Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 7, No. 1(97)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Перегляд Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 7, No. 1(97) за Ключові слова "621.791"
Зараз показуємо 1 - 2 з 2
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Features of the welded seam material crystallization in Ti-TiB alloy under electron-beam welding conditions(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2023) Loboda, Petro; Zvorykin, Volodymyr; Zvorykin, Constantine; Vrzhyzhevskyi, Eduard; Taranova, Tatjana; Kostin, Valery; Zvorykin, LeonidNatural metal composite materials represent a promising class of modern structural materials that need to be welded. Such materials can be welded by fusion, as has been established with the Ti-TiB alloy as an example. The enhanced operational properties of such materials are determined by the microstructure, which is characterized by the presence of microfibers of borides, carbides, or silicides in the metal matrix. To preserve the mechanical properties of materials in a welded joint, it is necessary to ensure the formation of reinforcing microfibers in the welded seam material. Determination of formation mechanism of boride microfibers, originated in the welded seam material, will become the basis for optimizing of fusion welding modes, in particular, electron beam welding mode. The purpose of this study is the determination of formation mechanism of boride microfibers originated in the welded seam material. Two most probable variants of the formation mechanism are analyzed, which involve eutectic decomposition during crystallization from a liquid melt or eutectoid decomposition from a metastable crystallized alloy. The third version is a mixed variant of the two above-mentioned mechanisms. In the article the results of metallographic analysis of features of boride phase distribution and an analysis of elemental composition of boride fibers based on local Auger electron spectroscopy are presented. The object of study was a Ti-TiB alloy joint obtained by electron-beam welding. The analysis factors were the features of size, orientation, and nature of the distribution of boride phase microfibers in different areas of the welded seam. The characteristic elemental composition of boride microfibers, which characterizes the correspondence to equilibrium phases, is also studied. The degree of deviation of the ratio of boron and titanium in such a phase from the thermodynamically equilibrium in different layers of the material of the welded seam, formed by an electron beam in vacuum, is determined. The dependence of boride phase distribution under various conditions of heat exchange in the welded seam material on the side surfaces and in the central regions is established. It is shown that some of boride microfibers formed in the material of the welded seam are characterized by a deviation from the thermodynamically stable composition ТіВn (n = 1) to ТіВn (n = 0.85). The dendritic nature of boride microfibers distribution and the presence of meta-stable phase formations on Ti and B basis provide the grounds for proposing the predominant mechanism for the formation of structure of the welded seam material in the Ti-TiB alloy during crystallization. An analysis of hypothetical variants of the formation mechanism of boride microfibers originated in the welded seam material showed that the formation of a dendritic type of structure is characteristic for the growth of crystals of a new phase in the liquid phase. Such growth is characterized by the formation of equilibrium phases. The presence of a significant amount of non-equilibrium boride phase in the welded seam indicates the residue of non-equilibrium boron in the titanium matrix and continuation of growing of boride fibers in the crystallized welded seam. A determined mechanism for formation of boride microfibers originated in the welded seam material is eutectic decomposition during crystallization from a liquid melt with the formation of TiB microfibers and further growth of such crystals due to eutectoid decomposition from a metastable crystallized Ti-TiB alloy. The results obtained make it possible to understand the mechanism of formation of a welded seam in welded natural-composite metal materials, which permits to develop the recommendations for optimizing the welding technology for such materials.Документ Відкритий доступ Методика оцінки відокремлення шлакової корки при наплавленні низько- та середньовуглецевих сталей(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2023) Стреленко, Н. М.; Коваленко, В. Л.; Мастенко, Р. В.Показана актуальність використання, при розроблені нових зварювальних матеріалів, методик оцінки віддільності шлакової корки, що характеризуються легкою віддільністю і базуються на термодеформаційцних процесах в зразку. Розроблений спосіб оцінки відділення шлаку на основі теоретичного розрахунку термодеформаційних процесів в основному металі пройшов етапи експериментального дослідження. Експериментальна апробація запропонованої методики оцінки відокремлення шлакового покриття з поверхні наплавлених швів на зразки із сталі Сталь 3сп, 40Х під дослідними флюсами на основі шлакової системи TiO2-MnO-SiO2–MgO–СаО-FeO-Al2O3 дротами 30ХГСА та Св – 08Г1HMA проведена для різних режимів наплавлення. Критерій оцінки високотемпературного відокремлення шлакового покриття враховує: співвідношення геометричних параметрів дослідного зразка, кількість вкладеного тепла в процесі наплавлення та фактор наявності шпінелеутворюючих компонентів на міжфазній границі шлак-метал. Обрані параметри оцінювання відокремлення шлакової корки в балах, де гарантована віддільність шлакового покриття зараховується при самовільній віддільності шлаку при його руйнуванні або самовільній віддільності шлаку монолітним шаром. Практична цінність запропонованої методики полягає в можливості кількісного оцінювання вірогідності високотемпературного відокремлення шлакового покриття для широкої номенклатури флюсів для наплавлення. Результати проведених експериментів показують працездатність розробленої методики оцінки високотемпературного відокремлення шлакового покриття з поверхні металу шва.