Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ: МАКРО- И МИКРОСТРУКТУРЫ ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Посмотреть оригинал

Сварка литейных алюминиевых сплавов с деформируемыми. Литосварные конструкции

Применение комбинированных литодеформированных сварных соединений открывает большие возможности для повышения технологичности конструкций как при их изготовлении, так и при ремонте. Применение комбинированных сварных конструкций из литых и деформированных деталей уменьшает трудности получения качественных отливок и деформированных заготовок больших размеров; создает возможность для более широкого применения высокопроизводительных методов литья, деформации; повышает качество и долговечность изделий.

Наиболее перспективной композицией для литодеформированных сварных конструкций являются алюминиевые деформированные и литейные сплавы, высокая удельная прочность, коррозионная стойкость и технологичность которых открывает им широкую область применения в различных отраслях народного хозяйства.

Значительную часть промышленных алюминиевых сплавов составляют свариваемые сплавы, но наибольшее распространение для применения в сварных конструкциях нашли алюминиево-магниевые сплавы. Эти сплавы характеризуются высокой коррозионной стойкостью, особенно в условиях морской атмосферы, хорошо свариваются способами сварки плавлением, в том числе и аргонодуговой сваркой.

К числу перспективных с точки зрения выполнения важного требования к сварным литодеформированным конструкциям — обеспечения высокой надежности сварных соединений без термической обработки после сварки — относится литейный сплав ВАЛ8.

Работа по исследованию свариваемости литейного сплава ВАЛ8 выполнялась на литых образцах, полученных в окончательно термообработанном состоянии в сочетании с деформируемыми сплавами АМгб и В1341 промышленных плавок. Механические свойства исследуемых материалов представлены в табл. 5.2. В ней в числителе приведены минимальное и максимальное значение характеристики, а в знаменателе — ее наиболее вероятная величина.

Литейный сплав ВАЛ8 относится к системе алюминий — медь — кремний, является высокопрочным сплавом с низкими значениями пластичности. Механическая обработка литых заготовок, фрезерование торцев на пластинах из листов деформированных сплавов и механическая обработка сварных образцов осуществлялись на вертикальном фрезерном станке марки 6В13П.

Таблица 5.2

Механические свойства основного металла исследуемых сплавов

Марка

сплава

Предел прочности МПа

Предел текучести о0 2, МПа

Относи

тельное

удлинение

5, %

Угол изгиба а, град

Ударная

вязкость

KCU,

Дж/см2

ВАЛ 8

279,7 316,0

161,3 — 267,5

4,5 5,8

19 — 30

3,2 —5,4

311,9

221,2

5,2

23

4,3

АМгб

361,7 — 377,4

224,2 — 262,5

17,7 —21,4

67 — 88

31,1 — 33,6

371,2

243,6

19,1

76

32,4

В1341

355 — 360

290 — 310

10 — 14

75 — 93

30,4 — 36,6

357

303

13

80

33,4

Ручная аргонодуговая сварка производилась в приспособлении на технологической подкладке с формирующей канавкой от источника питания переменного тока ИСВУ-315.

Для сварного соединения ВАЛ8 с В1341 исходя из условия наименьшей склонности к образованию горячих трещин применялась присадочная проволока Св. 1177, а для сочетания ВАЛ8 с АМгб — проволока Св. АМгбЗ.

При сварке соединений литейного сплава ВАЛ8 с деформированными сплавами АМгб и В1341 ось электрода смещалась от свариваемого стыка в сторону деформированного сплава на величину 0,7—1,0 мм. Механические свойства полученных сварных соединений представлены в табл. 5.3. Так же, как и в табл. 5.2, в числителе приведены минимальное и максимальное значение характеристики, а в знаменателе — ее наиболее вероятная величина.

Таблица 5.3

Механические свойства сварных соединений литейного сплава ВАЛ8 с деформируемыми В-1341 и АМгб

Сочетание свариваемых материалов

Марка

приса

дочной

прово

локи

Характе

ристика

образцов

Предел прочности св, МПа

Угол изгиба а, град

Ударная

вязкость

KCU,

Дж/см2

ВАЛ8 + В1341

Св.1177

Автоматическая сварка

224,5 — 280,4

7 — 17

0,7 —0,9

258,3

13

0,84

ВАЛ8 + В1341

Св.1177

Ручная

сварка

227,5 — 309,6 275,7

9 — 14 10

0,9 —1,2 1Д

Сочетание свариваемых материалов

Марка

приса

дочной

прово

локи

Характе

ристика

образцов

Предел прочности <тв, МПа

Угол изгиба а, град

Ударная

вязкость

KCU,

Дж/см2

ВАЛ8 + АМгб

Св. АК5

Автоматическая сварка

218,0 — 291,0 258,3

11 — 17 13

0,9 —2,3 1,2

ВАЛ 8 + АМгб

Св.

АМгбЗ

Автоматическая сварка

256,6 — 316,9 282,2

6 — 15 12

0,7 —4,2 1,2

ВАЛ8 + АМгб

Св.

АМгбЗ

Ручная

сварка

247,6 — 320,3 284,5

8 — 16 11

0,9 —1,2 1,1

Испытание на усталость сварных образцов, выполненных автоматической аргонодуговой сваркой, проводилось на испытательной машине 300-1 на изгиб с числом нагружений 2800 в минуту и базой испытаний 107 циклов. Результаты испытаний представлены в табл. 5.4.

Таблица 5.4

Результаты испытаний на усталость изгибом плоских образцов сварных

соединений

Сочетание

сплавов

Верхний предел нагружения, МПа

Число циклов до разрушения

Характер разрушения

Автоматическая сварка

ВАЛ8 + В1341

200

938 000—1 736 000

Основной металл ВАЛ8 на расстоянии 15—20 мм от шва

180

4 830 000—7 588 000

Основной металл ВАЛ8 на расстоянии 7—25 мм от шва

160

1 176 000—2 156 000

Основной металл ВАЛ8 на расстоянии 15—20 мм от шва

140

107

Без разрушения

Сочетание

сплавов

Верхний предел нагружения, МПа

Число циклов до разрушения

Характер разрушения

ВАЛ8 + АМгб

200

1 133 445—1 981 230

Основной металл ВАЛ8 на расстоянии 15—20 мм от шва

180

5 677 482—9 104 557

Основной металл ВАЛ8 на расстоянии 7—25 мм от шва

160

1 894 335—2 356 774

Основной металл ВАЛ8 на расстоянии 15—20 мм от шва

140

107

Без разрушения

Макроструктура шва образца ВАЛ8 + АМгб однородная, мелкозернистая. Наблюдается образование петлеобразных изотерм кристаллизации металла (рис. 5.14).

Макроструктура образца сварного соединения сплавов

Рис. 5.14. Макроструктура образца сварного соединения сплавов

ВАЛ8 + АМгб (х8)

Микроструктура металла шва соединения сплавов ВАЛ8 + + В1341 состоит из равноосных дендритов (рис. 5.15, а). В отдельных зонах сварного соединения имеет место оплавление границ зерен (рис. 5.15, б). Структура основного металла ВАЛ8 (рис. 5.15, в) и зоны сплавления со стороны сплава В1341 (рис. 5.15, г) не проявляет наличия пережога.

Микроструктура сварного соединения сплава ВАЛ8 со сплавом В1341 (х160)

Рис. 5.75. Микроструктура сварного соединения сплава ВАЛ8 со сплавом В1341 (х160):

а — шов; б — линия сплавления со стороны ВАЛ8; в — основной металл ВАЛ8; г — линия сплавления со стороны В1341

Микроструктура металла сварного шва соединения сплавов ВАЛ8 и АМгб (рис. 5.16, а) состоит из равноосных дендритов тонкого сложения. В зоне термического влияния соединения первичные дендритные ветки ориентированы к фронту кристаллизации металлов (рис. 5.16, б). В зоне термического влияния основного металла ВАЛ8 наблюдается оплавление эвтектики (рис. 5.16, в). По мере удаления от шва в основной металл ВАЛ8 оплавление эвтектики исчезает (рис. 5.16, г).

Микроструктура центральной части сварного соединения представляет собой мелкие равноосные, ориентированные в разные стороны дендриты, характерные для материала присадочной проволоки АМгбЗ.

Были выполнены коррозионные испытания сварных соединений из литейного сплава ВАЛ8 в сочетании с деформируемыми сплавами АМгб и В1341. Были определены склонность к расслаивающей коррозии (РК) (ГОСТ 9.904—82), склонность к межкристаллитной коррозии (МКК) (ГОСТ 9.021—74), склонность к общей коррозии (ГОСТ 9.913—90) и склонность к коррозионному растрескиванию (КР) при постоянной деформации по времени до растрескивания (ГОСТ 9.019—74). Полученные результаты представлены в табл. 5.5.

Микроструктура сварного соединения сплава ВАЛ8 со сплавом АМгб (х1б0)

Рис. 5.14. Микроструктура сварного соединения сплава ВАЛ8 со сплавом АМгб (х1б0):

а — шов; б — линия сплавления со стороны АМгб; в — линия сплавления со стороны ВАЛ8; г — основной металл ВАЛ8

Результаты коррозионных испытаний показали, что:

  • — при сварке сплавов ВАЛ8 и В1341 образцы не склонны к КР при всех исследованных режимах;
  • — при сварке сплава ВАЛ8 со сплавом АМгб склонности к КР нет, к РК — минимальная.

Результаты коррозионных испытаний сварных соединений из сплава ВАЛ8 со сплавами В1341 и АМгб

Сочетание

свариваемых

сплавов

Марка присадочной проволоки

Характеристика

образцов

Склонность к РК, балл

Склонность к МКК, мм

Коррозия под напряжением при о = 200 МПа

Общая коррозия

1 линия сплавления

2 линия сплавления

1 линия сплавления

шов

2 линия сплавления

потери

в, %

скорость коррозии, г/м • сут.

ВАЛ8

Основной

металл

0,175

ВАЛ 8 + В1341

Св.1177

АИНп

2

5

0,105

> 90

46,19

17,42

ВАЛ 8 + АМгб

Св. АМгбЗ

АИНп

2

2

0,07

> 90

ВАЛ8 + АМгб

Св.1201

АИНп

2

2

0,28

0,21

АИНп — автоматическая сварка вольфрамовым электродом в инертном газе.

Таким образом, на основании полученных результатов установлено следующее.

  • 1. Сварные соединения разноименных сочетаний ВАЛ8 + + В1341 и ВАЛ8 + АМгб имеют низкую пластичность, в А—5 раз ниже пластичности основного металла ВАЛ8 и в 30 раз ниже пластичности основного материала АМгб.
  • 2. Прочность сварных соединений ВАЛ8 с В1341 и ВАЛ8 с АМгб составляет 80—90 % от прочности основного металла ВАЛ 8.
 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы