Визначення структурних особливостей матеріалу з’єднання хрому і міді, отриманого електронно променевим зварюванням

Автор(и)

  • Едуард Леонович Вржижевський Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0001-8651-8510
  • Валерій Анатолійович Костін Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0002-2677-4667
  • Тетяна Глібівна Таранова Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0002-4723-9866
  • Анастасія Костянтинівна Зворикіна Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-4635-5742
  • Володимир Леонідович Зворикін ТОВ «ТЕКНОЛ», Україна https://orcid.org/0000-0002-2617-7731
  • Леонід Олегович Зворикін Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0001-6951-6564

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.341821

Ключові слова:

зварний шов, електронно-променеве зварювання, мікроструктура, евтектика, фазові утворення, температурний градієнт

Анотація

Об’єкт дослідження – зварне з’єднання міді і хрому. Вирішувалася проблема забезпечення формування з’єднання міді і хрому на основі вибору оптимальної структури матеріалу зварного шва. На основі використання растрової електронної мікроскопії, мікрорентгеноспектрального аналізу та вимірювання мікротвердості виконано дослідження властивостей матеріалу зварного шва з’єднання міді і хрому. З’єднання отримувалось електронно-променевим зварюванням і застосуванням попереднього підігріву одного з металів і забезпеченням додаткового тепловідводу від іншого. Встановлено, що рухомий пучок електронів обумовлює формування різних типів мікроструктури в матеріалі зварного шва зі значною концентраційною неоднорідністю: квазідендритна; лінійно витягнута; луската; коміркова; квазісферична. Зварювання нерухомим, лінійно розгорнутим вздовж стика, електронним пучком з попереднім підігрівом одного з металів і забезпеченням додаткового тепловідводу від іншого забезпечує формування концентраційно однорідного зварного шва з квазісферичною мікроструктурою мідно-хромової евтектики. Виявлено спрямований характер зерен на основі міді, які витягнуті у напрямку впоперек зварного стику, що відповідає спрямуванню додаткового тепловідводу від одного зі зварюваних металів. Матеріалом шва зварного з’єднання міді і хрому з оптимальною структурою визначено матеріал, що отриманий нерухомим, лінійно розгорнутим вздовж стика, електронним пучком за режимом Uacc = 60 kV, Ieb = 40 mA, P = 5·10-3 Pa тривалістю 7 секунд з попереднім підігрівом хрому до 900ºС і забезпеченням додаткового тепловідводу від міді. Результати можуть бути використані за умов виготовлення мідно-хромових з’єднань зварюванням плавленням у вакуумі з регулюванням швидкості руху та фокусування джерела підведення теплової енергії

Біографії авторів

Едуард Леонович Вржижевський, Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України

Провідний інженер-технолог

Відділ металургії та зварювання титанових сплавів

Валерій Анатолійович Костін, Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Відділ фізико-хімічних досліджень матеріалів

Тетяна Глібівна Таранова, Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Відділ фізико-хімічних досліджень матеріалів

Анастасія Костянтинівна Зворикіна, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Аспірант

Кафедра зварювального виробництва

Володимир Леонідович Зворикін, ТОВ «ТЕКНОЛ»

Доктор філософії (PhD)

Леонід Олегович Зворикін, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра зварювального виробництва

Посилання

  1. Kharchenko, G. K., Fal'chenko, Yu. V., Novomlinets, O. A., Gorban', V. F. (2002). Diffuzionnaya svarka v vakuume khroma s med'yu. Avtomaticheskaya svarka, 7 (592), 41–42. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/89012
  2. Paul, H., Chulist, R., Lityńska-Dobrzyńska, L., Prażmowski, M., Faryna, M., Mania, I. et al. (2021). Interfacial reactions and microstructure related properties of explosively welded tantalum and steel sheets with copper interlayer. Materials & Design, 208, 109873. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109873
  3. Kharchenko, G. K., Fal'chenko, Yu. V., Arsenyuk, V. V., Polovetskiy, E. V. (2002). Udarnaya svarka v vakuume alyuminiya s med'yu. Avtomaticheskaya svarka, 9 (594), 50–51. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/89045
  4. Singh, R., Singh, S., Kanigalpula, P. K. C., Saini, J. S. (2020). Electron beam welding of precipitation hardened CuCrZr alloy: Modeling and experimentation. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 30 (8), 2156–2169. https://doi.org/10.1016/s1003-6326(20)65368-7
  5. Ansara, I., Ivanchenko, V., Dreval, L. (2016). Cr-Cu Binary Phase Diagram Evaluation. MSI Eureka, 68, 20.19588.2.8. https://doi.org/10.7121/msi-eureka-20.19588.2.8
  6. Zhou, Z., Zhou, T., Chai, L., Tu, J., Wang, Y., Huang, W. et al. (2015). Microstructure and Liquid Phase Separation of CuCr Alloys Treated by High Current Pulsed Electron Beam. Materials Research, 18 (suppl 1), 34–39. https://doi.org/10.1590/1516-1439.323714
  7. Shan, L., Yang, L., Wang, Y. (2022). Improving the high temperature mechanical performance of Cu–Cr alloy induced by residual nano-sized Cr precipitates. Materials Science and Engineering: A, 845, 143250. https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.143250
  8. ISO 10387:1994(en). Metal chrome – Specification and conditions of delivery. Available at: https://www.iso.org/ru/standard/18451.html
  9. DSTU HOST 859:2003. Mid. Marky (HOST 859-2001, IDT). Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=93267
  10. Yarmolenko, M. V. (2018). Analytically Solvable Differential Diffusion Equations Describing the Intermediate Phase Growth. Metallofizika I Noveishie Tekhnologii, 40 (9), 1201–1207. https://doi.org/10.15407/mfint.40.09.1201
  11. Korzhyk, V. M., Khaskin, V. Yu., Kvasnytskyi, V. V., Ganushchak, O. V., Hos, I. D., Peleshenko, S. I. et al. (2023). Preparing Permanent Joints of Titanium Alloys with Steel (A Review). Materials Science, 59 (2), 129–137. https://doi.org/10.1007/s11003-024-00753-2
  12. Liu, L., Sun, D., Huang, T., Zhang, Y., Li, Y., Zhang, J., Fu, H. (2018) Directional Solidification Under High Thermal Gradient and Its Application in Superalloys Processing. Acta Metallurgica Sinica, 54 (5), 615–626. https://doi.org/10.11900/0412.1961.2018.00075
Визначення структурних особливостей матеріалу з’єднання хрому і міді, отриманого електронно променевим зварюванням

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-10-30

Як цитувати

Вржижевський, Е. Л., Костін, В. А., Таранова, Т. Г., Зворикіна, А. К., Зворикін, В. Л., & Зворикін, Л. О. (2025). Визначення структурних особливостей матеріалу з’єднання хрому і міді, отриманого електронно променевим зварюванням. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(12 (137), 47–59. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.341821

Номер

Том 5 № 12 (137) (2025): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Eduard Vrzhyzhevskyi, Valery Kostin, Tatjana Taranova, Anastasiia Zvorykina, Volodymyr Zvorykin, Leonid Zvorykin

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.