S. V. Gladkovsky , S. V. Kuteneva, I. S. Kamantsev, R. M. Galeev, D. А. Dvoynikov
FORMATION OF THE MECHANICAL PROPERTIES AND FRACTURE RESISTANCE CHARACTERISTICS OF SANDWICH COMPOSITES BASED ON THE 09G2S STEEL AND THE EP678 HIGH-STRENGTH STEEL OF VARIOUS DISPERSION
DOI: 10.17804/2410-9908.2017.6.071-090 The structure, mechanical properties and impact strength of 5-layered composites based on maraging and low-alloy mild steels are investigated. The effect of subsequent heat treatment on the microstructure and mechanical properties of layered composites is studied. The contribution of the presence of the initial ultrafine-grained microstructure of maraging steel to the formation of the mechanical properties of explosion-welded and thermally strengthened layered composites is evaluated.
Acknowledgement: The work was partially supported by the project of UB RAS No. 15-15-1-52 (the "Arctic" program) in terms of studying the characteristics of impact strength and dynamic crack resistance at room and low temperatures, within the framework of the RFBR grant No. 16-38-00723mol_a in the part of the study cyclic crack resistance of layered composites, and within the framework of the State Order No. 01201375904 in the part of studying the microstructure of individual layers of composites and the structure of interlayer boundaries. Keywords: layered composite, explosion welding, low-alloy mild steel, maraging steel, microstructure, mechanical properties, brittle fracture resistance characteristics References:
- Chawla N., Chawla K.N. Metal Matrix Composites, 2nd ed., New York, Springer Science+Business Media, 2013, 370 p. DOI: 10.1007/978-0-387-74365-3_6
- Kobelev A.G., Lysak V.I., Chernyshev V.N., Bykov A.A., Vostrikov V.P. Proizvodstvo Metallicheskikh Sloistykh Kompozitsionnykh Materialov [Production of Laminated Metal Composite Materials]. Moscow, Intermet Inzhiniring Publ., 2002, 496p. (In Russian).
- Smirnov S.V., Veretennikova I.A. Comparative Evaluation of Metal Damage on the Free Lateral Surface of Single-Layer and Three-Layer Strips under Rolling. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures, 2015, no. 4, pp. 6–15. Available at: http://dreamjournal.org/DREAM_Issue_4_2015_Smirnov_S.V._et_al._006_017.pdf
- Kolesnikov A.G., Plokhikh A.I. A study of special features of formation of submicro- and nanosize structure in multilayer materials by the method of hot rolling. Metal Science and Heat Treatment, 2010, vol. 52, iss. 5–6, pp. 44–49. DOI: 10.1007/s11041-010-9266-x
- Trykov Yu.P., Gurevich L.M., Shmorgunov V.G. Sloistye Kompozity na Osnove Alyuminiya i Ego Splavov [Laminated Composites Based on Aluminum and its Alloys]. Moscow, Metallurgizdat Publ., 2004, 230 p. (In Russian).
- Lozhkin V.S., Lozhkina E.A., Mali V.I., Esikov M.A. Structure and mechanical properties of multilayered composite material, formed by explosive welding of steel 12Х18Н10Т and steel Н18К9М5Т thin plates. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty, 2014, no. 3 (64), pp. 28–36. (In Russian).
- Maltseva L.A., Tyushlyaeva D.S., Maltseva T.V., Pastukhov M.V., Lozhkin N.N., Inyakin D.V., Marshuk L.A. Laminated Metal Composite Materials Produced by Explosion Welding: Structure, Properties, Structural Features of the Transition Zone. Deformatsiya i Razrushenie Materialov, 2013, no. 4, pp. 19–26. (In Russian).
- Embury J.D., Petch N.J., Wraith A.E., Wright E.S. The fracture of mild steel laminates. Transactions of the Metallurgical Society of AIME, 1967, vol. 239, pp. 114–118.
- Botvina R.L. Razrushenie. Kinetika, Mekhanizmy, Obshchie Zakonomernosti. [Fracture. Kinetics, General Mechanisms]. Moscow, Nauka Publ., 2008, 334 p. (In Russian).
- Landau L.D. On the problem of turbulence. Doklady AN SSSR, 1944, vol. 44, no. 8, pp. 339–342. (In Russian).
- Cowan G.R., Bergmann O.R., Holtzman A.H. Mechanism of bond zone wave formation in explosion-clad metals. Metallurgical and Materials Transactions B, 1971, vol. 2, no. 11, pp. 3145–3155.
- Deribas A.A. Fizika Uprochneniya i Svarka Vzryvom [Physics of Hardening and Explosion Welding]. Novosibirsk, Nauka Publ., 1980, 220 p. (In Russian).
- Mali V.I., Bataev I.A., Bataev A.A., Pavlyukova D.V., Prikhodko E.A., Esikov M.A. Geometric transformations of sheet steel billets in explosion welding of multiple sandwiches. Fizicheskaya mezomekhanika, 2011, vol. 6, no. 14, pp. 117–124. (In Russian).
- Lysak V.I., Kuzmin S.V. Producing composite materials by explosive welding. Vestnik Yuzhnogo Nauchnogo Tsentra, 2013, vol. 9, pp. 64–69. (In Russian).
- Perkas M.D. Vysokoprochnoye Martensitno-Stareyushchie Stali [High-Strength Maraging Steels]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1970, 224 p. (In Russian).
- Gladkovsky S.V., Potapov A.I., Lepikhin S.V. Studying the deformation resistance of EP679 maraging steel Investigation EP679. Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures, 2015, no. 4, pp. 16–26. Available at: http://dream-journal.org/ /DREAM_Issue_4_2015_Smirnov_S.V._et_al._006_017.pdf
- Sedykh V.S., Sonnov A.P., Shmorgunov V.G. Determination of local strain under explosion welding. Izvestiya Vuzov. Chernaya Metallurgiya, 1984, no. 11, p. 136. (In Russian).
- Martin J.W. Mikromekhanizmy Dispersionnogo Tverdeniya Splavov [Micromechanisms in Particle-Hardened Alloys]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1983, 167 p. (In Russian).
С. В. Гладковский, С. В. Кутенева, И. С. Каманцев, Р. М. Галеев, Д. А. Двойников
ФОРМИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСА МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИВЛЕНИЯ РАЗРУШЕНИЮ СЭНДВИЧ-КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ СТАЛИ 09Г2С И ВЫСОКОПРОЧНОЙ СТАЛИ ЭП678 РАЗЛИЧНОЙ ДИСПЕРСНОСТИ
Исследована структура, механические свойства, характеристики ударной вязкости, динамической и циклической трещиностойкости полученных сваркой взрывом 5-слойных композитов на основе 09Г2С и высокопрочной мартенситно-стареющей стали ЭП678. Определена роль дисперсности структуры прослоек мартенситно-стареющей стали в формировании конечного комплекса механических характеристик слоистых материалов. Изучено влияние последующей после сварки взрывом термической обработки на изменение структуры и механических свойств сэндвич-композитов.
Благодарность: Работа выполнена при частичной поддержке проекта УрО РАН № 15-15-1-52 (программа «Арктика») в части изучения характеристик ударной вязкости и динамической трещиностойкости при комнатной и пониженной температурах, в рамках гранта РФФИ №16-38-00723мол_а в части исследования циклической трещиностойкости слоистых композитов и в рамках выполнения Госзадания № 01201375904 в части изучении микроструктуры отдельных слоев композитов и строения межслойных границ. Ключевые слова: слоистый композит, сварка взрывом, низкоуглеродистая низколегированная сталь, мартенситно-стареющая сталь, микроструктура, механические свойства, характеристики сопротивления хрупкому разрушению Библиография:
- Chawla N., Chawla K. N. Metal matrix Composites. – 2nd ed. – New York : Springer Science+Business Media, 2013. – 370 pp. – DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-387-74365-3_6
- Производство металлических слоистых композиционных материалов / А. Г. Кобелев, В. И. Лысак, В. Н. Чернышев, А. А. Быков, В. П. Востриков. – Москва : Интермет Инжиниринг, 2002. – 496 с.
- Smirnov S. V., Veretennikova I. A. Comparative Evaluation of Metal Damage on the Free Lateral Surface of Single-Layer and Three-Layer Strips under Rolling // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2015. – Iss. 4. – P. 6–15. – URL: http://dreamjournal.org/DREAM_Issue_4_2015_Smirnov_S.V._et_al._006_017.pdf
- Kolesnikov A. G., Plokhikh A. I. A study of special features of formation of submicroand nanosize structure in multilayer materials by the method of hot rolling // Metal Science and Heat Treatment. – 2010. – Vol. 52, iss. 5–6. – P. 44–49. – DOI: 10.1007/s11041-010-9266-x
- Трыков Ю. П., Гуревич Л. М., Шморгунов В. Г. Слоистые композиты на основе алюминия и его сплавов. – Москва : Металлургиздат, 2004. – 230 с.
- Ложкин В. С., Ложкина Е.А., Мали В.И., Есиков М.А. Структура и механические свойства многослойного композита, сформированного сваркой взрывом тонколистовых сталей 12Х18Н10Т и Н18К9М5Т // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2014. – № 3 (64). – С. 28–36.
- Мальцева Л. А., Тюшляева Д. С., Мальцева Т. В., Пастухов М. В., Ложкин Н. Н., Инякин Д. В., Маршук Л. А. Металлические слоистые композиционные материалы, полученные сваркой взрывом: структура, свойства, особенности строения переходной зоны // Деформация и разрушение материалов. – 2013. – № 4. – С. 19–26.
- Embury J. D., Petch N. J., Wraith A. E., Wright W. S. The fracture of mild steel laminates // Transactions of the Metallurgical Society of AIME. – 1967. – Vol. 239. – P. 114–118. – DOI: https://doi.org/10.1007/BF02661950
- Ботвина Р. Л. Разрушение. Кинетика, механизмы, общие закономерности / Ин-т металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН. – М. : Наука. – 2008. – 334 с.
- Ландау Л. Д. К проблеме турбулентности // Докл. АН СССР. – 1944. – Т. 44. – № 8. – С. 339–342.
- Cowan G. R., Bergmann O. R., Holtzman A. H. Mechanism of bond zone wave formation in explosion-clad metals. – 1971. – Vol. 2, no. 11. – P. 3145–3155. – DOI: https://doi.org//10.1134/S0036029514100073
- Дерибас А. А. Физика упрочнения и сварка взрывом. – 2-е изд., доп. и перераб. – Новосибирск : Наука, 1980. – 220 с.
- Геометрические преобразования тонколистовых заготовок в процессе сварки взрывом многослойных пакетов / В. И. Мали, И. А. Батаев, А. А. Батаев, Д. В. Павлюкова, Е. А. Приходько, М. А. Есиков // Физическая мезомеханика. – 2011. – Т. 14, № 6. – С. 117–124.
- Лысак В. И., Кузьмин С. В. Создание композиционных материалов сваркой взрывом // Вестник Южного научного центра. – 2013. – Т. 9. – С. 64–69.
- Перкас М. Д. Высокопрочноые мартенситно-стареющие стали. – М. : Металлургия. – 1970. – 224 pp.
- Gladkovsky S. V., Potapov A. I., Lepikhin S. V. Studying the deformation resistance of EP679 maraging steel // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. – 2015. – Iss. 4. – P. 16–26. – URL: http://dream-journal.org//DREAM_Issue_4_2015_Gladkovskiy_S.V._et_al._018_028.pdf
- Седых В. С., Соннов А. П., Шморгунов В. Г. Определение местной деформациипри сварке взрывом // Известия вузов. Черная металлургия. – 1984. – № 11. – С. 136.
- Мартин Дж. У. Микромеханизмы дисперсионного твердения сплавов / пер. с англ. – М. : Металлургия, 1983. – 167 с.
|
