Современная электрометаллургия, 2015, №01



2015 №01 (06)

DOI of Article 10.15407/sem2015.01.07

2015 №01 (08)

---

Современная электрометаллургия, 2015, #1, 44-49 pages  

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ РЕМОНТ СЛЯБОВЫХ МЕДНЫХ КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ МНЛЗ. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МЕТАЛЛА В ЗОНЕ СОЕДИНЕНИЯ

Г. М. Григоренко, Л. И. Адеева, А. Ю. Туник, М. А. Полещук, В. И. Зеленин, Е. В. Зеленин

E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU
 
 
Abstract
Приведены результаты исследования структуры и свойств сварных соединений медных пластин, полученных внахлест сваркой трением с перемешиванием (СТП). Соединяли пластины из чистой меди (М0) разной толщины: верхние - 2,5...5 мм, нижние - 16...22 мм. При СТП меди в результате пластической деформации металла, нагретого до температуры рекристаллизации, получены качественные сварные соединения без трещин и подрезов между основным металлом и металлом шва, а также пор в зоне соединения. Путем накладывания швов на определенном расстоянии друг от друга можно получить сплошное приваривание более тонкой верхней к массивной нижней пластине (по типу наплавки) с перекрытием зон перекристаллизации при минимальном нагреве и короблении деталей. В процессе деформации и перемешивания металла в твердой фазе создается более плотная микроструктура металла зоны соединения по сравнению с основным материалом. Микротвердость металла швов сопоставима с микротвердостью основного металла, а иногда бывает даже выше за счет измельчения зерна и деформации структуры. Так, при скоростях перемещения 110 мм/мин и вращения инструмента 1400 об/мин образовалось сварное соединение, практически равнопрочное с основным металлом. Проведенные исследования позволяют рекомендовать способ СТП для приварки внахлест медного листа к медной плите кристаллизатора машин непрерывного литья заготовок с целью восстановления его первоначальных размеров. Библиогр. 18, табл. 1, ил. 8.
 
 
Keywords: сварка трением с перемешиванием; рабочий инструмент; режимы сварки; механическое перемешивание; структура; микротвердость; рентгеноструктурный анализ
 
 
Received:                30.12.14
Published:               24.03.14
 
 
References
1. Радиальный слябовый кристаллизатор со щелевыми каналами и никелевым покрытием стенок / А.А. Макрушин, А.В. Куклев, Ю.М. Айзин и др. - М.: Металлургиздат, 2005. - С. 38-41.
2. Масато Т. Кристаллизаторы установок непрерывной разливки стали от «Mashima Kosan». Электроплакирование и термическое напыление: Междунар. науч.-практ. семинар.Е Екатеринбург, 2009. - С. 1-19.
3. Improvement in continuous casting mold technology the first fully ceramic - coated molds / K. Goode, D. Preshaw, B. Stalker et al. // Iron & Steel Technology. - 2008. - 7, № 2. - C. 74-76.
4. Упрочнение наплавкой трением с перемешиванием никелем медных стенок кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок / Г.М. Григоренко, В.И. Зеленин, П.М. Кавуненко и др. // Зб. наук. ст. за результатами, отриманими в 2010Д2012 рр., цільової комплексної програми НАН України «Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин». - Киев: ІЕЗ ім.Є.О. Патона НАН України, 2012. - С. 369-372.
5. Pat. 9125978.8 GB, МПК PCTrGB92. Friction stir butt welding / W.M. Thomas. - Publ. 01.12.91.
6. Ищенко А.Я., Лабур Т.М. Сварка современных конструкций из алюминиевых сплавов. - Киев: Наук. думка, 2013. - 415 с.
7. Карманов В. В., Каменева А. Л., Карманов В. В. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов: сущность и специфические особенности процесса, особенности структуры сварного шва // Аэрокосмическая техника. - 2012. - № 32. - С. 67-80.
8. Эрикссон Л. Г., Ларссон Р. Ротационная сварка трением, научные исследования и новые области применения // Технология машиностроения. - 2003. - № 6. - C. 81-84.
9. Kwon Y. J., Shigematsu I., Saito N. Dissimilar friction stir welding between magnesium and aluminium alloys // Materials Letters. - 2008. - 62. - P. 3827-3829. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2008.04.080
10. Zhou L., Liu H. J. Effect of 0.5 wt.% hydrogen addition on microstructural evolution of TiД6AlД4V alloy in the friction stir welding and post-weld dehydrogenation process // J.Materials characterization. - 2011. - 62. – 1036-1041. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2011.07.016
11. Ueji R., Fujii H. b, Cuib L. Friction stir welding of ultrafine grained plain low-carbon steel formed by the martensite process // J. Mater. Sci. and Eng. - 2006. - A 423. - P.324-330. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.02.038
12. Технология восстановительного ремонта слябовых кристаллизаторов МНЛЗ наплавкой трением с перемешиванием / Ю. Н. Никитюк, Г. М. Григоренко, В. И. Зеленин и др. // Современ. электрометаллургия. - 2013. - №3. - С. 51-55.
13. Microstructure and mechanical properties of friction stir welded pure Cu plates / Y. Sun, N. Xu., Y.Morisada, H.Fujii // Transaction of JWRI. - 2012. - 41, № 1. - Р. 53-58.
14. Effect of friction stir welding parameters on the microstructure and mechanical properties of the dissimilar AlДСu joints / P. Xue, D.R. Ni, D. Wang et al. // Mater. Sci. and Eng. - 2011. - 528. - P. 4683-4689.
15. Sun Y. F., Fujii H. Investigation of the welding parameter dependent microstructure and mechanical properties of friction stir welded pure copper // Ibid. - 2010. - 527. - P. 6879-6886.
16. Hwang Y. M., Fan P. L., Lin C. H. Experimental study on Friction Stir Welding of copper metals // J. of materials processing technology. - Sun Yat-Sen University No.70, Lien-Hai Rd., Kaohsiung 804, Taiwan-210, (2010). - P. 1667-1672. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2010.05.019
17. Savolainen K. Friction stir welding of copper and microstructure and properties of the welds // Doctoral dissertation for the degree of Doctor of Science in Technology. - Espoo, Finland: AaltoUniversitySchool of Engineering, 2012. - 174 p.
18. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев. - М.: Металлургия, 1982. - 632 с.