять в этой среде склонность к ножевой коррозии.

Алюминиевый сплав АМг5

Химический состав в % материала АМг5

Fe

Si

Mn

Ti

Al

Cu

Be

Mg

Zn

Примесей

до 0.5

до 0.5

0.3 - 0.8

0.02 - 0.1

91.9 - 94.68

до 0.1

0.0002 - 0.005

4.8 - 5.8

до 0.2

прочие, каждая 0.05; всего 0.1

Описание физических характеристик

Алюминиевый деформированный сплав, входит в группу Al - Mg - Mn. Термически неупрочняем. Пластичен как при повышенных температурах, так и при комнатных. Корзийная стойкость высока в разных средах, в том числе и такой как речная вода. Отжиг производится при сравнительно невысоких температурах (305-340 ° C), охлаждается воздухом.

При более высоких температурах отжига растет предрасположенность к коррозии, поэтому для полуфабрикатов низкотемпературный отжиг имеет дополнительное значение. Марганец, несмотря на довольно небольшой уровень в сплаве заметно влияет на его механические свойства.

Эффект, достигнутый при холодном упрочнении, во время сварки значительно снижается. Это сужает область применения нагартовочных полуфабрикатов, их в основном используют для изготовления элементов, скрепляемых заклепочными или болтовыми соединениями.

Применение: Сплав АМГ5 - судостроительный сплав. Используется для производства профилей применяемых при изготовлении среднезагрузочных конструкций - после отжига. Из сплава АМГ5 делают сварные балки, рамы и кузова железнодорожных вагонов, палубные надстройки судов, различные переборки, обшивочные листы в речном судостроении. В авиастроении - в наружных сварных конструкциях.

АД1

Fe

до 0,3

Si

до 0,3

Mn

до 0,025

Ti

до 0,15

Al

99,3

Cu

до 0,05

Mg

до 0,05

Zn

до 0,1

Алюминий технический

Использование в промышленности: для изготовления полуфабрикатов (листов, лент, полос, плит, профилей, панелей, прутков, труб, проволоки, штамповок и поковок) методом горячей или холодной деформации, а также слитков и слябов

Цель исследования: изыскание низкотемпературного способа соединения нержавеющей стали и алюминиевого сплава. Решение этой задачи позволит создать биметаллические узлы для теплообменных систем микроэлектроники аэрокосмического назначения.

В этой работе использовались следующие методы исследования:

Электронно-микроскопические исследования на просвет - ПЭМ. Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) -- это устройство, в котором изображение от ультратонкого образца (толщиной порядка 0,1 мкм) формируется в результате взаимодействия пучка электронов с веществом образца с последующим увеличением магнитными линзами (объектив) и регистрацией на флуоресцентном экране, фотоплёнке или сенсорном приборе с зарядовой связью (ПЗС-матрице). Первый ПЭМ создан немецкими инженерами-электронщиками Максом Кноллем и Эрнстом Руской 9 марта 1931 года. Первый практический просвечивающий (трансмиссионный) электронный микроскоп был построен Альбертом Пребусом и Дж. Хиллиером в университете Торонто (Канада) в 1938 году на основе принципов, открытых ранее Кноллем и Руской. Эрнсту Руске за его открытие в 1986 году присуждена Нобелевская премия по физике. Первый практический ПЭМ, на экспозиции в немецком музее в Мюнхене, Германия

Теоретически максимально возможное разрешение в оптическом микроскопе ограничено длиной волны фотонов, используемых для освещения образца и угловой апертурой оптической системы (так называемый барьер Аббе (англ.)).

В начале XX века ученые обсуждали вопрос преодоления ограничений относительно большой длины волны видимого света (длины волн 400--700 нанометров) путём использования электронов. Электроны эмиттируются в электронном микроскопе посредством термоэлектронной эмиссии из нити накаливания (вольфрамовая проволока или монокристалл гексаборида лантана), либо посредством полевой эмиссии. Затем электроны ускоряются высокой разностью потенциалов и фокусируются на образце электромагнитными (или реже -- электростатическими) линзами. Прошедший через образец луч содержит информацию об электронной плотности, фазе и периодичности; которые используются при формировании изображения.

ПЭМ состоит из нескольких компонентов:

· вакуумная система;

· источник электронов (электронный прожектор, электронная пушка) для генерирования электронного потока;

· источник высокого напряжения для ускорения электронов;

· набор электромагнитных линз и электростатических пластин для управления и контроля электронного луча;

· экран, на который проецируется увеличенное электронное изображение (постепенно выходит из употребления, заменяясь детекторами цифрового изображения).

Просвечивающий электронный микроскоп представляет собой вакуумную камеру, изготовленную в виде вертикально расположенной колонны (рис. 1). Вдоль центральной оси этой колонны сверху вниз внутри колонны расположены электронный прожектор, определенный набор электрических катушек с проводом - электрических магнитов, выполняющих роль электромагнитных линз для пучка электронов, проходящего вдоль центральной оси колонны до ее основания, и флуоресцирующего экрана, поверхность которого бомбардируют электроны пучка.

Рис.1. Просвечивающий электронный микроскоп JEM-200CX

· ПЭМ является фактическим аналогом светового микроскопа. Его схема показана на рис.2. Исследуемый образец располагается в области объективной линзы 5. Проекционная и промежуточная линзы выполняют функцию окуляра. Изображение формируется на флуоресцирующем экране.

Рис. 2. Схема просвечивающего электронного микроскопа: 1 - катод, 2 - управляющий электрод, 3 - анод, 4 - конденсорная линза, 5 - объектная линза, 6 - апертурная диафрагма, 7 - селекторная диафрагма, 8 - промежуточная линза, 9 - проекционная линза, 10 - экран

Рентгеноспектральный анализ

нержавеющий сталь алюминиевый сплав

Рентгеноспектральный анализ это раздел аналитической химии, использующий рентгеновские спектры элементов для химического анализа веществ. Рентгеноспектральный анализ по положению и интенсивности линий характеристического спектра позволяет установить качественный и количественный состав вещества и служит для экспрессного неразрушающего контроля состава вещества.

В рентгеновской спектроскопии для получения спектра используется явление дифракции лучей на кристаллах или, в области 15-150 Е, на дифракционных штриховых решётках, работающих при малых (1-12°) углах скольжения. Основой рентгеновской спектроскопии высокого разрешения является закон Вульфа-Брэга, который связывает длину волны рентгеновских лучей l, отраженных от кристалла в направлении q, с межплоскостным расстоянием кристалла d.

nl=2 d sinq

Угол q называется углом скольжения. Он направлением падающих на кристалл или отражённых от него лучей с отражающей поверхностью кристалла. Число n характеризует так называемый порядок отражения, в котором при заданных l и d может наблюдаться дифракционный максимум.

Рентгеноспектральный анализ основан на использовании зависимости частоты излучения линий характеристического спектра элемента от их атомного номера и связи между интенсивностью этих линий и числом атомов, принимающих участие в излучении.

Рентгеновское возбуждение атомов вещества может возникать в результате бомбардировки образца электронами больших энергий или при его облучении рентгеновскими лучами. Первый процесс называется прямым возбуждением, последний - вторичным или флуоресцентным. В обоих случаях энергия электрона или кванта первичной рентгеновской радиации, бомбардирующих излучающий атом, должна быть больше энергии, необходимой для вырывания электрона из определённой внутренней оболочки атома. Электронная бомбардировка исследуемого вещества приводит к появлению не только характеристического спектра элемента, но и, как правило, достаточно интенсивного непрерывного излучения. Флуоресцентное излучение содержит только линейчатый спектр.

В ходе первичного возбуждения спектра происходит интенсивное разогревание исследуемого вещества, отсутствующее при вторичном возбуждении. Первичный метод возбуждения лучей предполагает помещение исследуемого вещества внутрь откачанной до высокого вакуума рентгеновской трубки, в то время как для получения спектров флуоресценции исследуемые образцы могут располагаться на пути пучка первичных рентгеновских лучей вне вакуума и легко сменять друг друга. Поэтому приборы, использующие спектры, флуоресценции (несмотря на то, что интенсивность вторичного излучения в тысячи раз меньше интенсивности лучей, полученных первичным методом), в последнее время почти полностью вытеснили из практики установки, в которых осуществляется возбуждение рентгеновских лучей с помощью потока быстрых электронов.

Аппаратура для рентгеноспектрального анализа.

Рентгеновский флуоресцентный спектрометр (рис 2) состоит из трёх основных узлов: рентгеновской трубки, излучение которой возбуждает спектр флуоресценции исследуемого образца, кристалла - анализатора для разложения лучей в спектр и детектора для измерения интенсивности спектральных линий.

Рис. 2. Схема рентгеновского многоканального флуоресцентного спектрометра с плоским (а) изогнутым (б) кристаллами: 1 - рентгеновская трубка; 2 - анализируемый образец; 3 - диафрагма Соллера; 4 - плоский и изогнутый (радиус - 2R) кристалл - анализаторы; 5 - детектор излучения; 6 - так называемый монитор, дополнительное регистрирующее устройство, позволяющее осуществлять измерение относительной интенсивности спектральных линий при отсутствии стабилизации интенсивности источника рентгеновского излучения; R - радиус так называемой окружности изображения.

В наиболее часто используемой на практике конструкции спектрометра источник излучения и детектор располагаются на одной окружности, называемой окружностью изображения, а кристалл - в центре. Кристалл может вращаться вокруг оси, проходящей через центр этой окружности. При изменении угла скольжения на величину q детектор поворачивается на угол 2q.

Наряду со спектрометрами с плоским кристаллом широкое распространение получили фокусирующие рентгеновские спектрометры, работающие «на отражение» (методы Капицы - Иоганна и Иогансона) и на «прохождение» (методы Коуша и Дю-Монда). Они могут быть одно- и многоканальными. Многоканальные, так называемые рентгеновские квантометры, аутрометры и другие, позволяют одновременно определять большое число элементов и автоматизировать процесс анализа. обычно они снабжаются специальными рентгеновскими трубками и устройствами, обеспечивающими высокую степень стабилизации интенсивности рентгеновских лучей. Область длин волн, в которой может использоваться спектрометр, определяется межплоскостным расстоянием кристалла - анализатора (d). В соответствии с уравнением (1) кристалл не может «отражать» лучи, длина волн, которых превосходит 2d.

Число кристаллов, используемых в рентгеноспектральном анализе, довольно велико. Наиболее часто применяют кварц, слюду, гипс и LiF.

В качестве детекторов рентгеновского излучения, в зависимости от области спектра, с успехом используют счетчики Гейгера, пропорциональные, кристаллические и сцинтилляционные счётчики квантов.

Испытание наноиндентированием

Наноиндентирование иначе индентирование (англ. nanoindentation) -- испытание материала методом индентирования (вдавливания в поверхность образца специального инструмента -- индентора), применяемое к нанообъемам материала (тонкие пленки и покрытия, микро- и нанострукруры).

Индентирование производится вдавливанием в изучаемый образец индентора, обладающего известными механическими свойствами -- формой, модулем упругости и т. д., с заданным усилием. Далее либо исследуется форма и размер пятна контакта, либо строится кривая зависимости положения индентора от нагрузки. В первом случае требуется более простое оборудование, во втором удается получить больше информации о материале. При переходе к наномасштабам для изучения пятна контакта требуется атомный силовой микроскоп либо сканирующий электронный микроскоп, поэтому наноиндентирование практически всегда проводится со снятием кривой нагрузка/внедрение.

Индентирование с целью измерения твердости образца обычно проводится одним из стандартизированных способов и с помощью стандартизированных инденторов. Наиболее аспространенными методами определения твердости материалов являются тест Викерса, тест Бринелля, тест Роквелла.

Для определения модуля упругости методом индентирования требуется построить диаграмму нагрузка/внедрение. Наклон этой диаграммы при разгрузке, т. е. снижении действующей силы до нуля, определяется модулем упругости материала. Однако в связи с ростом влияния поверхностных эффектов в наномасштабах полностью учесть влияние пластической зоны у кончика индентора и сил адгезии на текущий момент невозможно.

Определение пластических и реологических свойств материала при индентировании требует не только фиксации кривой нагрузка/внедрение, но и измерения зависимости этих параметров от времени.

Оборудование для наноиндентирования требует высочайшей точности изготовления и настройки. Проведение испытаний подразумевает полную изоляцию материалов, так как малейшие температурные и атмосферные флуктуации способны сильно исказить результаты.

Метод молекулярной динамики

Метод молекулярной динамики (метод МД) -- метод, в котором временная эволюция системы взаимодействующих атомов или частиц отслеживается интегрированием их уравнений движения[1][2][3]

Основные положения: Для описания движения атомов или частиц применяется классическая механика. Закон движения частиц находят при помощи аналитической механики. Силы межатомного взаимодействия можно представить в форме классических потенциальных сил (как градиент потенциальной энергии системы). Точное знание траекторий движения частиц системы на больших промежутках времени не является необходимым для получения результатов макроскопического (термодинамического) характера. Наборы конфигураций, получаемые в ходе расчетов методом молекулярной динамики, распределены в соответствии с некоторой статистической функцией распределения, например отвечающей микроканоническому распределению.

Ограничения применимости метода

Метод молекулярной динамики применим, если длина волны Де Бройля атома (или частицы) много меньше, чем межатомное расстояние.

Также классическая молекулярная динамика не применима для моделирования систем, состоящих из легких атомов, таких как гелий или водород. Кроме того, при низких температурах квантовые эффекты становятся определяющими и для рассмотрения таких систем необходимо использовать квантово химические методы. Необходимо, чтобы времена на которых рассматривается поведение системы были больше, чем время релаксации исследуемых физических величин. Временные и пространственные параметры исследуемых систем. Метод классической (полноатомной) молекулярной динамики позволяет с использованием современных ЭВМ рассматривать системы, состоящие из нескольких миллионов атомов на временах порядка нескольких пикосекунд. Применение других подходов (тяжело-атомные, крупно-зернистые (coarse-grained ) модели) позволяет увеличить шаг интегрирования и тем самым увеличить доступное для наблюдения время до порядка микросекунд. Для решения таких задач все чаще требуются большие вычислительные мощности, которыми обладают суперкомпьютеры.

Испытания на сдвиг

Для создания чистого сдвига образец круглого поперечного сечения подвергают скручиванию. Действительно, если двумя парами осевых и поперечных сечений выделить из закрученного образца элемент A BCD, показанный на рис. 91, то на его гранях будут обнаружены только касательные напряжения, т. е. все элементы образца при его скручивании находятся в состоянии чистого сдвига.

По внешнему виду диаграмма кручения отличается от диаграммы растяжения лишь тем, что не имеет участка с падением нагрузки. На рис. 92, а представлена диаграмма кручения, характерная для малоуглеродистой стали, а на рис. 92, б -- для чугуна.

Особенностью испытаний на сдвиг является возможность для любого материала довести испытания до разрушения, чего нельзя сделать, например, при сжатии образцов из пластичных материалов. Кроме того, при кручении по виду разрушения легко установить, сдвиг или отрыв имел решающее значение в конечной стадии испытания.

Если подвергнуть испытанию на кручение образец из хрупкого материала, например из чугуна, то разрушение произойдет вдоль винтовой линии под углом 45° к образующей образца (рис. 93, а).

Как уже объяснялось, напряженное состояние чистого сдвига эквивалентно приложению равных растягивающих и сжимающих главных напряжений в элементе A1 B1 C1 D1, повернутых на 45° по отношению к площадкам действия максимальных касательных напряжений (см. рис. 91), т. е. в нашем случае повернутых на 45° по отношению к образующей образца. Следовательно, разрушение хрупкого материала объясняется слабым его сопротивлением растяжению.

Разрушение пластичного материала при кручении происходит от сдвига по поперечному сечению (рис. 93, б). Пластичные материалы хуже сопротивляются сдвигу, чем растяжению.

Деревянный образец при испытании на кручение разрушается в результате возникновения продольных трещин (рис. 93, в). Это связано с тем, что возникновение касательных напряжений в плоскости поперечного сечения сопровождается возникновением равных касательных напряжений в продольных сечениях образца (см. рис.91). Следовательно, дерево сопротивляется сдвигу (скалыванию) вдоль волокон значительно хуже, чем поперек волокон.

Фрактографический анализ (изучение изломов)

Изломом называется поверхность, образующаяся вследствие разрушения металла. В зависимости от состава, строения металла, наличия дефектов, условий обработки и эксплуатации изделий изломы могут иметь вязкий, хрупкий и усталостный характер.

Хрупкое разрушение протекает без заметной предшествующей пластической деформации. Форма зерна не искажается и на изломе виден исходный размер зерен металла. Поверхность хрупкого излома (рис. 1, а) блестящая, кристаллическая. Разрушение может происходить через зерна (транскристаллический излом), либо по границам зерен (интеркристаллический или межкристаллический излом). Хрупкое разрушение наиболее опасно, так как происходит чаще всего при напряжениях ниже предела текучести материала.

Вязкий (волокнистый) излом (рис. 1, б) имеет бугристо-сглаженный рельеф и свидетельствует о значительной пластической деформации, предшествующей разрушению. Поверхность излома матовая, с мелким, неразличимым глазом, зерном. По виду вязкого излома нельзя судить о форме и размерах зерен металла.

Усталостный излом (рис. 2) образуется в результате длительного воздействия на металл циклически изменяющихся во времени напряжений и деформаций. Разрушение начинается на поверхности (или вблизи нее) локально, в местах концентрации напряжений (деформации). Усталостная трещина возникает в местах, где имеются концентраторы напряжений или дефекты. Излом состоит из очага разрушения и двух зон - усталости и долома.

А б

Метод визуального наблюдения изломов называют фрактографией. На изломах макроструктуру оценивают путем сравнения с нормативными макроструктурами, приведенными в ГОСТ 10243-75, по25 параметрам.

Результаты вышеперечисленных исследований

ПЭМ: Для структуры АД1 характерно сравнительно равновесное состояние, о чём и свидетельствует формирование равноосновной субструктуры, равномерно распределённой по всему объёму металла, прилегающего к плоскости соединения, а так же формирование совершенных (стянутых) границ и субграниц.

Рентгеноспектральный анализ показал, что диффузия галлия происходит в направлении сплава АМг5, в то время как в стали химического присутствия галлия не обнаружено. При этом происходит многостадийный процесс формирования метастабильных фаз из основных легирующих элементов сплава АМг5 и галлия с формированием твёрдого интерметаллидного слоя и повышением температуры его плавления.

При испытании наноиндентированием: влияние реактивной диффузии галлия на свойства сплава АМг5 зафиксировано аномальное адсорбционное снижение прочности и размягчение металла ("эффект Ребиндера"). На рисунке показано отличие размеров отпечатков индентора Берковича в центральной и зернограничной области структуры образца сплава АМг5, при нагреве до 250 град. в вакуумной печи в течение 1 ч. Стабилизация механических свойств алюминия происходит при окончательной кристаллизации твёрдожидких фаз с галлием продолжительность затвердевания соответствует времени прорастания новых фаз на толщину нанесённой прослойки галлия.

Метод молекулярной динамики

Определение момента стабилизации микроструктуры при минимальной ширине диффузионной зоны и достижение удовлетворительных механических свойств в зависимости от метода нагрева моделировали экспериментально методом молекулярной динамики при температурах 50, 140 и 250 градусов Цельсия. Результатом моделирования являются координаты атомов на каждом шаге. По разнице координат определяется смещение атомов. Из всех смещений атомов не учитывается смещение без перескока (колебание атома вокруг узла). С помощью смещений, которые дают перескок, рассчитывали коэффициент диффузии. Энергию активации определяли по графику Аррениуса. Увеличение количества перескоков атомов, дающих вклад в диффузию, обусловлены большей активностью атомов с повышением температуры и возрастает от 28 (при 50 град. С) до 4346 (при 250 град. С). Коэффициенты диффузии составляют: для 50 град. С. для 140 град. С. и для 250 град. С. Энергия активации 0,62 эВ. Экспериментальное моделирование зависимости роста диффузионного слоя от температурно-временной экспозиции образцов АД1-галлий-АМг5 подтвердило общую тенденцию - с повышением температуры и времени термообработки реологические свойства галлия усиливаются и формируется обширная диффузионная зона.

Испытание прочности на сдвиг: при испытание прочности на сдвиг по ГОСТ 6996-66 (толщина материала а=6 мм, рабочая область l = 125 мм, захват h= 60 мм, нахлёст b= 40 мм) разрушающая нагрузка F составила 4710 Н, напряжение сдвига соответственно 2,94 МПа что значительно превышает минимально требуемое по техническому заданию (0,2 МПа).

На фрактографии плоскости разрыва: видно, что при сборке соединения произошло полное смачивание и схватывание соединяемых поверхностей с минимальным краевым эффектом. Согласно техническому заданию суммарная площадь дефектов соединения менее 10%. Максимальное усилие разрушения G "против сдвига" при площади диффузионного нахлёста 15 15 м составило 400 Н. Усилие на отрыв (максимальное усилие разрушения на единицу поверхности нахлёста) = 1,7 МПа. Прочность на сдвиг кольцевых образцов составила 9...11 МПа.

Заключение

Экспериментально установлена возможность соединения нержавеющей стали с алюминием при температуре 140 град. С. с использованием напыленного слоя технического алюминия и прослойки галлия. Наиболее благоприятная микроструктура и свойства диффузионной зоны наблюдаются с применением нагрева проходящим током низкого напряжения. Получены прочные неразъёмные соединения объёмной конфигурации без оплавления и коробления деталей. Данный способ соединения биметаллического узла рекомендуется для соединения по замкнутым, сопрягающимся или цилиндрическим поверхностям, с использованием эффекта термической усадки и обжатия.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.