Получение и исследование слоистых композиционных материалов на основе диффузионного соединения разнородных металлов и сплавов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.06, кандидат технических наук Фоменко, Оксана Юрьевна

• Фоменко, Оксана Юрьевна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фоменко, Оксана Юрьевна

Содержание

Введение

1 Анализ состояния вопроса, постановка цели и задач

1.1 Композиционные материалы, основные характеристики

1.2 Получение слоистых композиционных материалов 10 диффузионным соединением металлов и сплавов

1.2.1 Область применения слоистых композиционных материалов 13 полученных диффузионным соединением, достоинства и недостатки

1.2.2 Основные параметры технологического процесса получения 15 слоистых композиционных материалов диффузионным соединением

1.3 Выбор промежуточных прослоек

1.4 Механизм формирования слоистых композиционных материалов 22 на основе диффузионного соединения

1.4.1 Формирование физического контакта - физическое 23 взаимодействие

1.4.2 Активация контактных поверхностей - химическое 28 взаимодействие

1.4.3 Развитие объемного взаимодействия - объемное 29 взаимодействие

1.4.4 Процесс массопереноса при диффузионном соединении. 31 Методы определения коэффициентов взаимной диффузии

Выводы по главе 1. Постановка цели и задач исследования

2 Методики исследования

2.1 Методика получения слоистых композиционных материалов 39 диффузионным соединением разнородных материалов

2.2 Обобщенная методика изготовления шлифов на комплексе 40 подготовки образцов для сканирующей электронной микроскопии

2.3 Методики исследования микроструктуры и свойств

2.3.1 Исследование микроструктуры и элементного состава 44 диффузионных соединений

2.3.1.1 Исследование микроструктуры

2.3.1.2 Исследование элементного состава слоистых 44 композиционных материалов полученных диффузионным соединением

2.3.2 Методика определения микротвердости царапанием алмазным 46 наконечником

2.3.3 Методика испытания диффузионного соединения на 46 растяжение

3 Исследование механизма формирования слоистых 48 композиционных материалов полученных диффузионным соединением металлических материалов

3.1 Характеристика исходных металлических материалов и режимов 48 соединения образцов

3.2 Механические свойства диффузионных соединений

3.2.1 Испытания на механическую прочность

3.2.2 Микротвердость слоистых композиционных материалов

3.3 Исследование переходной зоны слоистых композиционных 60 материалов

Выводы по главе 3

4 Разработка инженерной методики расчета времени 79 изотермической выдержки при получении слоистых композиционных материалов диффузионным соединением металлов и сплавов

4.1 Расчет коэффициентов взаимной диффузии в переходной зоне 79 слоистых композиционных материалов

4.2 Расчет продолжительности изотермической выдержки при 85 получении слоистых композиционных материалов диффузионным соединением

4.3. Инженерная методика расчета времени изотермической

выдержки при получении слоистых композиционных материалов диффузионным соединением металлов и сплавов

Выводы по главе 4

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Получение и исследование слоистых композиционных материалов на основе диффузионного соединения разнородных металлов и сплавов»

Введение

Актуальность работы. Получение слоистых композиционных материалов (СКМ) для деталей и узлов машин, конструкций из них, на основе металлических материалов, является актуальной проблемой для машиностроения, металлургии, авиационно-космической, радиотехнической и других отраслей промышленности. Одним из путей решения которой является получение СКМ диффузионным соединением, позволяющим создавать конструкции из материалов со свойствами, недостижимыми другими способами соединения. Основной вклад в формирование и развитие теории и практики диффузионного соединения внесли такие ученые, как Шоршоров М.Х., Гегузин Я.Е., Балыпин М.Ю., Каракозов Э.С., Казаков Н.Ф., КонюшковГВ. и др.

Большинство СКМ, полученных диффузионным соединением, хорошо изучены, при этом основное внимание уделено прочностным и эксплуатационным свойствам.

Недостаточно исследованы процессы объемного диффузионного взаимодействия и фазообразования в переходной зоне. Практически отсутствуют данные по коэффициентам взаимной диффузии химических элементов при температуре соединения и критерии достаточности для ширины переходной зоны, необходимых для проектирования и создания СКМ с заданными прочностными свойствами. А также отсутствует методика расчета основных параметров технологических режимов, которая позволила бы сократить объем расчетных и экспериментальных работ на стадии подготовки производства СКМ диффузионным соединением.

Поэтому исследования физико-химических процессов на границах раздела в СКМ, микроструктуры и распределения химических элементов в переходной зоне являются актуальной задачей при создании конструкций из разнородных металлов и сплавов и разработке методик расчета технологических режимов.

Целью диссертационной работы является получение и исследование слоистых композиционных материалов с заданными прочностными свойствами на основе диффузионного соединения разнородных металлов и сплавов: БрХ08-(М-Р)-БрХ08; М1-сталь 45; ВТ14-2гЯе; ВТ14-Та-МедьМ1-12Х18Н10Т.

Основные решаемые задачи:

- получение СКМ диффузионным соединением тугоплавких материалов с пластичными материалами и тугоплавких с тугоплавкими и исследование их микроструктуры;

- исследование фазообразования и диффузионных процессов на границе раздела соединений металлических материалов;

- изучение концентрационного распределения химических элементов в СКМ и определение ширины переходной зоны;

- расчет коэффициентов взаимной диффузии в переходных зонах соединений металлических материалов;

- изучение механических свойств СКМ;

- определение критерия достаточности для ширины переходной диффузионной зоны при проектировании и создании СКМ с заданными прочностными свойствами;

- разработка инженерной методики расчета времени изотермической выдержки при получении СКМ диффузионным соединением металлов и сплавов.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы оптической и электронной микроскопии; энергодисперсионного рентгеноспектрального микроанализа,

стандартизованные методы испытаний и исследования механических свойств.

Научная новизна

1. Исследованы процессы объемного диффузионного взаимодействия на межфазных границах СКМ и рассчитаны коэффициенты взаимной диффузии химических элементов Cu-Ni, Fe-Cu, Ta-Ti, Ti-Zr по ширине переходных зон СКМ.

2. Впервые установлены зависимости коэффициентов взаимной диффузии от концентрации химического элемента для СКМ: БрХ08-(№-Р)~ БрХ08, М1-сталь 45, ВТ14—ZrRe, ВТ14-Та, включая крайние участки переходной зоны с минимальной концентрацией компонентов.

3. Установлен критерий достаточности для ширины диффузионной переходной зоны при проектировании и создании новых СКМ на основе тугоплавких металлов и сплавов с заданной прочностью соединения.

Практическая значимость

1. Получены СКМ: БрХ08-(№-Р)-БрХ08; М1-сталь 45; BT14-ZrRe; ВТ 14-Та-Медь М1-12Х18Н10Т диффузионным соединением разнородных металлов и сплавов.

2. Получено авторское свидетельство на программу для расчета коэффициентов взаимной диффузии химических элементов по ширине переходной зоны, которая апробирована на СКМ: БрХ08-№Р-БрХ08; М1— сталь 45; BT14-ZrRe; ВТ14-Та.

3. Разработана методика расчета времени изотермической выдержки при получении СКМ методом диффузионного соединения металлов и сплавов, которая позволяет значительно уменьшить количество необходимых экспериментов при создании новых СКМ.

4. Основные результаты работы используются в учебном процессе СФУ при изучении дисциплин «Методы структурного анализа, контроль качества материалов и изделий», «Механические и физические свойства материалов и изделий».

Достоверность полученных результатов базируется на основных

положениях физики твердого тела, материаловедения, а также

7

обеспечивается использованием современных методов исследований и обработки полученных результатов.

Личный вклад автора. Общая научная идея, цель и задачи исследований, методики исследований предложены и сформулированы совместно с научным руководителем. Автором проведены экспериментальные исследования, проанализированы результаты исследований, предложена методика расчета времени изотермической выдержки при получении СКМ диффузионным соединением металлических материалов. При участии автора разработана программа для расчета коэффициентов взаимной диффузии химических элементов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука» (Красноярск, 2007, 2010), на VI Московской Международной конференции «Теория и практика технологии производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов» (Москва, 2009), на XIII Международном междисциплинарном симпозиуме "Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах" ОМА-13, (Сочи - п. Лоо, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них 3 статьи в периодических изданиях по списку ВАК, 3 тезисов докладов на Международной и Всероссийских конференциях, 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ

Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 105 страниц состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка использованных источников и приложения. Работа содержит 36 рисунков, 17 таблиц, список литературы включает 123 наименований литературных источника.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю д.т.н., профессору Михееву Анатолию Анатольевичу и к.т.н., доценту Зеер Галине Михайловне за помощь при выполнении диссертационной работы.

1 Анализ состояния вопроса, постановка цели и задач

1.1 Композиционные материалы, основные характеристики

Композиционные материалы (КМ) используются во многих областях техники и промышленности - в металлургии, машиностроении, строительстве, химической, энергетической, атомной, электронной промышленности, самолето- и ракетостроении, медицине, бытовой технике и т. д. Создание КМ, обладающего уникальными полезными свойствами, позволяет сочетать индивидуальные ценные качества композиционных систем и подавлять недостатки компонентов входящих в композит.

КМ - многокомпонентные материалы, между фазами которых имеется граница раздела. По механической структуре композиты делятся на несколько основных классов: волокнистые, слоистые, дисперсно-упрочненные [1-3].

Слоистые композиционные материалы (СКМ) - это перспективные материалы конструкционного назначения, являются важнейшим классом композитов, обладающих широким спектром и уникальным сочетанием свойств: высокая прочность, коррозионная стойкость, электро- и теплопроводность, жаропрочность, износостойкость и др. Применение СКМ позволяет не только повысить надежность и долговечность большой номенклатуры деталей и оборудования, но и сократить расход дорогостоящих и дефицитных металлов, снизить энергоемкость и металлоемкость, расходы на техническое обслуживание и ремонт оборудования. В частности применение СКМ из титановых сплавов, позволяет решить ряд актуальных задач, связанных как с формообразованием изделий сложной конфигурации, так и повышением их эксплуатационных характеристик [2, 4-5]. Например, для изготовления шаровых газовых баллонов повышенной надежности рекомендован СКМ, состоящий из четырех слоев сплава ОТ4 и трех слоев сплава ВТ23 [6].

В слоистых композиционных материалах на основе металлов и сплавов матрица и наполнитель расположены слоями [3]. По функциональным признакам все производимые в настоящее время СКМ подразделяются на следующие виды: коррозионностойкие, антифрикционные,

электротехнические, инструментальные и др. [2].

Изделия из слоистых композитов производятся различными методами: литья, прокатки, сварки и наплавки. Сварка давлением относится к одним из эффективных технологических процессов создания прочного соединения слоев как однородных, так и разнородных металлических материалов [2,4,6].

Признаком композиционного материала является заметное взаимное влияние составных элементов композита, т. е. их новое качество.

1.2 Получение слоистых композиционных материалов диффузионным соединением металлов и сплавов

При всем многообразии способов получения СКМ одним из

перспективных и универсальных является получения их диффузионным

соединением. Получение СКМ диффузионным соединением

осуществляется в вакууме или защитной среде при температурах ниже

точки плавления более легкоплавкого из соединяемых металлов с

приложением давления, достаточного для создания необходимой

пластической деформации. СКМ может состоять из однородных и

разнородных металлов, а также металлов и их сплавов с неметаллическими

материалами, неметаллов с неметаллами, при обеспечении комплекса

свойств, которые нельзя получить другими способами сварки, пайкой,

склеиванием и механическим креплением. Диффузионное соединение

обеспечивает создание конструкций, в которых соединения обладают всеми

свойствами исходных материалов и прочностью, равной или превышающей

их прочность. Технологические возможности получения СКМ

диффузионным соединением позволяют использовать этот процесс в

1и

электронной, приборостроительной, судостроительной, авиационно-космической и других отраслях промышленности [7-17].

В настоящее время слоистые композиционные материалы титана и его сплавов, тугоплавких и жаростойких сплавов, меди, никеля и магнитных сплавов, пьезокерамики, фторопласта с другими металлами и неметаллами получают диффузионным соединением.

Медь в сочетании с разнообразными металлическими и неметаллическими материалами, как конструкционный материал для изготовления различных узлов приборов, находит широкое применение в электронной промышленности (90-95 % от общего объема применения металлических материалов в электронике). Одно из наиболее успешных применений диффузионного соединения деталей из меди - изготовление составных пакетированных узлов СВЧ-приборов, таких, как замедляющие системы, анодные блоки и резонаторы [8-9]. При соединении меди особых затруднений не возникает. Однако некоторые детали электронной промышленности отличаются своей миниатюрностью и высокой точностью изготовления, даже незначительные деформации (единицы микрон), существенно ухудшают параметры приборов. Один из путей повышения прецизионности соединения меди при соединении - применение прослоек из более пластичных материалов (например, серебро, золото) - физический контакт образуется преимущественно за счет активной деформации и ползучести материала прослойки, заполняющего микронеровности соединяемых поверхностей, что позволяет снизить давление и уменьшить деформацию деталей.

Для соединения крупногабаритных изделий медь-сталь, например, таких деталей металлургического оборудования, как двухслойные валки и штамповые кубики из высоколегированной и углеродистой стали, биметаллические роторы высокооборотных электрических машин, бронзовые вкладыши со ступицей зубчатых колес планетарных редукторов разработаны специальные методы диффузионного соединения.

Соединения меди с тугоплавкими металлами применяются в узлах электронных приборов и в конструкциях, работающих при высоких механических нагрузках. При повышенных температурах медь склонна к ползучести и формоизменению под нагрузкой, поэтому в особо точных конструкциях, медь используется в композиции с прочными и термостойкими материалами, например, молибденом. Медь и молибден взаимно нерастворимы. Диффузионное соединение этих металлов практически неосуществимо, отсутствие диффузионной переходной зоны в соединении исключает развитие релаксационных процессов в контакте. Для данной пары металлов процесс формирования соединения заканчивается образованием химических связей между атомами Си и Мо. Поэтому диффузионное соединение таких материалов выполняют через прослойку никеля, нанесенного на поверхность детали, выполненной из тугоплавкого металла или сплава [8-9].

Получение надежных соединений титана и титановых сплавов с

другими металлами и сплавами более успешно решается методами

диффузионного соединения, чем пайкой. Титан обладает сочетанием физико-

механических свойств, делающих его широко используемым материалом для

электроники и авиационно-космической промышленности, имея очень

высокую удельную прочность, он может работать при повышенных

температурах (до 973 К) и характеризуется высокой коррозионной

стойкостью. Титан и его сплавы используют для ответственных деталей:

сеток, анодов, выводов энергии, частей корпусов [8, 18-29]. Диффузионные

соединения титановых сплавов получаются достаточно легко, т. к.

устойчивая оксидная пленка, образующаяся на поверхности титановых

сплавов, при нагреве легко растворяется в основном металле [30-36].

Однако, при соединении таких материалов, как Т1 и Си проявляется

склонность к образованию в контакте хрупких промежуточных фаз. В

соответствии с диаграммой состояния Си-Т1 эти металлы при ограниченной

взаимной растворимости образуют гамму хрупких интерметаллидов (П2Си,

12

Т1Си, Т1Си3) и легкоплавкие эвтектики. Поэтому диффузионное соединение этих материалов возможно получить только в узком температурно-временном диапазоне: Т = 1123 К, Р = 5 МПа, ? = 15 мин [8-9, 37-39], при этом температура соединения несколько ниже температуры образования эвтектики (1148 К). Прочность получаемых соединений существенно меньше прочности исходных материалов и при испытаниях на растяжение составляет около 100 МПа, однако в некоторых случаях такая прочность удовлетворяет требованиям. Для получения же диффузионных соединений Ть-Си с более высокой прочностью - до 320-360 МПа применяют промежуточную прослойку из УДП никеля, кроме барьерного назначения, позволяющего снизить температуру соединения до 1003 К, при этом Р= 10 МПа, ¿=30 мин [7].

Сплавы на основе тугоплавких металлов (Та, 2лТл, Мо, № и др.) широко применяются в судовых энергетических установках, в корпусных конструкциях, т. к. они обладают высокой жаропрочностью, коррозионной стойкостью в ряде агрессивных сред и другими специальными свойствами, область применения таких сплавов постоянно расширяется. При соединении тугоплавких металлов возникают трудности вследствие их высокой температуры плавления, склонности к рекристаллизации при нагреве, в некоторых случаях - образования интерметаллидов и др. [38-42]. Ввиду высокой активности и снижения коррозионной стойкости при насыщении примесями внедрения соединение проводят в камерах с контролируемой атмосферой или в вакууме [8].

1.2.1 Область применения слоистых композиционных материалов полученных диффузионным соединением, достоинства и недостатки

При получении слоистых композиционных материалов диффузионным соединением разнородных материалов учитываются их химические свойства, требования к стабильности физико-механических и специальных свойств

и V 1 и

материалов, допустимый уровень пластической деформации деталей и

13

необходимость проведения последующей термомеханической обработки, условия эксплуатации изделия [7].

Основные области применения СКМ [8, 43—47]:

-изделия низковольтной и высоковольтной аппаратуры (например, контакторы электромагнитные; разъединители; масляные, вакуумные и автоматические выключатели; контакты; пускатели; комплектные трансформаторные подстанции КТП; высоковольтные камеры КСО для комплектно-распределительных устройств КРУ и т.д.);

- шинопроводы, гибкие шины, связи, компенсаторы, токоподводы;

- оконцевание проводов и кабелей (замена кабельных наконечников);

- элементы скважинных насосов (биметаллическое седло и шток клапана);

- детали фюзеляжа и шасси самолетов, криогенного двигателя и другие детали для летательных аппаратов;

- детали для трансформаторов;

- пьезо датчики, пьезоприводы, детали и узлы ультразвуковой аппаратуры;

- ремонт и восстановление деталей.

Процесс получения СКМ диффузионным соединением обладает следующими преимуществами [34-41]:

- исключает расплавление соединяемых материалов; при этом деформации соединяемых деталей минимальны (5-7 %);

- дает возможность получения соединения с большой площадью;

- позволяет получать детали сложной конфигурации;

- обеспечивает высокое качество соединений со стабильным электрическим контактом, при этом достигаются высокая прочность, термическая и коррозионная стойкость;

- процесс диффузионного соединения легко автоматизировать.

Наряду с достоинствами следует отметить такие недостатки процесса

получения СКМ диффузионным соединением, как [48-52]:

- применяемое специальное оборудование имеет, как правило, высокую стоимость;

- соединяемые поверхности требуют тщательной подготовки.

Однако в настоящее время технологии диффузионного соединения

достаточно доступны и конкурентоспособны с существующими способами сварки плавлением и пайкой.

1.2.2 Основные параметры технологического процесса получения слоистых композиционных материалов диффузионным соединением

Технологические параметры, основными из которых являются давление, температура, время выдержки, зависят от физико-химических и механических свойств соединяемых материалов, состояния поверхностей, конструктивных особенностей диффузионного соединения [7-8, 53].

Температура процесса диффузионного соединения определяет условия протекания температурно-зависимых процессов: возникновение и перемещение дефектов кристаллической решетки, диффузионные процессы, механизм и скорость ползучести, релаксацию внутренних напряжений, разрыв и восстановление химических связей и т. п. Температура получения диффузионного соединения металлических материалов обычно составляет 0,7-0,8 Тпл самого легкоплавкого компонента в соединяемой композиции [79]. Данного диапазона температур достаточно для формирования надежного физического контакта, образования активных центров взаимодействия и начала процесса ускоренного диффузионного обмена. Повышение температуры при постоянном времени и прочих равных условиях увеличивает прочность соединения до прочности основных материалов (рисунок 1.1). Однако значительное повышение температуры может привести к разупрочнению соединения в результате роста зерна. При получении СКМ, образующих соединения адгезионного типа, когда достижение высокой

прочности связано с образованием активных центров атом-вакансионной

15

природы, верхняя граница температурного интервала может приближаться к температуре плавления металла и составлять 0,96-0,98 Тпл. Такая температура характерна для соединения алюмооксидной керамики, кварцевого стекла, феррит-гранатов с медью, никелем, железом [8]. Промежуточные прослойки, особенно прослойки из УДП, позволяют снизить температуру соединения до 0,4 Тпл [7, 54].

Как видно из графиков (рисунок 1.1), на прочность соединения пьезокерамики (ЦТСНВ-1)-М1 значительное влияние оказывает температура диффузионного соединения [55].

1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160

Температура, К

Рисунок 1.1 - Зависимость прочности соединений (ЦТСНВ-1)-М1 от температуры соединения: 1 - Р = 7 МПа, г = 35 мин; 2-Р= 10 МПа, г= 55 мин;

3 - Р = 4 МПа, т = 15 мин [55]

Но, несмотря на рост прочности при повышении температуры и изотермической выдержки, повышать температуру получения (ЦТСНВ-1)-М1 выше чем 1103...1113 К и выдержку более 35-^40 мин нельзя, так как это приводит к снижению не только прочности, но пьезоэлектрических свойств датчиков.

Величина давления и качество поверхностей влияют на скорость образования СКМ полученного диффузионным соединением и величину накопленной деформации соединяемых заготовок. В большинстве случаев, чем выше давление, тем меньше время изотермической выдержки и больше деформация. Так, при соединении в прессе с использованием высоких давлений (до нескольких десятков МПа) время образования соединения может измеряться секундами, а деформация металла в зоне соединения десятками процентов. При получении СКМ с использованием низких давлений (десятые доли МПа), время изотермической выдержки может исчисляться часами, но деформация соединяемых заготовок при этом составляет доли процента. Величина давления должна быть достаточной, чтобы в результате деформации поверхностей пустоты в области стыка заполнились соединяемыми материалами и разрушились поверхностные окислы [55]. Зависимость прочности соединений от давления для однородных и разнородных диффузионных соединений приведены на рисунке 1.2. Величина давления определяется физико-механическими свойствами соединяемых материалов и геометрическими размерами соединяемых заготовок, типом конструкции, технологической схемой.

Изотермическая выдержка, обеспечивающая развитие процессов диффузии и формирование переходной зоны, выбирается с учетом температуры и давления [56]. Время изотерической выдержки при диффузионном соединении составляет, как правило, минуты-десятки минут. При соединении разнородных материалов увеличение продолжительности изотермической выдержки может сопровождаться снижением механических характеристик соединения из-за развития процессов гетеродиффузии, приводящих к формированию в зоне соединения хрупких интерметаллидных фаз.

Давление, МПа

Рисунок 1.2 - Зависимость прочности диффузионных соединений от давления (Т= 1173 К, / = 30 мин): 1 - медь с медью; 2 - медь с никелем;

3 - медь со сплавом 29НК; 4 - медь с молибденом [8]

Экспериментально установлено [10, 56], что с увеличением продолжительности изотермической выдержки прочность диффузионного соединения растет до предела прочности основного материала, дальнейшее увеличение времени изотермической выдержки на прочность соединения практически не влияет, причем чрезмерное увеличение выдержки снижает прочность соединения из-за роста зерна (рисунок 1.3).

Кроме того, увеличение времени изотермической выдержки приводит к снижению производительности процесса, росту себестоимости изделия.

Обобщенная методика расчета как отдельных, так и основных технологических параметров упростила бы разработку технологии получения СКМ. Сложно найти данные для расчета, так как это, как, например, коэффициент взаимной диффузии, экспериментальные данные.

а

400 300 200 100

шоо°с

900'

¡ШЖ

800 °С

8 10 Время^мин

Рисунок 1.3 - Зависимость прочности диффузионных соединений однородных материалов (сталь 45) от времени ивотермической выдержки [10]

Продолжительность изотермической выдержки можно выразить из формулы для определения коэффициента взаимной диффузии следующим образом:

х2

* = —- (1.1)

АигВ

где х - расстояние, на которое диффундирует атом от границы Матано, м; £) - коэффициент взаимной диффузии, м2/с; и - интеграл ошибок Гаусса.

И. Б. Боровский, К. П. Гуров, Н. Ф. Казаков и другие исследователи, в формуле расчета коэффициента взаимной диффузии используют функцию ошибок Гаусса и, Г. В. Конюшков - функцию Крампа - г.

Расчет продолжительности изотермической выдержки для соединения меди с железом Г. В. Конюшковым проведен с учетом экспериментальных данных по парциальным коэффициентам [8], полученным М. А. Кришталом при исследовании диффузионных процессов в этих соединениях [59]. В расчетах учитывалась ширина зоны диффузии, табличная функция Крампа,

коэффициенты Ка и Ку. В соответствии с выше изложенным формула расчета времени имеет вид:

№\

\ 2 ) (1.2) 30,75 х ЯВД,

где Ах - ширина зоны диффузии, м; И - парциальный коэффициент диффузии, м2/с; К0 - коэффициент, характеризующий возрастание скорости диффузионных процессов.

1.3 Выбор промежуточных прослоек

Во многих случаях применение промежуточных прослоек является единственным или предпочтительным вариантом получения диффузионных соединений, отвечающим необходимым требованиям. Промежуточные прослойки вводят для исключения образования хрупких фаз, формирующихся вдоль поверхности контакта, снижения температуры между соединяемыми материалами [7, 10, 57-60].

Процессы, протекающие в системе материал - прослойка - материал, носят комплексный характер и в каждом практическом случае определяются свойствами всех участвующих во взаимодействии материалов, их чистотой и толщиной прослойки.

В качестве прослоек применяют сплавы или чистые металлы, наносимые на обе или одну из соединяемых поверхностей гальваническим или химическим осаждением, термическим осаждением в вакууме, в виде фольги или проката из порошка [61-70]. Промежуточные прослойки по своему назначению можно классифицировать [7, 56, 62]:

1. Активаторы соединяемых поверхностей за счет более высоких пластических характеристик прослойки, чем основного металла, выполненной, например, из №, Си, Аи.

2. Прослойки - интенсификаторы процесса массообмена за счет увеличения коэффициентов диффузии: Ni - для сплава ВН-3.

3. Барьерные прослойки, препятствующие при диффузионном соединении разнородных материалов образованию нежелательных фазовых структур, таких, как эвтектики, интерметаллиды, карбиды: Ni, Си для ВК6— сталь 45; № для АМц-сталь 15.

4. Компенсаторы напряжений, возникающих при создании соединений из материалов с различными термическими коэффициентами линейного расширения (ТКЛР): Ni, Си для ВКб-сталь 45; Ni для КНТ16-ШХ15.

5. Прослойки, понижающие температуру и давление процесса, используемые в виде фольги, гальванического покрытия, никелерования, а также проката из УДП Ni: NiP для БрХ08-БрХ08, ВК94-2-12Х18Н10Т; № для ВК6-ЮНДК 24; Ni для W-W; Си для 49К2Ф-12Х18Н10Т; Ag для Mo-Si.

6. Прослойки, повышающие коррозионную стойкость СКМ за счет понижения скачков электрохимического потенциала в переходной зоне: № для диффузионного соединения сплавов 49К2Ф-12Х18Н10Т.

При получении СКМ из разнородных металлов с использованием промежуточных прослоек из других материалов прочность диффузионного соединения при отсутствии хрупких фаз зависит от механических свойств основных и промежуточного материалов. Геометрические размеры прослойки оказывают влияние на механические свойства соединений: при толщинах прослоек до 0,2 мм они незначительно изменяются по сравнению с основным металлом, при толщине прослойки свыше 0,2 мм свойства СКМ определяются уже механическими свойствами материала промежуточного слоя [11]. При соединении материалов повышенной твердости и хрупкости применяют мягкие прослойки, которые являются активаторами поверхностей вследствие более высоких пластических характеристик по сравнению с основным материалом [60].

Для одновременного снижения температуры и давления применяют промежуточные прослойки на основе никеля [53, 74-77], получаемые

Z1

методом химического осаждения. Химически осажденный никель имеет аморфную структуру. При нагревании аморфный осадок переходит в кристаллическое состояние. Эти покрытия имеют кристаллическую структуру при содержании фосфора менее 4—5 % и аморфную - при более 8— 9 % и сохраняют высокую твердость при нагреве до высоких температур и последующем охлаждении. Нагрев покрытия, имеющего аморфную структуру, приводит к структурным превращениям исходной структуры в двухфазную, состоящую из фаз: №3Р и твердого раствора фосфора в (3-№ с решеткой ГЦК [76-78]. При малых толщинах покрытия имеют сквозные поры, что вносит дополнительный вклад в формирование качественного диффузионного соединения вследствие избытка свободной энергии, связанной с наличием дополнительной межфазной поверхности раздела твердое тело - пустота [81].

1.4 Механизм формирования слоистых композиционных материалов на основе диффузионного соединения

Ю. Л. Красулин, Г. В. Конюшков, Р. А. Мусин и др. рассматривают три стадии образования диффузионного соединения (рисунок 1.4) -формирование физического контакта, активация контактных поверхностей и развитие объемного взаимодействия [7-9, 82-84]. Кинетическая схема процесса диффузионного соединения (рисунок 1.4) позволяет систематизировать результаты исследований в этой области [2].

По горизонтали приведены характерные для каждой стадии этапы, развитие которых обусловливает возможность перехода к последующим стадиям взаимодействия. По вертикали обозначены наиболее вероятные для этой стадии физико-химические процессы. Первая стадия получения СКМ на основе диффузионного соединения необходима для развития последующих двух. Вторая ответственна за получение прочного соединения.

Развитие третьей стадии стабилизирует прочностные и повышает пластические характеристики соединения.

1.4.1 Формирование физического контакта - физическое взаимодействие

Процесс развития физического контакта зависит от состояния контактирующих поверхностей, свойств материалов, вступающих в контакт, условий термодеформационного воздействия на контактирующую пару. При физическом взаимодействии с контактных поверхностей удаляются оксидные пленки: происходит сублимация и диссоциация, растворение оксидов в основном металле и т. д., и происходит формирование физического контакта (рисунок 1.4). Время формирования физического контакта на всей поверхности в ряде случаев определяет общую продолжительность процесса получения и во многом механические свойства СКМ [61].

Качество соединяемых поверхностей оценивается по степени шероховатости, определяющей их микрогеометрию [87-89]. Шероховатость соединяемых поверхностей обычно составляет 1,5-5 мкм. Кроме того, физическое состояние поверхности характеризуется наличием и составом поверхностных пленок и особенностями структуры поверхностных слоев.

М. X. Шоршоровым, Ю. Л. Красулиным, Э. С. Каракозовым, И. И. Метелкиным была разработана математическая модель для расчета первоначальной стадии образования соединения - образование физического контакта вследствие деформации микрорельефа поверхностей под действием сварочного давления (рисунок 1.5) [87]. В основу модели положен критерий высокотемпературной пластической деформации в условиях интенсивного нагрева, характеризующейся скоростью ползучести.

При этом предполагается, что физический контакт между разнородными материалами образовывается в результате деформации более пластичного из них.

I

Физическое взаимодействие

Удаление оксидных пленок:

Сублимация

Диссоциация

Растворение

Восстановление

Механическое

дробление

Образование физического контакта:

Активная деформация Ползучесть Спекание

О

II

Химическое взаимодействие

О

III

Объемное взаимодействие

Активация Образование

поверхностей: химических

связей:

Механическая

Термическая Металлические

Дополнительные Ковалентные

активирующие Ионные

факторы

Диффузионные процессы:

Химическое

соединение

Твердый

раствор

Эвтектоид

Релаксация напряжений

Рисунок 1.4 - Схема кинетики процесса диффузионного соединения [8]

а б

Рисунок 1.5 - Схема образования физического контакта в результате деформации микровыступов под действием сжимающего давления: а- до соединения; б- в процессе соединения [87]

Предложено два варианта схем, в первом оценивается выступ в виде конуса, скорость сглаживания можно оценить:

v

Заключение диссертации по теме «Порошковая металлургия и композиционные материалы», Фоменко, Оксана Юрьевна

Выводы по главе 4

1. Разработана программа для расчета коэффициентов взаимной диффузии по графическому методу Матано, позволяющая рассчитать коэффициенты взаимной диффузии по ширине переходной зоны, включая крайние участки с минимальной концентрацией компонентов. Программа написана на языке Delphi.

2. По экспериментальным концентрационным кривым для соединений БрХ08-(М-Р)-БрХ08, Ml-сталь 45, BT14-ZrRe, ВТ14-Та в программе рассчитаны коэффициенты взаимной диффузии, позволяющие оценить полноту фазообразования в переходной зоне.

3. Проведен расчет продолжительности изотермической выдержки при получении СКМ диффузионным соединением разнородных материалов с учетом ширины переходной зоны и коэффициентов взаимной диффузии, выявлена сопоставимость расчетных и экспериментальных результатов.

4. Определен критерий достаточности для ширины переходной диффузионной зоны при проектировании и создании СКМ с заданными прочностными свойствами.

5. Разработана инженерная методика расчета времени изотермической выдержки при получении СКМ диффузионным соединением металлов и сплавов.

Заключение

1. Получены диффузионным соединением слоистые композиционные материалы (СКМ) БрХ08-(М-Р)-БрХ08; М1-сталь 45; BT14-ZrRe; ВТ14-Та-Медь М1-12Х18Н10Т. Исследована их микроструктура, механические свойства и определена ширина переходной зоны СКМ. Установлено, что ширина переходной зоны в полученных СКМ варьируется от 1 до 39 мкм.

2. Разработана компьютерная программа для расчета коэффициентов взаимной диффузии химических элементов по ширине переходной зоны СКМ, полученных диффузионным соединением. Программа апробирована на СКМ БрХО8-(№-Р)-БрХ08, М1-сталь 45, BT14-ZrRe, ВТ14-Та.

3. Установлены зависимости рассчитанных коэффициентов взаимной диффузии пар химических элементов Cu-Ni, Fe-Cu, Ta-Ti, Ti-Zr от концентрации по ширине переходной зоны, включая крайние участки с минимальной концентрацией.

4. Определен критерий достаточности для ширины переходной диффузионной зоны при проектировании и создании СКМ с заданными прочностными свойствами.

5. Разработана инженерная методика расчета времени изотермической выдержки при получении СКМ диффузионным соединением металлов и сплавов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фоменко, Оксана Юрьевна, 2012 год

Список использованных источников

1. Иванов, Д. А. Дисперсно-упрочненные, волокнистые и слоистые неорганические композиционные материалы / Д.А. Иванов, А.И. Ситников, С.Д. Шляпин. - М.: МАТИ, 2009. - 306 с.

2. Затуловский, С. С. Литые композиционные материалы / Затуловский С. С., Кезик В .Я, Иванова Р.К. - К.: Техника, 1990. - 240 с.

3. Карпинос, Д. М. Композиционные материалы в технике / Д. М. Карпинос. - Киев.: Техника, 1985. - 19 с.

4. Танеева, А. А. Свойства слоистого композиционного материала и перспективы его использования / А. А. Танеева, А. А. Круглов, Р. Я. Лутфуллин // Деформация и разрушение материалов. - 2011. № 7. - С. 38-40.

5. Танеева, А. А. Слоистый композит из титанового сплава ВТ6 / А. А. Танеева, А. А. Круглов, Р. Я. Лутфуллин // Перспективные материалы. -2009. - № 7. - С. 79-82.

6. Хорев, А. И. Основы создания слоистых композиционных материалов из титановых сплавов / А. И. Хорев // Технология машиностроения. - 2007. - № 8. - С. 5-9.

7. Люшинский, А. В. Диффузионная сварка разнородных материалов / А. В. Люшинский. - М: Издательский центр «Академия», 2006. - 208 с.

8. Конюшков, Г. В. Специальные методы сварки давлением / Г. В. Конюшков, Р. А. Мусин, Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2009. - 632 с.

9. Казаков, Н. Ф. Диффузионная сварка материалов / Н. Ф. Казаков. -М.: Машиностроение., 1981.-271 с.

10. Казаков, Н. Ф. Диффузионная сварка в вакууме / Н. Ф. Казаков. -М.: Машиностроение., 1968. - 331 с.

П.Гринберг, Б. А. «Получение и анализ структуры биметаллических соединений орторомбического алюминида титана с титановым сплавом» / Б. А. Гринберг, В. В. Рыбин, В. А. Семенов, О. А. Елкина // Материаловедение. 2005.-№4.-С. 45-50.

12. Михеев, А. А. «Диффузионная сварка магнитных сплавов» / А. А. Михеев // Технология машиностроения. - 2003. - № 3. - С. 26-29.

13. Евдокимов, В. Р. «Диффузионная сварка охватывающая соединения алюмооксидной керамики с коррозионно-стойкой сталью» / В. Р. Евдокимов, С. А. Каштанов, Л. Н. Ладо, С. Н. Шубин // Сварочное производство. - 1995. -№8.-С. 2-3.

14. Каракозов, Э. С. Механизм образования соединения между сплавом АМц и корундовой керамикой при диффузионной сварке / Э. С. Каракозов, Б. А. Харламов, А. М. Равич, А. А. Серов // Сварочное производство. - 1987. -№ 12.-С. 33-36.

15. Сорокин, Л. И. Свариваемость жаропрочных никелевых сплавов (обзор) / Л. И. Сорокин // Сварочное производство. - № 9. - 2004. - С. 3-7.

16. Конюшков, Г. В. Физические и химические основы формирования сварных соединений металлов с неметаллическими материалами / Г. В. Конюшков, Р. А. Мусин, X. Херольд, О. Ю. Жевалев, А. Н. Балакин //Сварка и диагностика. - 2007. - № 1. - С. 6-8.

17. Новиков, В. Г. Достижения и перспективы развития диффузионной сварки / В. Г. Новиков, А. И. Екимов, С. В. Прокопьев. Материалы конференции. - М.: МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1987. - 111 с.

18. Майданов, Л. П. Диффузионная сварка кронштейнов из сплава ВТ20 / Л. П. Майданов, К. А. Левтова, А. Н. Сигачев, А. А. Котельников, Б. А. Матюшкин // Сварочное производство. - 1980. - № 2. - С. 34-36.

19. Арзамасов, Б. Н. Материаловедение / Б. Н. Арзамасов, В. И. Макарова, Г. Г. Мухин и др.; Под общ. Ред. Б. Н. Арзамасова, Г. Г. Мухина. -3-е изд. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 648 с.

20. Liu, Ya. Kinetic modeling of diffusion mobilities in bcc Ti-Nb alloys / Ya. Liu, T. Pan, L. Zhang, D. Yu, Ya. Ge // Journal of alloys and compounds, 2008

21. Бондарь, А. В. Диффузионная сварка титана и его сплавов / А. В. Бондарь, В. В. Пешков, Л. С. Киреев,В. В. Шурупов,Воронеж:ВГУ, 1998.-256с.

22. Булков, А. Б. Особенности диффузионной сварки титановых трехслойных конструкций с сотовым заполнителем / А. Б. Булков, М. В. Семеноженков, В. В. Пешков, Л. С. Киреев // Сварочное производство. -2009. -№ 11.-С. 17-23.

23. Петренко, В. Р. Металловедение диффузионной сварки титана / Под ред. В. В. Пешкова. М.: Технология машиностроения, 2005. - 315 с.

24. Гусев, Д. Е. Технологические особенности получения пористых имплантатов диффузионной сваркой и термоводородной обработкой. / Д. Е. Гусев, К. С. Сенкевич, С. Д. Шляпин, М. Ю. Коллеров // Сварочное производство. - 2009. - № 12. - С. 25-31.

25. Глазунов, С. Г. Конструкционные титановые сплавы / С. Г. Глазунов, М.: Металлургия, 1974. - 368 с.

26. Цвиккер, У. Титан и его сплавы / У. Цвиккер, М. Металлургия, 1979.-511 с.

27. Рыбин, В. Микроструктура биметаллического соединения титановый сплав орторомбический алюминид титана (диффузионная сварка) / В. Рыбин, В. А. Семенов, Ю. А. Филин, Ю. К. Окунев // Вопросы материаловедения. - 2004. - № 2. - С. 47-60.

28. Сенкевич, К. С. Исследование процесса диффузионной сварки на основе никелида титана / К. С. Сенкевич, С. Д. Шляпин // Сварочное производство. - 2011. - №4. - С. 47-50.

29. Батаронов, И. Л. Взаимодействие титана со стальной технологической оснасткой при диффузионной сварке / И. Л. Батаронов, А. В. Пешков, В. Р. Петренко, Д. Н. Балбеков, Л. С. Киреев // Сварочное производство. - 2011. - № 2. - С. 14-19.

30. Петренко, В. Р. Металловедение диффузионной сварки титана / В. Р. Петренко, В. В. Пешков, М.: Технология машиностроения, 2005. - 160 с.

31. Гринберг, Б. А. Получение и анализ структуры биметаллических соединений орторомбического алюминида титана с титановым сплавом / Б.

А. Гринберг, В. В. Рыбин, В. А. Семенов, О. А. Елкина // Материаловедение. - 2005. - № 4. С. 45-50.

32. Гельман, А. А. «Диффузионная сварка титана (обзор зарубежной литературы за 1981-1986 гг.)» / А. А. Гельман // Сварочное производство. -1987.-№ 12. С. 39-41.

33. Петренко, В. Р. Влияние технологических параметров диффузионной сварки сплава ВТ20 на качество сварного соединения / В. Р. Петренко, В. Ю. Полевин, Г. П. Бесплохотный, А. В. Пешков // Сварочное производство. 2005. - № 6. - С. 17-20.

34. Каракозов, Э. С. Диффузионная сварка титана / Э. С. Каракозов, Л. М. Орлова, В. В. Пешков, В. И. Григорьевский, М.: Металлургия, 1977.-272 с.

35. Чечулин, Б. Б. Титановые сплавы в машиностроении / Б. Б. Чечулин, С. И. Ушков, И. Н. Разуваева и др. - Л: Машиностроение, 1977.-248 с.

36. Никголов, М. Б. Особенности образования соединения при диффузионной сварке титановых сплавов / М. Б. Никголов // Автоматическая сварка - 1989. - № 3. - С. 38-42.

37. Markashova, L. I. Peculiarities of formation of an interfacial zone in pressure welding of dissimilar metals / L. I. Markashova, L. S. Kireev, V. N. Zamkov, V. K. Sabokar // Welded structures. Harwood academic publishers. 1997. -№ 8. - P.137-147.

38. Люшинский, А. В. Диффузионная сварка вольфрама, молибдена, титана и меди между собой через промежуточные слои / А. В. Люшинский, Сварка и диагностика. - 2009. — С. 42-44.

39. Киреев, Л. С. Диффузионная сварка титановых конструкций (обзор) / Л. С. Киреев, В. В. Шурупов, В. В. Пешков, А. А. Батищев // Автоматическая сварка. - 2003. - № 6. - С. 42^17.

40. Ажажа, В. М. Цирконий и его сплавы: технологии производства, области применения / В. М. Ажажа, П. Н. Вьюгов, С. Д. Лавриненко, К. А. Линдт, А. П. Мухачев, Н. Н. Пилипенко. Харьков: ННЦ ХФТИ, 1998. - 89 с.

41.Шиков, А. К. Современное состояние и перспективы развития производства циркония и его сплавов и изделий из них / А. К. Шиков, В. А Никулин //Физика и химия обработки материалов. - 2001. - № 6 - С. 5-14.

42. Файрбротер Ф. Химия ниобия и тантала Пер. с англ. М., «Химия», 1972.—276 с.

43. Шариков, П. В. Новые способы устранения дефектов колоколов / П. В. Шариков, Литейное производство, Издательство ООО "Литейное производство", 2010. - С. 31-35.

44. Галеев, Р. М. Микроструктура и свойства слоистого композита титановый сплав-орторомбический алюминид титана / Р. М. Галеев, О. Р. Валиахметов, Р. В. Сафиуллин, В. М. Имаев, Р. М. Имаев // Физика металлов и металловедение. - 2009. т. 107. -№ 3. - С. 331-336.

45. Моисеев, П. С. Применение методологии ГОЕРО к описанию процесса изготовления биметаллических аппаратов методом вакуумно-диффузионной сварки /ПС.Моисеев,ВестникТГУ.-2010.т.1.-вып.2.-С.719-722.

46. Батурин, А. В. Диффузионная сварка ребристых деталей из алюминиевого сплава / А. В. Батурин, Д. В. Пономарев. // Материалы и упрочняющие технологии. - 2003. - Часть 1.-С. 168-171.

47. Сальников, В. А. Сварка в самолетостроении: Уч. пособие Текст. / В. А. Сальников, М. Н. Шпанов, А. Б. Коломенский // Под общ. ред. В. В. Пешкова. Воронеж: Издат-во ВГТУ, 2001. - 432 с.

48. Тезисы докладов X Всесоюзной научно-технической конференции «Диффузионное соединение металлических и неметаллических материалов». Москва, 1982. - 88 с.

49. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции по диффузионному соединению металлических и неметаллических материалов. Москва, 1977.-94 с.

50. Люшинский, А. В. «Установка УДС-1 для диффузионной сварки» / А. В. Люшинский, С. В. Чуклинов, А. В. Билык // Сварочное производство. -2007.-№6. -С. 35-38.

51. Метлицкий, В. А. Сварка чугуна давлением (обзор) /В. А. Метлицкий // Сварочное производство. - 2010. - № 4. - С. 35-46.

52. Казаков, Н. Ф. Диффузионная сварка металлов / Н. Ф. Казаков. -М.: Машиностроение, 1976. - 312 с.

53. Каракозов, Э. С. Влияние текстуры прокатки на формирование соединения при диффузионной сварке титановых сплавов / Э. С. Каракозов,

A. П. Терновский, В. Г. Панаетов, Б. А. Лавров // Сварочное производство. -1983,-№7.-С. 29-31.

54. Каракозов, Э. С. «Использование промежуточных сред на основе никеля для диффузионной сварки магнитных материалов» / Э. С. Каракозов,

B. Г. Панаетов, В. Э. Тарлавский // Сварочное производство. -1984. - № 4. С. 15-17.

55. Прокопьев, С. В. Исследование и разработка технологии диффузионной сварки сегнетомягкой пьезокерамики с металлами Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Красноярск, 2003.

56. Тезисы докладов IX всесоюзной научно-технической конференции по диффузионному соединению металлических и неметаллических материалов. Москва, 1979. - 118 с.

57. Бачин, В. А. Теория, технология и оборудование диффузионной сварки / В. А. Бачин, В. Ф. Квасницкий, Д. И. Котельников и др.; М.: Машиностроение, 1991. - 352 с.

58. Петренко, В. Р. Влияние защитных сред на качество соединения при диффузионной сварке титана / В. Р. Петренко, Г. П. Бесплохотный, А. В. Пешков // Технология машиностроения. - 2005. - № 7. - С. 37-39.

59. Криштал, М. А. Механизмы диффузии в железных сплавах / М. А. Криштал. М.: Металлургия, 1972. - 400 с.

60. Гельман, А. С. Основы сварки давлением / А. С. Гельман, М.: Машиностроение, 1970. -310 с.

61. Мусин, P.A. Диффузионная сварка жаропрочных сплавов / P.A.

Мусин, В. Н. Анциферов, В. Ф. Квасницкий - М.: Металлургия, 1979. - 208 с.

99

62. Люшинский, А. В. «Критерии выбора промежуточных слоев при диффузионной сварке разнородных материалов» / А. В. Люшинский // Сварочное производство. - 2001. - № 5. - С. 40-43.

63. Люшинский, А. В. Диффузионная сварка через промежуточные прокладки на основе смесей ультрадисперсных порошков металлов Ч. 1. Получение промежуточных прокладок на основе ультрадисперсных порошков никеля, меди и кобальта / А. В. Люшинский // Сварочное производство. - 1992. - № 11. - С. 22-27.

64. Люшинский, А. В. Диффузионная сварка через промежуточные прокладки на основе смесей ультрадисперсных порошков металлов Ч. 2. Кинетика спекания под давлением порошковых промежуточных прокладок / А. В. Люшинский // Сварочное производство. - 1992. - № 12. - С. 16-21.

65. Чарухина, К. Е. Применение методов математической статистики для исследования прочности соединений диффузионной сварки / К. Е. Чарухина, В. П. Образцов, Е. Н. Эстрова // Сварочное производство. - 1992. -№ 1.-С. 6-8.

66. Тезисы докладов XI Всесоюзной научно-технической конференции «Диффузионное соединение металлических и неметаллических материалов». Москва, 1984.-86 с.

67. Sheng, J. Interdiffusion and stress development in Ni-Cu thin film diffusion couples / J. Sheng, U. Welzel, E. J. Mittemeijer, Z. Kristallogr. Suppl. -2009.-№30.-P. 247-252.

68. Люшинский, А. В. Особенности диффузионной сварки вольфрамового сплава ВНЖ95 / А. В. Люшинский, В. И. Малинов, Н. И. Качалин, Г. В. Баранов // Сварочное производство. 2008. - № 8. - С. 26-28.

69. Tyushinskii, А. V. Theory and technology of sintering, thermal and chemicothermal treatment binary systems of ultrafine metal powders. III. Sintering of porous strips based on binary mixtures of ultrafine nickel, copper, and cobalt powders. / A. V. Lyushinskii // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. - 2009. -Vol. 48. - Nos. 9-10. - P. 540-546.

70. Гнюсов, С. Ф. Низкотемпературная диффузионная сварка пластически деформированного молибдена / С. Ф. Гнюсов, И. Н. Севостьянова, А. Г. Мельникова, С Н. Кульков, Е. В Глушань // Сварочное производство. - 2004. - № 2. - С. 9-14.

71. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник в 3 т. / Н. П. Лякишев. - М.: Машиностроение, 1996. - 992 с.

72. Powder Diffraction File (PDF 4+, 2010), Inorganic Phases, International Center for Diffraction Data, Swarthmore, PA, USA.

73. P. Villars, K. Cenzual, Pearson's Crystal Date: Crystal Structure Database for Inorganic Compounds (on CD-ROM), Release 2010/11, ASM International (R), Materials Park, Ohio, USA.

74. Казаков, H. Ф. Исследование и разработка технологии диффузионной сварки магнитно-твердых материалов с магнитно-мягкими с применением промежуточного слоя из порошков / Н. Ф. Казаков, В. В. Абрамов, H. М. Машкова, М.: ПНИЛДСВ, 1968. ч.1, с. 107-112.

75. Каракозов, Э. С. Соединение магнитно-твердых сплавов типа ЮНДК с электротехнической сталью / Э. С. Каракозов, В. В. Абрамов, В. К. Федотов // Автоматическая сварка. - 1969. - № 9. - С. 43-45.

76. Каракозов, Э. С. Влияние дисперсности и способа получения порошков никеля на качество соединения при диффузионной сварке / Э. С. Каракозов, В. Э. Тарлавский, В. Г. Панаетов, А. В. Люшинский // Сварочное производство. - 1983. - № 11. - С. 22-24.

77. Feng, Т. Diffusion welding of SiCp/2014Al composites using Ni as interlayer / T. Feng, X. Chen, L. Wu, S. Lou //Journal of University of Science and Technology Beijing. - 2006. -№ 3. _ p. 267-271.

78. Вансовская, К. M. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом / К. М. Вансовская, Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1985. - 103 с.

79. Герасимов, М. В. «Многослойные никель-фосфорные покрытия для защиты стали от атмосферной коррозии» / М. В. Герасимов // Технология машиностроения. — 2008. - № 8. - С. 33-36.

80. Вансовская, К. М. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом / К. М. Вансовская, Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1985. - 103 с.

81. Анциферов, В. Н. Порошковая металлургия и напыленные покрытия / В. Н. Анциферов, Г. В. Бобров, Л. К. Дружинин и др. М.: Металлургия, 1987. - 792 с.

82. Шоршоров, М. X. Клинопрессовая сварка давлением разнородных материалов / М. X. Шоршоров, В. А. Колесниченко, В. П. Алехин, М.: «Металлургия», 1982. - 112 с.

83. Маркашова, Л. И. Влияние поверхностных оксидов на свойства сварных соединений при различных способах подготовки поверхностей и параметрах сварки давлением / Л. И. Маркашова, Г. М. Григоренко, В. В. Арсенюк, А. Н. Чубенко. // Сварочное производство.-2006.-№4.-С. 13-20.

84. Красулин, Ю. Л. Взаимодействие металла с полупроводником в твердой фазе / Ю. Л. Красулин, М., «Наука», 1971. - 120 с.

85. Конюшков, Г. В. Диффузионная сварка в электронике / Конюшков Г. В., Копылов Ю. Н., М., «Энергия», 1974. - 168 с.

86. Пономарев, Д. В. Исследование переходной зоны титан-алюминий при диффузионной сварке / Д. В. Пономарев, С. Г. Емельянов, А. В. Башурин, В. Н. Гадал ов // Технология металлов.-2008.-№ 9. -С. 12-15.

87. Бачин, В. А. Теория, технология и оборудование диффузионной сварки / В. А. Бачин, В. Ф. Квасницкий, Д. И. Котельников и др.; М.: Машиностроение, 1991. - 352 с.

88. Люшинский, А. В. Особенности диффузионной сварки монокристалла кремния с алюминием / А. В. Люшинский, В. А. Булгаков // Сварочное производство. - 2002. - № 9. - С. 15-18.

89. Григорьевский, В. И. Пути уменьшения остаточной деформации деталей из титановых сплавов при диффузионной сварке / В. И. Григорьевский, Э. С. Каракозов // Сварочное производство. 1983.-№2.-С. 17-19.

90. Каракозов, Э. С. Диффузионная сварка титана / Э. С. Каракозов, JI. М. Орлова, В. В. Пешков, В.И. Григорьевский,М., «Металлургия», 1977.-272 с.

91.Шьюмон, П. Диффузия в твердых телах / П. Шьюмон, М.: Металлургия, 1966. - 236 с.

92. Messner, A. Self-diffusion in nickel single crystals / A. Messner, R. Benson, I. Dorn, Trans. Of the ASM. - 1961. - № 53. - P. 227-232.

93. Reynolds, I. E. Self-diffusion an inter-diffusion in gold-nickel alloys / I. E. Reynolds, B. L. Averbach, Acta Met. - 1957. - № 5. - P. 29.

94. Шиняев, А. Я. Диффузионные процессы в металлах / А. Я. Шиняев, М.: Наука, 1975.-226 с.

95. Гуров, К. П. Процессы взаимной диффузии в сплавах / К. П. Гуров, М.: Наука, 1973.-359 с.

96. Frank, F. С. Self-diffusion along edge dislocations in nickel / F. C. Frank, Phys. Rev. - 1966. - Vol. 147. - № 2. - P. 495-504.

97. Осипов, К. А. Вопросы теории жаропрочности металлов и сплавов / К. А. Осипов. М.: Изд. АН СССР, 1960. - 285 с.

98. Маркашова, Л. И. Особенности процессов массопереноса при сварке давлением разнородных материалов / Л. И. Маркашова, В. В. Арсенюк, Г. М. Григоренко, Е. Н. Бердникова // Сварочное производство. -2004. - № 4. - С. 28-34.

99. Кесарев, А. Г. К теории диффузии в неоднородных средах. Малые времена процесса / А. Г. Кесарев, В. В. Кондратьев // Физика металлов и металловедение. - 2008. - том 106. - № 4. - С. 341-345.

100. Гегузин, Я. Е. Физика спекания / ЯЕ.Гегузин,М.:Наука, 1984.-312с.

101. Боровский, И. Б. Процессы взаимной диффузии в сплавах / И. Б. Боровский, К. П. Гуров, И. Д. Марчукова и др. М.: «Наука», 1973. - 359 с.

102. Тезисы докладов XII Всесоюзной научно-технической конференции «Достижения и перспективы развития диффузионной сварки», Москва, 1987. - 132 с.

103. Брик, В. Б. Диффузия и фазовые превращения в металлах и сплавах / В. Б. Брик. Киев: Наукова думка, 1985. - 232 с.

104. Бокштейн, Б. С. Диффузия в металлах. М.: «Металлургия», 1978. -248 с.

105. Гуров, К. П. Взаимная диффузия в многофазных металлических системах / К. П. Гуров, Б. А. Карташкин, Ю. Э.Угасте,М.: Наука, 1981.-350 с.

106. Михеев, А. А. Формирование переходной зоны при диффузионной сварке пьезокерамики с металлами / А. А. Михеев, С. В. Прокопьев // Сварочное производство. -2008. -№ 3. - С. 35-37.

107. Михеев, A.A. Особенности диффузионной сварки пьезокерамики с медью / А. А. Михеев, Прокопьев С. В. // Сварочное производство. 2010. -№7.-С. 12-17.

108. Лариков, Л. Н. Структура и свойства металлов и сплавов / Л. Н. Лариков, В. И. Исайчев, Киев: «Наукова думка», 1987. - 510 с.

109. Райченко, А. И. Математическая теория диффузии в приложениях / А. И. Райченко Киев: Наук думка, 1981. - 396 с.

110. Угасте, Ю. Э. Исследование взаимной диффузии в системе титан-ванадий и титан-ниобий / Ю. Э. Угасте, Ю. А. Зайкин // ФММ. - 1975. - № 3. -С. 567-575.

111. Коваленко, В. С. Металлографические реактивы / В. С. Коваленко, М.: Металлургия, 1981. - 120 с.

112. Беккерт, М. Способы металлографического травления / М. Беккерт, X. Клемм, М.: Металлургия, 1988 - 400 с.

113. Егорова, О. В. Техническая микроскопия. Практика работы с микроскопами для технических целей / О. В. Егорова, М.: Техносфера, 2007. -360 с.

114. Смирнова, А. В. Электронная микроскопия в металловедении / А. В. Смирнова, Г. А. Кокорин, С. М. Полонская, и др., М.: Металлургия, 1985 -192 с.

115. Вашуль, X. Практическая металлография. Методы изготовления образцов. / X. Вашуль: Пер. с нем. - М.: Металлургия, 1988. - 320 с.

116. Уманский, Я. С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я. С. Уманский, Ю. А. Скаков, А. Н. Иванов, JI. Н. Расторгуев.

- М.: Металлургия, 1982. - 632 с.

117. Зеер, Г. М. Применение сканирующей электронной микроскопии в решении актуальных проблем материаловедения / Г. М. Зеер, О. Ю. Фоменко, О. Н. Ледяева // Journal of Siberian Federal University. - 2009 - том 2 №4.-С. 287-293.

118. ГОСТ 21318-75 Измерение микротвердости царапанием алмазными наконечниками.

119. ГОСТ 1497 Методы испытаний на растяжение.

120. ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна.

121. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009611647. 27.03.2009, Программа для расчета коэффициентов взаимной диффузии в композиционных соединениях по методам Матано и Холла - Михеев А. А., Зеер Г. М., Фоменко О. Ю., Райпольд Д. С., Зеленкова Е. Г., Королева Ю. П.

122. Пономарев, Д. В. Исследование переходной зоны титан-алюминий при диффузионной сварке / Д. В. Пономарев, С. Г. Емельянов, В. И. Гадалов

- // Технология металлов. - 2008. - № 9. - С. 12-15.

123. Михеев, А. А. автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Красноярск, 1999.