По страницам Welding and Cutting
Saved in:
| Published in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101359 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | По страницам Welding and Cutting // Автоматическая сварка. — 2009. — № 12 (680). — С. 57-58. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859717056017989632 |
|---|---|
| citation_txt | По страницам Welding and Cutting // Автоматическая сварка. — 2009. — № 12 (680). — С. 57-58. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| first_indexed | 2025-12-01T08:07:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
R. Bolot, J.-L.Seichepine, Ch. Coddet et al.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ AlSi ПОЛИЭФИРНЫХ ИСТИРАЕМЫХ ПОКРЫТИЙ
Истираемые заглушки используются в аэрокосмической
области с целью контроля утечек между лопатками ротора
двигателя и его статическими частями. Для того чтобы по-
лучить сочетание необходимых свойств, заглушки создавали
с использованием термически напыленных покрытий, кото-
рые, как правило, получали с применением двух- или
трехфазных порошковых смесей. В работе использован ме-
тод конечных элементов и конечных разностей, основанных
на двухмерных структурах, взятых из микрофотоснимков.
Изучена и измерена теплопроводность термически напылен-
ных AlSi полиэфирных истираемых покрытий, полученных
из порошков Metco 601 NS и Durabrade 1605. Полученные
значения сравнивали с экспериментальными.
Для расчета эффективной теплопроводности изготавли-
ваемых двухфазных покрытий использовали два численных
кода, основанных на методе конечных элементов и конечных
разностей. Эти два кода испытаны для микроструктур попе-
речного сечения одного покрытия. Несмотря на то что была
замечена разница относительно прогнозируемой эффектив-
ности теплопроводности, обеспечиваемой двумя кодами, ре-
зультаты хорошо сочетались с экспериментальными данны-
ми. В частности, соотношение между эффективной теплоп-
роводностью покрытия и теплопроводностью AlSi было
выше 200, следовательно, обеспечивается эффективная теп-
ло- проводность примерно 0,5 Вт⋅м–1⋅К–1. Этот результат
очень отличается от покрытий YPSZ или пористого оксида
алюминия (исследованных ранее), для которых это соотно-
шение более низкое. В соответствие с расчетными данными
первым критерием при рассмотрении микрофотоснимков яв-
ляется не самое большое возможное расширение (как для
пористого TBC, например), а способность охватить доста-
точно большую область, что дает хорошее представление о
связанности AlSi фазы. Представленные результаты относят-
ся к порошку Duradrade 1605, однако для порошка Metco 601
NS они аналогичны.
C. Selcuk, S. Bond, P. Woollin et al.
СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ (Обзор)
Способы порошковой металлургии (ПМ) обладают вы-
сокой производительностью и идеально подходят для созда-
ния деталей c формой, близкой к готовой детали, особенно
сложной геометрии, используя материалы, которые макси-
мизируют использование материала и, следовательно, мини-
мизируют или исключают вторичную обработку такую, как
механическая обработка. Последняя характерна для деталей,
полученных с помощью обработки жидкого металла (нап-
ример, при литье), и приводит к дополнительному этапу
производства со значительными затратами и созданием от-
ходов. Тем не менее, несмотря на такое очевидное преиму-
щество способов ПМ, соединение материалов, синтезирован-
ных из порошков, связано с трудностями, которые касаются
их природных характеристик таких, как пористость, загряз-
нение и включение, на уровнях, склонных влиять на свойства
сварного соединения. В данной статье представлен обзор
современного уровня развития сварных компонентов ПМ.
Сделана попытка идентифицировать получившие предпочте-
ние способы соединения и обозначить явные технологичес-
кие проблемы при соединении изделий ПМ.
Сегодня имеется большой диапазон порошковых
материалов и они доступны для широкой номенклатуры
сплавов, но не существует универсального способа их сое-
динения. Тем не менее имеется определенное количество
сварочных характеристик для изделий из ПМ, которые от-
личаются от тех, которые имеют отношение к кованым или
литым эквивалентам (либо в последовательности производ-
ственного маршрута либо в типичном применении изделия
ПМ). Например, если изделия ПМ используются для разных
высокоточных применений, желательно выполнять сварку с
помощью процесса, который обеспечивает минимальную де-
формацию. В данном случае дается предпочтение способам
с низким количеством подводимого тепла таким, как лазер-
ная и электронно-лучевая сварка, но любой способ с низким
количеством подводимого тепла также неизбежно приведет
к быстрому охлаждению и, следовательно, высокой твердос-
ти в стальных деталях, особенно, с более высоким содержа-
нием углерода. Не ясно могут ли спеченные детали быть
сварены электронным лучом в вакууме, однако, принимается
во внимание природная пористость, в которой могут задер-
живаться газы и примеси, которые могут быть вплавлены в
ПО СТРАНИЦАМ
«WELDING AND CUTTING»,
2009, № 2
1/2010 57
шов. Снижение вакуума при электронно-лучевой сварке, для
которой требуется вакуум приблизительно 10–3 мбар, может
быть подходящим для использования при сварке спеченных
деталей ПМ, так как предотвращает трудности в получении
соответствующего вакуума, но этот способ находиться еще
в состоянии разработки.
Как и при сварке металлических материалов, недо-
пустимым при сварке деталей из ПМ является образование
дефектов. Любая пористость в изделии ПМ склонна заклю-
чать в себе загрязняющие вещества и газы, что может при-
вести к образованию пор в металле шва и вызвать отдельные
моменты, повышающие чувствительность к проявлению го-
рячего и холодного растрескивания. Например, серные и фос-
форные загрязняющие вещества провоцируют образование
усадочных трещин, тогда как влага и углеродные загрязня-
ющие вещества приводят к водородному растрескиванию.
Для того чтобы минимизировать такие проблемы, оче-
видно необходимо поддерживать чистоту поверхности. Для
этого желательно избегать обработки паром, а перед сваркой
необходимо выполнить обезжиривание поверхности. Если
загрязнение существует, целесообразно использование при-
садочного металла, являющегося более приемлемым к заг-
рязнению, чем основной металл, например, никелевого спла-
ва, в случае с которым предпочтительно использовать спо-
собы дуговой сварки. Одним из возможных преимуществ
взаимосвязанной пористости может быть тот факт, что во-
дород способен диффундировать через открытые пористые
структуры при сварке стальных изделии ПМ, что может сде-
лать их более стойкими к водородному растрескиванию.
Если пористость в основном металле значительная, то
это может привести к отрыву металла, прилегающего ко шву
просто из-за развития пластической деформации за рамками
возможностей изделия ПМ, возможно обостренной фактором
геометрического влияния на соединение. В таком случае же-
лательно использование низкого количества подводимого
тепла для сокращения количества деформированного мате-
риала, а сварка трением может быть целесообразной, пос-
кольку сжатие, имеющее место, склонно закрывать поры. На
самом деле для изделия ПМ, как правило, используют сварку
трением, благодаря силе сжатия и тому факту, что она уда-
ляет первоначальный слой, который может быть загрязнен,
с поверхности соединения.
Очевидным является то, что характеристики порошковой
частицы, влияющие на спекание изделия ПМ, и, следователь-
но, его окончательную пористость, не получили достаточно-
го внимания с точки зрения исследования поведения при
сварке. Для того чтобы получить хороший контроль порис-
тости и минимизировать ее негативное влияние при сварке,
необходимо уделить внимание влиянию характеристик по-
рошковой частицы, таким, как форма частицы, размер и пло-
щадь поверхности, плотность и пористость прессованного
порошка для улучшения свариваемости.
H. Koivuluoto, S. M. Kotilainen, P. Vuoristo.
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ ХОЛОДНЫМ НАПЫЛЕНИЕМ
ПРИ ВЫСОКОМ И НИЗКОМ ДАВЛЕНИИ (Обзор)
Холодное напыление — это новый процесс термического
напыления, который позволяет изготавливать металлические
и композитные покрытия с низкой пористостью и низким
содержанием кислорода. Такие покрытия являются очень
привлекательными для применения в случаях, например, за-
щиты от коррозии и электропроводности. В работе предста-
влены характеристики структуры и механических свойств
покрытий ХНВД (холодное напыление при высоком дав-
лении) и ХННД (холодное напыление при низком давлении).
Покрытия Ta, Ni и Cu при ХНВД демонстрируют однород-
ную плотную структуру; тогда, как покрытия Ni20Cr ХНВД
и Cu+Al2O3 ХННД включают сквозную пористость, согласно
испытаниям на коррозию. Более того, LALPCS (выполняе-
мые с помощью лазера) продемонстрировали значительное
улучшение плотности покрытия Cu+Al2O3.
Как правило, покрытия ХНВД имеют плотную структуру
(пористость отсутствует или уровень пористости низкий). В
данной работе была четко показана высокая плотность Ta,
Cu и Ni покрытий ХНВД. Это открывает большие преиму-
щества для покрытий, полученных холодным напылением.
При соударении вследствие деформационного упрочнения
частицы ХНВД сильно деформируются. У процесса ХНВД
скорость частиц выше, чем у процесса ХННД из-за более
высокого давления и температуры. Это улучшает свойства
покрытий, указывая на высокую твердость, благодаря дефор-
мационному упрочнению, и на подходящее соединение из-за
деформации частиц. Очевидно, что плоская форма частиц
появляется в результате деформации частиц. Более того, гра-
ница раздела между покрытием и подложкой является самой
слабой точкой при испытании на растяжение, отображая раз-
рушение адгезионного типа и приемлемые связи между час-
тицами.
В процессе ХННД, как правило, используют смеси ме-
таллокерамического порошка. Существует три основные
функции использования твердой фазы: активирующая, очи-
щающая и проковочная. Частицы порошка также пластично
деформируются при соударении, однако, необходимо отме-
тить различные типы порошков (например, Cu дендритные
частицы против сферических). Согласно РЭМ анализу и дру-
гим исследованиям, количество алюминия уменьшается по
сравнению с исходным начальным порошком, а напыленное
покрытие характеризуется активирующим и упрочняющим
металлическую матрицу действием алюминия. Твердость
покрытий ХННД также более высокая, но ниже, чем у пок-
рытий ХНВД. При соударении в ХНВД происходит больше
деформационного упрочнения и пластической деформации,
что влияет на увеличение твердости. Cu+Al2O3 покрытие
ХННД было визуально плотным, но сплошная пористость
наблюдалась при измерениях потенциала открытия пор. Сле-
довательно, для того чтобы исключить пористость и улуч-
шить плотность был протестирован выполняемый с по-
мощью лазера процесс ХННД. Получены перспективные ре-
зультаты в отношении улучшения плотности Cu+Al2O3
покрытий LALPCS, которые демонстрируют плотную струк-
туру покрытия при измерении потенциала открытия пор.
Улучшение было значительным.
Таким образом, холодное напыление демонстрирует по-
тенциал при создании плотных и без пустот металлических
и композитных покрытий. Плотность и герметичность имеют
важную роль в отношении коррозионной защиты покрытий.
На данный момент достигается однородная плотность Ta, Cu
и Ni покрытий ХНВД, что является последствием оптими-
зации порошка, параметров напыления и их сочетания. Сле-
дующим шагом будет улучшение связи между частицами и
границей раздела покрытие–подложка. Кроме того, покрытия
ХННЗ требуют улучшения плотности, а для этого использо-
вание лазера является единственной возможностью. Оптими-
зация и разработка будут продолжаться в будущем.
58 1/2010
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101359 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0005-111X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T08:07:12Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | 2016-06-02T20:35:20Z 2016-06-02T20:35:20Z 2010 По страницам Welding and Cutting // Автоматическая сварка. — 2009. — № 12 (680). — С. 57-58. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101359 ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Краткие сообщения По страницам Welding and Cutting Review of journal «Welding and Cutting» Article published earlier |
| spellingShingle | По страницам Welding and Cutting Краткие сообщения |
| title | По страницам Welding and Cutting |
| title_alt | Review of journal «Welding and Cutting» |
| title_full | По страницам Welding and Cutting |
| title_fullStr | По страницам Welding and Cutting |
| title_full_unstemmed | По страницам Welding and Cutting |
| title_short | По страницам Welding and Cutting |
| title_sort | по страницам welding and cutting |
| topic | Краткие сообщения |
| topic_facet | Краткие сообщения |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101359 |