Печать
2008 №02 (01) 2008 №02 (03)

Автоматическая сварка 2008 №02


Журнал «Автоматическая сварка», № 2, #2008 г., с. 10-19

Склонность к образованию трещин и структурные изменения при ЭЛС монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов

К.А. Ющенко1, Б.А. Задерий1, А.В. Звягинцева1, С.С. Котенко1, Е.П. Полищук1, В.С. Савченко1, И.С. Гах1, О.П. Карасевская2

1ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11.
2Ин-т металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины

Реферат
Установлено, что основным дефектом сварных соединений монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов, выполненных ЭЛС, являются поперечные трещины в металле шва. Склонность к их образованию при ЭЛС монокристаллического никелевого суперсплава ЖС-26 в основном зависит от скорости сварки, предварительного подогрева и структурного состояния исходного металла. Вероятной причиной образования трещин в металле шва являются его структурная неоднородность, обусловленная особенностями термодеформационного цикла сварки, а также исходным структурным состоянием металла. Определен диапазон скоростей сварки, при которых трещины не образуются. Увеличение скорости сварки приводит к возрастанию их количества, а подогрев сдвигает в сторону более высоких значений критическую скорость сварки.
Ключевые слова: электронно-лучевая сварка, никелевые сплавы, монокристаллы, сварной шов, трещиностойкость, температурно-временные условия, скорость сварки, подогрев, рентгеновская дифрактометрия, нарушение монокристалличности, дислокационная структура, локальные зоны напряжений

Список литературы

1. Ющенко К. А. Свариваемость и перспективные процессы сварки материалов // Автомат, сварка. — 2004. — № 9. — С. 40А5.
2. Ющенко К. А., Дерломеико В. В. Анализ современник представлений о свариваемости // Там же. — 2005. — № 1-С. 9-13.
3. Суперсплавы II / Под ред. II. Г. Симса, Н. С. Столоффа, У. К. Хагеля: В 2 кн. — М.: Металлургия, 1995. — 384 с.
4. Эйдельштейи В. Е., Якушин Б. Ф., Стеблов В. И. Высокотемпературная деформация и образование околошовных трещин при сварке сплава типа нимоник // Автомат, сварка. — 1996. — № 11. — С. 40А4.
5. Сорокин Л. И. Об образовании горячих трещин в шве при сварке жаропрочных сплавов // Свароч. пр-во. - (997,—№7.— С. 9-11.
6. David S. A., Babu S. S.. Vitek J. М. Solidification and microstructure // J. Metals. — 2003. — № 6. — P. 14-20.
7. Deformation in the heat affected zone during spot welding of a nickel-base single crystal / О. M. Barabash, S. S, Babu, S. A. David at al. // J. Appl. Phys. — 2003. — 94, № 1. P. 738-742.
8. Stray grain formation in single crystal Xi-base superalloy welds / J.-W. Park, S. S. Babu, J. M. Vitek et al. // Ibid. — 2003. — 94, № 6. — P. 4203—4209.
9. К вопросу наследования сварными соединениями структурно-ориентированного состояния металлических материалов / К. А. Ющенко, О. П. Карасевская, С. С. Котенко и др. // Автомат, сварка. — 2005. № 9. — ( .3-11.
10. Pollock Т. М., Murphy W. Н. The breakdown of single-crystal solidification in high refractory nickel-base alloys // Mettall. Mater. Trans. A. — 1996. —27. — P. 1081-1094.
11. Borland J. C, Rogerson J. H. Examination of the patch test for assessing hot cracking tendencies of weld metal // British Weld. J. 1962. 9, №8, —P. 494-499.
12. Runde! G R., Nehrenberg A. E. Weld metal cracking of invar in circular patch test // Welding J. — 1966. - 45, №4. — P. 156-160.
13. Zessmenn G. G. Welding evaluation of experimental columbium alloys // Ibid. — 1964. — 43, № 3. — P. J 03-1 15.
14. Fewster P. F. Insight into polycrystalline materials with ultrahigh resolution and reciprocal space mapping. Commtsston on power diffraction. // Microstructure of Materials. — 2000.—24, № 12. -P. 17.
15. Карасевская О. П. Ориентационный рентгеновский экспериментальный метод фазового анализа // Металлофизика и новейшие технологии. — 1999. — 21, № 8. — С. 34.
16. Ungar Т., Mughrabi Н.. Ronnpage! D., Wilkens М. X-ray line-broadening study of the dislocation cell structure in deformed [001 J-orientated copper single crystals il Acta met. — 1984. —32. —P. 333.
17. Wilkens M, Ungar T., Mughrabi H. X-ray rocking-curve broadening of tensile-deformed [001]-orientated copper single crystals I/ Phys, status solidr. A. — 1987. — 104. — P. 157-170.
18. Krivog/ac M A. X-ray and neutron diffraction in nonideal crystals. — Berlin: Spnnger-Verl., 1996. — 402 p.
19. Mughrabi H. Dislocation wall and cell structures and longrange internal stresses in deformed metal ciystals // Acta met.— 1983,—31, —P. 1367-1379.
20. Ланин В. E., Лихачев В А., Гриняев Ю. В Структурные уровни деформации твердых тел. — Новосибирск: Наука, 1985.— 226 с.
21. Кооперативные деформационные процессы и локализация деформации ,' В. А. Лихачев, В. Е. Попин, В. И. Владимиров и др. — Киев: Наук, думка, 1989. — 320 с.
22. Малыгин Г. А. Самоорганизация дислокаций и локализация скольжения в пластически деформируемых кристаллах // Физика твердого тела. 1995. 37.—С. 3-42.
23. Сарафанов Г. ср. К теории образования неоднородных дислокационных структур // Физ. металлов и металловедение. — 1998. — 85. — С. 46-53.
24. Конева И. А., Коллов Э. В Физическая природа стадийHocrii пластической деформации // Изв. вузов. Физика. — 1990.— № 2, —С. 89-106.
25. Масленка С. Б. Жаропрочные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1983. — 192 с.
26. Ющенко К. А., Савченко В. С., Звягинцева А. В. Влияние термообработки и степени легирования на структурные изменения никелевых сплавов // Автомат, сварка. — 2004, —№ 1, —С. 14-16
27. Lippold Yohn C., Kotecki Damian 1. Welding metallurgi and weldability of stainless steels. — Willey interscience. 2005. — 302 p.
28. Савченко В. С., Маркашова Л. If., Ющенко К. А. Влияние состава и тонкой структуры швов на процессы термопластической деформации и образования подваликовых трещин при сварке аустенитных сталей Автомат, сварка. — 1994. — № 4. — С. 6-Ю.
29. Savchenko V. S., Yushchenko К. A. Mechanism of formation and methods of elemination of under-bead microcracks in multilayer welds with stable-austenitic structure // Proc. from Materials solutions’97 on joining and repair of gas turbine components, Indianapolis, Indiana, 15-17 Sept., 1997. — P. 17-22.
30. Характер образования горячих трещин при сварке литых жаропрочных никелевых сплавов / К. А. Ющенко, В. С. Савченко, К. О. Червяков, А. В. Звягинцева ' Автомат сварка. — 2004. — № 8. — С. 35-40.
31. Гессингер Г. X. Порошковая металлургия жаропрочных сплавов. — Челябинск: Металлургия, 1988.—318 с