Search academic texts

Information × Registration Number 0825U000370, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 12-02-2025 popup.evolution o Title Development of a technology for butt plasma-arc multi-pass welding of the titanium-steel bimetal with application of barrier coatings Author Oleg V. Ganushchak, popup.head Korzhyk Volodymyr M. popup.opponent Oleksii A. Slyvinskyi popup.opponent Oleksandr P. Shatrava popup.review Anatoliy V. Zavdoveev popup.review Artemy V. Bernatskyi Description Дисертаційна робота присвячена вивченню металургійних особливостей процесів плазмово-дугового багатопрохідного зварювання біметалу титан-сталь із нанесенням бар’єрних прошарків для мінімізації або повного усунення інтерметалідних фаз (ІМФ), які зазвичай утворюються при взаємодії титану та сталі у нагрітому до певних температур стані. Вивчення зазначених металургійних особливостей дозволить створити технології одержання зварних з’єднань прийнятної якості, які використовуються в хімічній промисловості та магістральних трубопроводах. Для підвищення експлуатаційного ресурсу труби таких трубопроводів виготовляють зі сталі, плакованою із внутрішньої сторони труби шаром титану або титанового сплаву. Наявність титанового шару і високі вимоги до міцності та корозійної стійкості зварних швів, викликають ряд проблем при виборі способів зварювання. Актуальною є задача вибору спеціальних технологічних прийомів, способу зварювання та розробки відповідної технології з’єднання листів плакованої титаном сталі, яка за порівняно невисоких витрат дозволить отримувати трубні вироби необхідної якості. Об’єкт дослідження – процеси плазмового і дугового зварювання конструкційної низьковуглецевої сталі, плакованої шаром титану, із застосуванням бар’єрних покриттів. Предмет дослідження – формування стикового зварного з’єднання біметалу «титан-сталь» при багатопрохідному зварюванні. Мета роботи – дослідження ефективності застосування бар’єрних покриттів з різних матеріалів та їх нанесення на титан та сталь з використанням різних методів плазмово-дугового наплавлення і напилювання для мінімізації утворення інтерметалідних фаз при зварюванні встик сталевих листів, плакованих шаром титану, розробка технології одержання таких стикових з’єднань. До наукової новизни дослідження відносяться наступні положення: 1. Вперше встановлено закономірності впливу величини погонної енергії Е на товщину перехідної зони, що утворюється при взаємодії розплаву сталі з титаном в процесах плазмового та дугового наплавлення сталі на титан, і включає інтерметалідні фази Ti-Fe, а саме – при значенні Е в інтервалі 45–60 Дж/мм ця величина становить 10–60 мкм, а при збільшенні величини Е до 60–100 Дж/мм – досягає 450 мкм і більше із утворенням значної кількісті мікротріщин та інших дефектів. 2. Отримало подальший розвиток уявлення про особливості структуроутворення при металургійній взаємодії ванадію зі сталлю в процесах плазмового та дугового наплавлення покриття ванадію на сталь і сталі на це покриття, встановлено, що в перехідній зоні між наплавленим ванадієвим покриттям і сталлю утворюється інтерметалідний прошарок змінної концентрації (40–75 мас.% V і 60–25 мас. % Fe) і підвищеної твердості (до 5520 МПа), що призводить до тріщиноутворення. 3. Отримало подальший розвиток уявлення про особливості металургійної взаємодії розплаву мідних сплавів з титаном і сталлю, а саме – встановлено умови нанесення бар’єрного покриття із сплаву CuSi3Mn1 на титанову пластину, при яких взаємна дифузія елементів на межах розділу «титан-CuSi3Mn1-сталь» не призводить до утворення крихких фаз та тріщиноутворення. 4. Вперше виявлено особливості металургійної взаємодії на межі «титан – плазмово напилене сталеве покриття» при плазмово-дуговому наплавленні сталевого дроту на це покриття, а саме – умови мінімізації його товщини (не менше 400 мкм) і величини погонної енергії наплавлення на це покриття (до 200–250 Дж/мм), при яких між напиленим покриттям і титаном утворюється бездефектна перехідна зона. 5. Вперше встановлено, що в результаті нагріву плазмовими і дуговими зварювальним джерелами при заповненні розробки стикового з’єднання біметалу «титан-сталь» в процесі багатопрохідного зварювання до 900–1300⁰С в зоні контакту титану і сталі в твердій фазі утворюється бездефектна перехідна зона товщиною від 1 мкм до 10 мкм, в якій при при подальшому підвищенні температури до 1430⁰С утворюється суміш інтерметалідів з мікротвердістю HV 600–800 та інтегральним хімічним складом, що відповідає формулі Ti2Fe. Registration Date 2025-01-29 popup.nrat_date 2025-01-29 Close