Preview

Российские нанотехнологии

Расширенный поиск

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДИФИЦИРОВАНИЯ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫМИ ВОЛОКНАМИ ОКСОГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ

Полный текст:

Аннотация

В работе разработана модель движения наноструктурированных волокон оксогидроксида алюминия в ламинарном потоке транспортирующего газа аргона. На основе предложенной модели определен оптимальный диапазон размеров волокон, обеспечивающий эффективный транспорт модификатора потоком газа. В зависимости от концентрации волокон, которые транспортируются потоком газа, определены оптимальные технологические параметры модификатора оксогидроксида алюминия для аустенитных сталей. Определена оптимальная концентрация наноструктурированных волокон оксогидроксида алюминия в транспортирующем газе аргоне. Верификация результатов моделирования и эффективности разработанного способа производилась путем экспериментальных исследований по наплавке поверхностных слоев дуговой сваркой в среде инертного газа аргона (MIG-сварка). Установлено, что при модифицировании наплавленного поверхностного слоя наноструктурированными волокнами оксогидроксида алюминия в количестве 0,2 мг/см3 реализуется наибольший эффект модифицирования данного слоя системы Fe–C–Cr–Ni–Ti. За счет формирования в расплаве дополнительных центров, служащих инокуляторами в кристаллизующемся металле, средний размер дендрита по ширине уменьшается в 4,5 раза. Кроме того, доля наиболее благоприятной структуры неориентированных дендритов в общем объеме наплавленного слоя возрастает с 43 до 62 %. МБ-3.

Об авторах

М. А. Кузнецов
Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета
Россия

652050, Кемеровская обл., Юрга, ул. Ленинградская, 26



Е. А. Зернин
Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета
Россия

652050, Кемеровская обл., Юрга, ул. Ленинградская, 26



В. И. Данилов
Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук
Россия
634055, Томск, просп. Академический, 2/4 


С. П. Журавков
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия
634050, Томск, ул. Белинского, 51 


А. В. Крюков
Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета
Россия

652050, Кемеровская обл., Юрга, ул. Ленинградская, 26



Список литературы

1. Соколов Г.Н., Трошков А.С., Лысак И.В., Самохин А.В., Благовещенский Ю.В., Алексеев А.Н., Цветков Ю.В. Влияние нанодисперсных карбидов WC и никеля на структуру и свойства наплавленного металла // Сварка и диагностика. 2011. № 3. С. 36–38.

2. Kumar S.S, Murugan N., Ramachandran K.K. Microstructure and mechanical properties of friction stir welded AISI 316L austenitic stainless steel joints // J Mater Process Technol. 2018. V. 254. P. 79–90.

3. Mohan D.G, Gopi S., Rajasekar V. Mechanical and corrosionresistant properties of hybrid-welded stainless steel // Mater Perform. 2018. V. 57. № 1. P. 53–56.

4. Коберник Н.В., Михеев Р.С., Панкратов А.С., Линник А.А. Современные представления о модифицировании наплавленного металла и металла шва наноразмерными частицами // Сварка и диагностика. 2015. № 5. С. 13–18.

5. Чернышова Т.А., Калашников И.Е., Самохин А.В., Алексеев Н.В., Болотова Л.К., Кобелева Л.И. Исследование модифицирующего влияния добавок нанопорошков, полученных плазмохимическим синтезом, на структуру литых алюмоматричных КМ // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4. № 7–8. С. 147–152.

6. Коберник Н.В., Михеев Р.С., Панкратов А.С., Линник А.А. Модифицирование наплавленного металла наноразмерными частицами карбида вольфрама с целью повышения эксплуатационных свойств сварных соединений // Инженерный вестник. 2013. № 4. С. 9–12.

7. Cuixin C., Huifen P., Ran L., Yuanyuan L., Pu Z. Research on inclusions in low alloy steel welds with nano alumina addition // J Comput Teor Nanosci. 2012. V. 9. № 9. P. 1533–1536.

8. Паршин С.Г. MIG-сварка стали с применением наноструктурированных электродных материалов // Сварочное производство. 2011. № 10. С. 27–31.

9. Tashev P., Koprinkova-Hristova P., Petrov T., Kirilov L., Lukarski Y.J. Mathematical modeling and optimization of parameters of the mode for tungsten-inert gas remelting with nanomodifcation of the surface layer // J Mater Sci Technol. 2016. V. 24. № 4. P. 230–243.

10. Peng J., Yang L. Mathematical model on characteristics of V groove molten pool during MIG welding // Huagong Xuebao/CIESC J. 2016. V. 67. № S1. P. 117–126.

11. Биленко Г.А., Хайбрахманов Р.У, Коробов Ю.С. Компьютерное моделирование при разработке технологии сварки тонкостенных деталей из высокопрочной стали // Металлург. 2017. № 4. С. 25–29.

12. Kumar N., Bandyopadhyay A. Simulation of the effects of input parameters on weld quality in laser transmission welding (LTW) using a combined response surface methodology (RSM)-fnite element method (FEM) approach // Opt Lasers Eng. 2017. V. 36. № 4–6. P. 225–243.

13. Chinakhov D.A., Vorobjev A.V., Tomchik A.A. Simulation of active shielding gas impact on heat distribution in the weld zone // Mater Sci Forum. 2013. V. 762. P. 717–721.

14. Сологаев В.И. Гидравлика (механика жидкости и газа): Учебное пособие. Омск: Изд-во СибАДИ, 2010. 64 с.

15. Kwon Y.S., Jung Y.H., Yavorovsky N.A., Illyn A.P., Kim J.S. Ultra-fne powder by wire explosion method // Scripta Materialia. 2001. V. 44. № 8–9. P. 2247–2251.

16. Лернер М.И., Сваровская Н.В., Псахье С.Г., Бакина О.В. Технология получения, характеристики и некоторые области применения электровзрывных нанопорошков металлов // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4. № 11–12. С. 56–68.

17. Яворовский Н.А., Шиян Л.Н., Савельев Г.Г., Галанов А.И. Модифицирование полимерных мембран нановолокнами оксогидроксида алюминия // Нанотехника. 2008. № 3(15). С. 40–45.


Просмотров: 53


ISSN 1992-7223 (Print)