Батаев Иван Анатольевич Формирование локализованных зон перемешивания в условиях высокоскоростного соударения металлических материалов и их влияние на структуру и свойства сварных соединений

Краткое описание

Батаев Иван Анатольевич Формирование локализованных зон перемешивания в условиях высокоскоростного соударения металлических материалов и их влияние на структуру и свойства сварных соединений

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

доктор наук Батаев Иван Анатольевич

обзор)

1.1 Особенности поведения материалов в условиях высокоскоростной деформации

1.2 Локализация пластического течения при высокоскоростном нагружении

1.3 Сварка материалов взрывом

1.3.1 Образование волн и вихрей на межслойных границах свариваемых взрывом материалов

1.3.2 Образование струи

1.3.3 Режимы сварки взрывом и «окно свариваемости»

1.4 Заключение

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ, НАГРЕВА, ОХЛАЖДЕНИЯ И ДИФФУЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ СВАРКЕ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО СОУДАРЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

2.1 Моделирование деформационного поведения материалов при высокоскоростном косом соударении пластин с использованием метода гидродинамики сглаженных частиц

2.1.1 Области режимов волно- и струеобразования

2.1.2 Механизм формирования волн и вихрей в процессе

высокоскоростного косого соударения пластин

2.1.3 Особенности деформационного поведения стальных пластин и распределение значений температуры вблизи межслойных границ

2.1.4 Сравнение расчетных значений с результатами экспериментов, проведённых с использованием пороховой пушки

2.1.5 О возможности а ^ в ^ а превращения при сварке взрывом стальных пластин

2.2 Оценка скорости охлаждения материала вблизи межслойных границ свариваемых взрывом пластин

2.2.1 Оценка скоростей охлаждения при сварке материалов взрывом в аналитической форме

2.2.2 Расчёт процесса охлаждения при сварке взрывом с использованием численного метода

2.2.3 Расчёт значений температуры и скорости охлаждения для дискретно расположенных вихревых зон

2.2.4. Расчёт температур с использованием начальных условий, полученных на основании решения задачи о соударении пластин

2.3 Исследование особенностей формирования сварных соединений между металлическими стеклами и кристаллическими материалами с использованием методов молекулярной динамики и просвечивающей электронной микроскопии

2.4 Выводы

3 СТРУКТУРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НА ГРАНИЦАХ СВАРИВАЕМЫХ ВЗРЫВОМ МАТЕРИАЛОВ

3.1 Формирование аморфной фазы при сварке взрывом пластин ниобия и хромоникелевой аустенитной стали

3.1.1 Результаты исследования микроструктуры сварного соединения

3.1.2 Результаты математического моделирования взаимодействия стальной пластины и ниобиевой фольги

3.1.3 Особенности формирования волн и вихрей вблизи межслойной границы

3.2 Особенности строения вихревых зон, обусловленные высокоскоростным затвердеванием расплавов в комбинациях «сталь - сталь», «титан - сталь», «цирконий - медь», «цирконий - никель», «алюминий - магний», «медь -латунь» и «тантал - медь»

3.2.1 Сварка взрывом пластин из углеродистой стали

3.2.2 Вихревые зоны в сваренном взрывом биметалле «медь - тантал»

3.2.3 Вихревые зоны в сваренном взрывом биметалле «медь -альфа-латунь»

3.2.4 Вихревые зоны в сваренном взрывом биметалле «цирконий - медь»

3.2.5 Вихревые зоны в сваренном взрывом биметалле «цирконий - никель»

3.2.6 Вихревые зоны в сваренном взрывом биметалле «алюминий -магниевый сплав Л231»

3.2.7 Вихревые зоны в сваренном взрывом биметалле «титановый сплав

углеродистая сталь»

3.2.8 Обсуждение результатов

3.2.9 Управление структурой вихревых зон

3.3 Выводы

4 ПРИМЕНЕНИЕ СВАРКИ ВЗРЫВОМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.1 Слоистые материалы, полученные сваркой взрывом пластин из низкоуглеродистой стали

4.2 Механические свойства слоистых композитов, полученных по технологии сварки взрывом стальных пластин

4.3 Многослойные материалы, полученные сваркой взрывом пластин из технически чистого титана

4.4 Композиционные материалы, полученные сваркой взрывом пластин из низкоуглеродистой и хромоникелевой аустенитной сталей

4.5 Композиционные материалы, полученные сваркой взрывом сталей

5ХВ2С и 12Х18Н10Т

4.6 Многослойные материалы, полученные сваркой взрывом пластин из низкоуглеродистой и мартенситностареющей сталей

4.7 Композиционные материалы, полученные сваркой взрывом пластин титановых сплавов ВТ23 и ВТ1-0

4.8 Композиционные материалы, полученные сваркой взрывом пластин титана и алюминия и последующим отжигом слоистых пакетов

4.9 Композиционные материалы, полученные сваркой взрывом пластин никеля и алюминия и последующим отжигом многослойного пакета

4.10 Выводы

5 ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ ФАЗ И ДЕФОРМАЦИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО УДАРА

5.1 Пластическая деформация низкоуглеродистой стали при нагружении пластин маховской волной, возникающей в предварительно сжатом заряде взрывчатого вещества

5.2 Особенности деформации высокоуглеродистой стали при нагружении гиперзвуковым потоком керамических частиц

5.3 Формирование двойников деформации в пластинчатом перлите при деформации стальной трубчатой заготовки, разрушенной взрывом

5.4 Выводы

6 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

6.1 Снижение затрат при производстве щековых электрододержателей руднотермических печей

6.2 Повышение долговечности биметаллических электрододержателей дуговых электропечей

6.3 Использование результатов исследований при разработке режимов

сварки разнородных материалов

6.4 Расширение технологических возможностей процессов сварки разнородных материалов

6.4.1 Перспективы применения многослойных материалов

6.4.2 Разработка технических решений по соединению разнородных

трудно свариваемых материалов

6.4.3 Использование результатов исследований федеральным казенным предприятием «НОЗИП»

6.5 Использование результатов работы в учебном процессе

6.6 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

ВВЕДЕНИЕ