Анализ различных дефектов, возникающих в изделиях при их изготовлении методом газостатического изотермического прессования Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Решетневскуе чтения. 2018

УДК 620.192

АНАЛИЗ РАЗЛИЧНЫХ ДЕФЕКТОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ В ИЗДЕЛИЯХ ПРИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИИ МЕТОДОМ ГАЗОСТАТИЧЕСКОГО ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ

Т. Ю. Худоногова, В. В. Азингареев*, Н. Г. Слепнева

АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660123, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29

*E-mail: [email protected]

Рассмотрены особенности различных дефектов, возникающих в изделиях при их изготовлении методом газостатического изотермического прессования.

Ключевые слова: газостатическое изотермическое прессование, диффузионная сварка, неразрушающий метод контроля.

ANALYSIS OF VARIOUS DEFECTS ARISING IN PRODUCTS IN THEIR MANUFACTURING BY THE HYPICAL METHOD SPACE INDUSTRY

T. U. Khudonogova, V. V. Azingareev*, N. G. Slepneva

JSC „Krasnoyarsk Machine Building Plant" 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660123, Russian Federation *E-mail: [email protected]

Features of various defects arising in products when they are manufactured by the method of gas-static isothermal pressing.

Keywords: gas-static isothermal pressing, diffusion welding, non-destructive testing method.

В прикладном отношении газостатическое изотермическое прессование (ГИП) представляет собой технологический процесс, обычно применяемый для компактирования порошковых материалов и устранения дефектов литья. В газостатах также осуществляют пайку и диффузионное соединение деталей из различных материалов. Обязательным условием для осуществления диффузионной сварки в условиях ГИП является изолирование свариваемых поверхностей от рабочей среды, например, за счет помещения деталей в герметичный контейнер, в котором создано разряжение. Это делает процесс сложным и трудоемким.

Однако благодаря присущим этому способу особенностям, диффузионная сварка в условиях ГИП обладает рядом преимуществ, определяющих ее практическую привлекательность. Изостатическое прессование позволяет поместить материал в жидкую или газообразную среду, на которую действует определенное давление, распределяемое равномерно по всей поверхности материала. Таким образом, материал подвергается сжатию по многим направлениям, образуя прессовку, которая обладает формой, аналогичной заготовке, но меньших размеров в зависимости от прессуемого материала, а также от применяемого давления. Эта технология позволяет получать материалы с гомогенной мелкозернистой структурой, без сегрегаций, с высокими прочностными и пластическими характеристиками. Инструментом для осуществления всестороннего объемного сжатия служат

установки горячего изостатического прессования, в котором рабочим телом, передающим всестороннее давление, является инертный газ, обеспечивающий условия барометрического воздействия до 300 МПа и 2 300 °С в течение длительного времени при значительных размерах сосуда высокого давления. Геометрия сварного узла, в частности положения места сварки, может быть выдержана с большой точностью. Размеры свариваемых деталей ограничены только размером рабочего пространства газостата и могут значительно превосходить размеры деталей, которые могут быть сварены на промышленных установках для диффузионной сварки. При необходимости в га-зостате можно одновременно осуществить сварку такого количества узлов, которое можно разместить в одной садке.

Основными возможностями технологий газостатической обработки являются получение монолитных изделий с высокими свойствами, изотропностью и плотностью, близкой к теоретической, из металлических и неметаллических порошков, заключенных в оболочку, устранение пороков литых заготовок, восстановление ресурса работы деталей, подверженных циклическим нагрузкам, диффузионная сварка однородных и разнородных материалов (в том числе металлов и керамики), получение композиционных материалов (в том числе материалов типа «углерод-углерод»).

Тем не менее, в процессе диффузионной сварки металлов методом ГИП в соединении могут возникать

Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты

некоторые типы дефектов. В частности, наибольшее внимание следует обращать на такие дефекты, как «слипание» (отсутствие диффузионного слоя, расслоение), поры и инородные включения, так как данные типы дефектов существенно снижают прочность соединения. Дефекты таких типов могут возникать вследствие нарушений подготовки поверхностей соединяемых элементов или при нарушении условий технологического процесса получения соединения. Размеры данных дефектов могут достигать значительных величин. Отсутствие диффузионного слоя и расслоение приводят к серьезному нарушению прочности соединения и быстрому разрушению изделия.

Дефекты типа «пор» и инородных включений наименее характерны для биметаллических соединений, полученных методом ГИП. Такие дефекты могут быть следствием нарушения технологии получения соединения, в частности, попаданием в область «сварки» инородных объектов либо газов, что приводит к появлению в области диффузионного слоя еди-

ничных либо протяженных несплошностей (пор). Моделирование таких дефектов производят сверлением боковых цилиндрических и плоскодонных отверстий.

Исходя из особенностей процесса получения соединений биметаллических заготовок методом ГИП, дефекты типа «поры» встречаются крайне редко, следовательно, особое внимание при контроле диффузионного слоя соединений «титановый сплав-сталь» необходимо обращать на дефекты типа «слипание».

Библиографическая ссылка

1. Anderson M. Phased Array Testing: Basic Theory for Industrial Applications // Olympus NDT. 2016.

Reference

1. Anderson M. Phased Array Testing: Basic Theory for Industrial Applications // Olympus NDT. 2016.

© Худоногова Т. Ю., Азингареев В. В., Слепнева Н. Г., 2018