Сучасна електрометалургія, 2022, №01



2022 №01 (05)

DOI of Article 10.37434/sem2022.01.06

2022 №01 (07)

---

Сучасна електрометалургія, 2022, #1, 47-55 pages

Структура і властивості зварних зʼєднань сталі 20, модифікованої наночастинками на основі карбіду вольфраму

В.Ю. Білоус, В.В. Пашинський, В.О. Березос, Р.В. Селін, Е.Л. Вржижевський

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Реферат
Досліджено вплив параметрів процесу зварювання сталі 20, модифікованої нанорозмірним карбідним модифікатором системи терморозщеплений графіт–вольфраміт на структуру та властивості зварних з’єднань низьковуглецевої сталі. Мета дослідження — встановлення закономірностей формування структури та комплексу механічних властивостей в матеріалі, що містить дисперсні зміцнюючи частинки карбідної фази при термічному впливі процесів зварювання. Сталь отримана способом електронно-променевого переплаву шихтової заготовки, до складу якої введено нанорозмірний карбідний модифікатор. Зварювання зразків дослідної сталі виконували з використанням технологій електронно-променевого та аргонодугового зварювань. На отриманих зразках досліджували макро- та мікроструктуру основного металу та зварних з’єднань методом оптичної мікроскопії, а також визначали механічні характеристики металу зварних з’єднань. Встановлено, що вихідний метал, отриманий способом електронно-променевого переплаву з наступною гарячою прокаткою отриманого зливка, має однорідну феритно-перлітну структуру, але морфологія карбідної фази в евтектоїдних колоніях відрізняється від пластинчастої перлітної присутністю сфероїдизованих частинок карбідної фази. При аргонодуговому зварюванні в зоні термічного впливу формуються структури з морфологією такого ж типу, як і в основному металі, основна відмінність полягає у підвищенні ступеня сфероїдизації карбідної фази та деякому зростанні розміру зерен. Технологія електронно-променевого зварювання приводить до формування вузьких прошарків зі структурою пакетного мартенситу в зоні плавлення зварного шва. Встановлено, що обидві технології зварювання забезпечують отримання з’єднань з механічними характеристиками на рівні основного металу, проте технологія електронно-променевого зварювання забезпечує більш високі характеристики пластичності металу. Бібліогр. 13, табл. 4, рис. 7.
Ключові слова:: нанорозмірний модифікатор; карбід вольфраму; дисперсійне зміцнення; електронно-променеве зварювання; аргонодугове зварювання; міцність; відносне подовження; мікроструктура

Received 24.01.2022

Список літератури

1. Ayan Bhowmik, Wengang Zhai, Wei Zhou, Sharon Mui Ling Na (2021) Characterization of carbide particle-reinforced 316L stainless steel fabricated by selective laser melting. Materials Characterization, 179, 111360. https://doi. org/10.1016/j.matchar.2021.111360
2. Liang J.W., Shen Y.F., Misra R.D.K. Liaw, P.K. (2021) High strength-superplasticity combination of ultrafine-grained ferritic steel: The significant role of nanoscale carbides. J. of Materi. Sci. & Technology, 83, 131–144. https://doi. org/10.1016/j.jmst.2020.11.078
3. Huabing Yang, Tong Gao, Huaning Zhang et al. (2019) Enhanced age-hardening behavior in Al–Cu alloys induced by in-situ synthesized TiC nanoparticles. J. of Materi. Sci. & Technology, 35(3), 374–382. https://doi.org/10.1016/j. jmst.2018.09.029
4. Jiao Z.B., Luan J.H., Guo W. et al. (2016) Effects of welding and post-weld heat treatments on nanoscale precipitation and mechanical properties of an ultra-high strength steel hardened by NiAl and Cu nanoparticles. Acta Materialia, 120, 216–227. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.08.066
5. Pereira V.S.M., Davisc T.P., Mayoral M.H. et al. (2022) Investigation of coarsening of oxide nanoparticles at 1400 K and its effect on the micro structure formation of an ODS Eurofer steel. Mater. Characterization, 185, 111723. https://doi. org/10.1016/j.matchar.2022.111723
6. Ахонін С.В., Березос В.О., Северин А.Ю. та ін. (2020) Одержання способом електронно-променевої плавки зливків заліза, легованого карбідом кремнію. Сучасна електрометалургія, 3, 24–29. http://dx.doi.org/10.37434/ sem2020.03.03
7. Węglowskia M.St., Błachaa S., Phillips A. (2016) Electron beam welding. Techniques and trends. Review. Vacuum, 130, 72–92.
8. Raghawendra P.S. Sisodia, Marcell Gaspar. (2021) Experimental assessment of microstructure and mechanical properties of electron beam welded S960M high strength structural steel. Manufacturing Letters, 29, 108–112.
9. Замков В.Н., Великоиваненко Е.А., Сабокарь В.К., Вржижевский Э.Л. (2005) Выбор температуры предварительного подогрева γ-алюминида титана при ЭЛС. ТИТАН. Технологии. Оборудование. Производство. Киев, ИЭС им. Е.О. Патона, cс. 20–23.
10. Kah P. (2021) Advancements in intelligent gas metal arc welding systems. fundamentals and applications. Woodhead Publishing Series in Welding and Other Joining Technologies, 1–103.
11. Ахонин С.В., Белоус В.Ю. (2017) Аргонодуговая сварка титана и его сплавов с применением флюсов. Автоматическая сварка, 2, 8–14.
12. Гусева Е.А., Климычев А.И. (1997) Аргонодуговая сварка титановых сплавов сквозным проплавлением. Сварочное производство, 2, 15–16.
13. Fuyang Gao, Yongjie Cui, Yifan Li et al. (2021) Microstructure and properties of Ti–6Al–4V alloy welded joint by keyhole gas tungsten arc welding. Mater. Sci. and Engineering: A, 827. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.142024

---

Реклама в цьому номері:

---