Диссертация (1150863), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Последующая термообработкаприводит к ее полному восстановлению и может быть использована для достиженияжелаемой кинетики мартенситных превращений в слоях TiNi биметаллическихкомпозитов. Так, после термообработки при температуре 600оС в течение одного часаво всех сплавах TiNi, входящих в состав изучаемых биметаллов, наблюдалосьобратимое B2↔B19’ превращение.
Однако отжиг при температуре 450оС в течениедвух часов привел к тому, что богатые никелем слои TiNi стали претерпеватьдвухстадийное B2→R→B19’ превращение при охлаждении. В то время как послетакой термообработки эквиатомный слой биметалла “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” попрежнему претерпевает обратимое B2↔B19’ превращение при теплосменах. Из всегосказанного можно заключить, что выбор режима термообработки может бытьиспользованнетолькодлявосстановленияфункциональныхсвойствбиметаллических композитов с эффектом памяти формы, но и для их направленногоизменения.783.1.3.
Влияния сварки взрывом и режимов последующей термообработки намикротвердость биметаллических композитов.Результатыисследованиякинетикимартенситныхпревращенийвбиметаллических образцах показали, что после сварки взрывом в слоях композитовприсутствуют признаки воздействия больших пластических деформаций. Понятно,что такое воздействие оказывает существенное влияние на механические свойстваматериалов, составляющих биметаллический композит, особенно в зоне, близкой кконтактирующим при ударе поверхностям. С целью изучения механических свойствисследуемыхбиметалловпроизводилиизмеренияраспределениязначениямикротвердости в образцах. Измерения проводили в поперечном сечении внаправлении, перпендикулярном сварному шву.(а)(б)Рисунок 37.
Распределение микротвердости в биметаллических образцах “сталь Х18Н10Т –Ti49,3Ni50,7” (а) и “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” (б) после сварки взрывомНа Рисунке 37 представлены результаты измерений микротвердости в образцахнепосредственно после сварки взрывом. Измерения микротвердости в исходныхпластинах TiNi и стали Х18Н10Т показали что, сталь является более мягкимматериалом по отношению к TiNi.
Так средняя твердость стали составляет 250 HV, а79средняя твердость TiNi - 360 HV. Анализ распределения микротвердости в биметалле“сталь Х18Н10Т – Ti49,3Ni50,7” после проведенной сварки взрывом показал, что средняятвердость стального слоя увеличилась до 380 HV, тогда как твердость слоя TiNiувеличилась до 420 HV и выше. Рисунок 37а показывает распределениемикротвердости в композите “сталь Х18Н10Т – Ti49,3Ni50,7” в направлении,перпендикулярном сварному шву. Видно, что в области соединения двух материаловнаблюдаетсярезкоепадениезначениямикротвердости.Согласно[41],интенсификация режимов сварки при определенных условиях может привести кпоявлению подобного эффекта в непосредственной близости от линии соединения.Резкое понижение твердости металла в данной области связано с чрезмернымэнерговыделением при сварке.
Это энерговыделение приводит к разогреву до высокихтемператур под действием выделившегося тепла, что и разупрочняет металл.НаРисунке37бпредставленораспределениемикротвердостивбиметаллическом образце “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” после сварки взрывом. Результатыпоказали, что после сварки значение микротвердости распределено немонотонно потолщине биметаллического образца и составляет от 210 до 310 HV. Обнаруженозначительное падение величины микротвердости в области сварного шва посравнению со значением микротвердости в слоях биметаллического композита.Уменьшение значения микротвердости, наблюдаемое в области шва, может бытьвызвано теми же причинами, как и в случае с композитом “сталь Х18Н10Т –Ti49,3Ni50,7”.На Рисунке 38 представлено распределение значения микротвердости внаправлении перпендикулярном сварному шву в биметаллических образцах послетермообработки, следующей после сварки взрывом.
Рисунок 38а показываетизменение микротвердости по толщине образца в биметаллическом композите “стальХ18Н10Т – Ti49,3Ni50,7” после отжига при температуре 500оС в течении двух часов.Видно, что отжиг не привел к изменению среднего значения микротвердости в слоеTiNi.Крометоготермообработкапривелакустановлениюмонотонного80распределения значения микротвердости почти по всей толщине слоя никелидатитана.
В стальном слое отжиг также привел к установлению равномерногораспределения микротвердости. Из Рисунка 38а видно, что отжиг не устранилособенность на границе соединения двух материалов, которая заключается всущественном уменьшении значения микротвердости в области сварного шва.(а)(б)Рисунок 38. Распределение значения микротвердости в направлении, перпендикулярном сварномушву, в биметаллическом образце “сталь Х18Н10Т – Ti49,3Ni50,7” после термообработки притемпературе 500оС (а) и в биметаллическом образце “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” после термообработкипри температуре 600оС (б).Рисунок 38б, показывает результат воздействия отжига на распределениетвердости в биметаллическом композите “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50”.
Термообработка былапроведена при температуре 600оС в течение одного часа. На представленнойзависимости видно небольшое различие в значениях микротвердости двух слоев. Так,среднее значение микротвердости слоя Ti50Ni50 составляла 190 HV, в то время каксреднее значение микротвердости слоя Ti49,3Ni50,7 равнялась 210 HV. Заметим, чтотермообработка привела к устранению особенности в виде падения микротвердостина границе соединения двух материалов. Видно, что значение твердости изменяетсямонотонно по толщине всего биметалла с небольшой переходной областью в районесварного шва. Близость значений твердости компонентов биметалла объясняется81близостью химического состава компонентов биметалла, а так же тем, что послеуказанной термообработки, оба слоя имеют одну и ту же кристаллическую структурус кубической B2 решеткой.
Небольшое увеличение микротвердости в слое Ti49,3Ni50,7по сравнению с эквиатомным слоем связано с наличием в его кристаллическойрешетке избыточного никеля, способствующего возникновению дефектов замещенияв решетке и упрочнению материала.На Рисунке 39 изображенораспределение микротвердости вбиметаллическомкомпозите“Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” после отжигапри температуре 450оС в течениедвух часов. Хорошо видно, чтоданныйрежимтермообработкиоказал существенное влияние назначениемикротвердостивРисунок 39. Распределение значения микротвердости в отдельных слоях по сравнению снаправлении, перпендикулярном сварному шву, вбиметаллическом образце “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” после описанным ранее отжигом притермообработки при температуре 450оС в течение двухтемпературе 600оС. Можно видеть,часов.что распределение микротвердостихарактеризуется резким изменением этой величины при переходе из одного слоя вдругой.
Так, среднее значение микротвердости в эквиатомном слое TiNi составляло210 HV, в то время как твердость слоя Ti49,3Ni50,7 достигала значения 265 HV.Подобная разница в микротвердости двух слоёв объясняется тем, что после указаннойтермообработки слои имеют различную кристаллическую структуру. Слой Ti50Ni50находится в кубической B2-фазе, о чем так же свидетельствует близость значениямикротвердости к микротвердости этого же слоя после отжига при температуре 600оСв течение одного часа (Рисунок 38б).
В то же время, известно, что в сплаве TiNi ссодержанием никеля более 50,2 ат.% после указанной термообработки происходит82выпадение частиц вторичной фазы Ti3Ni4. Эти частицы способствуют образованию Rфазы и упрочнению материала. Таким образом, после отжига при температуре 450оСв течение двух часов, слой Ti49,3Ni50,7 при комнатной температуре находился вромбоэдрическойR-фазе,чтоипривелокзначительномуувеличениюмикротвердости.Результаты исследования распределение микротвердости в биметаллическихкомпозитах “сталь Х18Н10Т – Ti49,3Ni50,7” и “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” показали, что впроцессе сварки биметаллы подвергаются большим пластическим деформациям поддействием энергии, выделившейся в процессе детонации взрывчатого вещества. Вобоих композитах эти деформации привели к немонотонному распределениюзначения микротвердости по толщине получившихся биметаллических композитов.
Вобоих случаях наблюдалось значительное уменьшение микротвердости в областисварного шва, что связано с использованием избыточного количества взрывчатоговещества [41]. Установлено, что отжиг привел к восстановлению механическихсвойств слоев биметалла “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” и устранил особенность на границесоединения двух материалов. В то же время термообработка биметалла “стальХ18Н10Т – Ti49,3Ni50,7” также привела к восстановлению механических свойствматериалов вдали от области сварного шва, однако не смогла устранить особенностьна границе соединения слоев.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
