ведущий специалист по дополнительному профессиональному образованию Центра дополнительного профессионального образования
a leading specialist in additional professional education at the Center for Additional Professional Education
д.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов и химической технологии
Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Departments of Ferrous Metallurgy and Chemical Technology
магистрант
undergraduate student
д.т.н., профессор кафедры теплоэнергетики и экологии
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of Thermal Power Engineering and Ecology
к.т.н., доцент, заведующая кафедрой теплоэнергетики и экологии
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof., Acting Head of the Chair “Thermal Power and Ecology”
преподаватель кафедры теплоэнергетики и экологии
Lecturer of the Department of Thermal Power Engineering and Ecology
Представлены результаты лабораторных исследований окисления рельсовой стали марки Э90ХАФ при нагреве до температур 800 – 1200 °С. Угар стали определяли с помощью гравиметрического метода (по потере массы образцов). При проведении лабораторных экспериментов использовали образцы размером 10 ´ 10 ´ (2 ÷ 26) мм. Нагрев образцов проводили в электрической печи сопротивления СУОЛ-0,25.1/12,5-И1 с нагревателями из карбида кремния в атмосфере воздуха. Нагрев проводили до температур 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150 и 1200 °С и выдерживали при постоянной температуре в течение 10, 30 и 50 мин. Для прогнозных расчетов угара получена зависимость, позволяющая определить потери массы стали в зависимости от температуры и времени нагрева. Установлено, что увеличение температуры от 800 до 1200 °С и времени выдержки от 10 до 50 мин. приводит к росту угара с 0,004 до 0,199 г/см2, то есть фактически в 50 раз. Наибольший эффект оказывает рост температуры. Закономерности влияния температурно-временного фактора на угар рельсовой стали хорошо согласуются с теоретическими представлениями о высокотемпературном окислении железо-углеродистых сплавов.
The paper studies the regularities of structure formation in samples of titanium alloy Ti‒6Al‒4V obtained by additive wire-feed electron beam manufacturing and undergone to friction stir processing. The studies conducted show that during the processing there is an intensive interaction between the tool and the material, which leads to significant changes in the structure of the stir zone. The interaction between the nickel-base superalloy tool and the material is of an adhesive, mechanical, thermal and diffusion nature. Its characteristics determine the formation of the structure and material properties of the stir zone and, consequently, of the obtained parts. For this reason, in this study, the main defects and inhomogeneities formed in the stirred zone of the samples have been considered in comparison with the processes occurring in the area of contact between the tool and the material. The main changes in the structure of the titanium alloy Ti‒6Al‒4V after friction stir processing, caused by its interaction with the nickel tool, are formed in the areas of the stir zone with a composite structure with a high local volume fraction of intermetallic phases. During processing, the tool can be excessively penetrated in the material in such a way that it touches the substrate in the lower part of the plate. Even a slight penetration of the tool into the substrate leads to the penetration of steel particles into the stir zone due to the vertical flow of material in the stir zone. The described changes with the formation of a number of inhomogeneities and defects in the structure after processing lead to a decrease in the plasticity and strength of the samples in comparison with the material with a defect-free structure.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.