Многослойные конструкции повышенной трещиностойкости, сформированные сваркой взрывом

Abstract

Применение слоистых конструкционных материалов перспективно при решении проблемы повышения надежности и долговечности тяжелонагруженных машин и оборудования. В работе рассмотрена возможность исопльзования сварки взрывом с целью получения многослойных конструкций с высоким ресурсом трещиностойкости, достигаемым за счет управления составом и свойствами зоны соединения путем введения барьерных слоев. В качестве барьерного слоя предложено использовать металлы, не взаимодействующе в твердом состоянии или образующие твердые растворы замещения (ванадий, медь, никель). Анализ результатов испытаний слоистых образцов на многоцикловую усталость в условиях пульсирующего растягивающего цикла позволил установить кинетику усталостного разрушения, зависящего от структурного состояния межслойной границы металлической композиции. Показано, что введение в структуру композиции промежуточного металлического слоя, характеризующегося резко отличными физико-механическими свойствами и повышенной вязкостью, приводит к повышению трещиностойкости материала по сравнению с одноименным эквивалентом.

Application of laminar structural materials is challenging in the solution of problem of increasing the reliability and life of heavy-loaded machines and equipment. The work deals with the possibility of application of explosion welding for producing myltilayer structures with a high reserve of crack resistance, achieved by control of composition and properties of the joining zone by adding barrier layers. As a barrier layer it was suggested to apply metals, not interacting in solid state or those, forming interstitial solid solutions (vanadium, copper, nickel). The analysis of test results of laminar specimens for low-cycle fatigue under conditions of pulsaring tensile cycle allowed establishing the kinetics of fatigue fracture, depending on structural state of interlayer interface of metal composition. It is shown that adding of an intermediate metal layer, characterized by greatly different properties and increased ductility, to the structure of composition leads to increase in crack resistance of material as compared to the similar equivalent.