Разработка быстрозакаленных ленточных припоев для высокотемпературной пайки тугоплавких металлов и сплавов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат технических наук Сучков, Алексей Николаевич
- Специальность ВАК РФ01.04.07
- Количество страниц 132
Оглавление диссертации кандидат технических наук Сучков, Алексей Николаевич
Введение
1. Пайка металлов и сплавов
1.1. Классическое представление о пайке
1.1.1. Классификация способов пайки
1.1.2. Дефекты в паяных соединениях
1.1.3. Быстрозакаленные припои
1.2. Пайка элементов энергоустановок
1.2.1. Пайка разнородных элементов ИТЭР
1.2.1.1. Высокотемпературная пайка вольфрама
1.2.1.2. Высокотемпературная пайка меди и се сплавов
1.2.1.3. Высокотемпературная пайка вольфрама с медными 31 сплавами
1.2.2. Пайка элементов ЭГК из сплава на основе ниобия 32 1.2.2.1. Припои для пайки сплавов на основе ниобия
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физика конденсированного состояния», 01.04.07 шифр ВАК
Разработка быстрозакаленных аморфных и микрокристаллических сплавов для высокотемпературной пайки материалов атомной техники2003 год, кандидат технических наук Плющев, Алексей Николаевич
Разработка быстрозакаленных циркониевых сплавов-припоев для прецизионной пайки конструктивных элементов атомных реакторов2006 год, кандидат технических наук Мамедова, Тамила Таировна
Вакуумная контейнерная пайка титановых и титано-алюминиевых конструкций припоями на основе алюминия2006 год, кандидат технических наук Шашкин, Олег Валентинович
Разработка припоев системы Al-Si-Ge для повышения прочности паяных конструкций из алюминиевых сплавов2006 год, кандидат технических наук Степанов, Владимир Валерьевич
Разработка технологии пайки прецизионных железо-никель-кобальтовых сплавов с пьезокерамикой алюминиевыми припоями2004 год, кандидат технических наук Чумаченко, Галина Викторовна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка быстрозакаленных ленточных припоев для высокотемпературной пайки тугоплавких металлов и сплавов»
Актуальность работы. Изготовление энергонапряженных узлов ядерной и термоядерной техники является сложной технологической задачей. Множество проблем возникает в процессе сборки отдельных компонентов друг с другом в конечный конструктивный элемент. Из методов получения неразъемных соединений, широко применяемых во многих отраслях промышленности, существенное развитие получили сварка и пайка, причем каждая технология имеет свою область применения.' При изготовлении диверторного модуля реактора ИТЭР (международный экспериментальный термоядерный реактор) и коллекторного узла ЭГК (электрогенерирующий канал) ядерного ректора космического базирования наиболее оптимальной и реализуемой технологией соединения элементов является высокотемпературная пайка. Данный метод реализуется при температурах существенно меньших, чем при сварке, что вызывает меньшее термическое влияние на соединяемые материалы, и за один технологический цикл появляется возможность реализовать множество соединений, что делает данный процесс наиболее технологичным.
В последнее время стали широко использовать быстрозакаленные припои (БЗП) в виде лент толщиной 20.80 мкм. Такие припои получают технологией сверхбыстрой закалки расплава на вращающемся диске-холодильнике со скоростью 104. 106 К/с. Высокая скорость охлаждения позволяет при комнатной температуре получать припои со структурой переохлажденной жидкости, в состоянии пересыщенного твердого раствора с равномерным распределением компонентов сплава по всему объему, что определяет уникальные свойства (смачиваемость, капиллярная активность и др.) припоя в процесс расплавления и взаимодействия расплава с паяемыми материалами.
Технология сверхбыстрой закалки дает возможность получать из труднодеформируемых слитков удобные в обращении гибкие ленты, которые обладают целым комплексом преимуществ перед своими кристаллическими аналогами, полученными традиционными методами: они имеют однородное фазовое состояние по всему объему, характеризуются узкими интервалами плавления и затвердевания, высокой адгезионной и капиллярной активностью. Все это позволяет повысить качество пайки, уменьшить количество дефектов паяных соединений, снизить количество интерметалл и до в в зоне пайки.
Однако, на сегодняшний день недостаточно изучены физико-химические и технологические особенности как производства высокотемпературных БЗП, так и пайки тугоплавких металлов и сплавов. Существует необходимость оптимизации составов и потребность в разработке новых ленточных БЗП как для создания неразъемных соединений вольфрама, ниобия и других металлов между собой, так и с теплоотводящими металлами (сплавами) и получении припоев с заданной температурой плавления и четкими технологическими режимами пайки различных материалов.
Учитывая жесткие тепловые и радиационные условия эксплуатации ЭГК в ЯЭУ и дивертора в ИТЭР, характеризующиеся интенсивным термическим, корпускулярным и циклическим воздействием, к неразъемным соединениям, выполненным с помощью пайки, предъявляются серьезные требования по термомеханическому сопротивлению в условиях облучения.
Следует особо отметить, что в настоящий момент не решена проблема соединения компонентов облицовки диверторного модуля ИТЭР с теплоотводящей основой - бронзой (соединение "вольфрам-бронза"). Поэтому разработка припоя с низкой температурой плавления, для сохранения заданного структурно-фазового состояния теплоотводящей бронзы в процессе пайки, компоненты которого не образуют химических соединений в зоне пайки, является актуальной задачей.
При изготовлении коллекторного пакета ЭГК многоканальных термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) ЯЭУ космического базирования существует проблема заплавления технологических каналов в процессе пайки при использовании кристаллического припоя системы Р<}-№. В этой связи актуальной является разработка припоя, позволяющего получить неразъемные соединения заданной формы, т.е. без заплавления технологических каналов.
Цель работы. Целью работы явилась разработка составов и технологии получения быстрозакаленных ленточных припоев и режимов высокотемпературной пайки тугоплавких металлов и сплавов применительно к созданию неразъемных соединений материалов современной энергонапряженной техники.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
- предложена методика выбора оптимального для данной пары паяемых материалов состава припоя;
- разработан состав нового припоя на основе системы Си-'П-Ве для пайки фрагментов (тайлов) дивертора ИТЭРа в виде неразъемного соединении «вольфрам-бронза» и отработаны режимы пайки этого соединения;
- разработан состав нового припоя на основе систем Zr-Nb-Ni-Be и Ег-1ЧЬ-№-Ре для пайки фрагментов коллекторного пакета ЭГК многоканальных ТЭП ЯЭУ космического базирования в виде неразъемного соединении «ниобий-ниобий» и отработаны режимы пайки этого соединения;
- отработана технология изготовления наноструктурных ленточных припоев составов: Си-28ТМВе, гг-19№>-15№, 7г-19М>-15№-1Ве, 2г-19№>-7,5№-7,5Ре (мас.%) методом сверхбыстрой закалки расплава на медном диске - холодильнике и получены припои;
- исследованы структурно-фазовые состояния паяных соединений «вольфрам-бронза» и «ниобий-ниобий»;
- проведены механические испытания до и после нейтронного облучения соединений «вольфрам-бронза», спаянных ленточным БЗП на основе меди состава Си-28ТМВе.
Научная новизна. На основе физико-химического анализа диаграмм состояния систем сплавов разработана методика выбора композиций быстрозакаленных сплавов-припоев для высокотемпературной пайки однородных и разнородных материалов.
Разработаны составы и технология получения сплавов-припоев на основе меди и циркония в виде гибких лент методом сверхбыстрой закалкой расплава.
Разработана технология и режимы пайки однородных и разнородных металлов и сплавов на основе меди, вольфрама и ниобия при различных температурах и временах выдержки.
Впервые установлено, что в зоне пайки вольфрама с медью за счет интенсивного растворения легирующих элементов припоя Си-28ТЫВе в меди формируется паяный шов без интерметаллидов, что обеспечивает отсутствие дефектов соединений и высокие термомеханические характеристики.
Впервые получены быстрозакаленные ленточные припои на основе циркония, обладающие повышенными капиллярными и адгезионными свойствами, эффективно заполняющие протяженные капиллярные зазоры между деталями из сплавов на основе ниобия.
Впервые путем сравнительных исследований по затеканию в коаксиальный зазор между цилиндрическими заготовками из сплава на основе ниобия быстрозакаленного 2г-1МЬ-№ и кристаллического Рс1-№ припоев показано преимущество БЗП-припоя.
Получены новые данные по механическим испытаниям до и после нейтронного облучения соединения «вольфрам-бронза», спаянного ленточным БЗП на основе меди.
Практическая ценность. Разработаны составы и технология изготовления методом сверхбыстрой закалки из расплава новых ленточных БЗП Си-28ТМВе, 2г-19ЫЬ-151\П, 2г-19№э-15№-1Ве, 2г-19№>-7,5№-7,5Ре. Подобраны и отработаны режимы прецизионной пайки материалов современной техники: вольфрама с медными сплавами применительно к изготовлению тайлов дивертора реактора ИТЭР; сплавов на основе ниобия применительно к изготовлению коллекторного пакета ЭГК ЯЭУ космического базирования.
Припои 2г-19№>-15№, 2г-19МЬ-15№-1Ве, 2г-19№>-7,5№-7,5Ре использованы в ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ" (г. Подольск) для пайки^ макетов коллекторного пакета ЭГК космических ЯЭУ из сплава на основе ниобия НбЦ-1.
Припой Си-28'П-1Ве использован в НТЦ «Синтез» ФГУП НИИЭФА им. Д.В. Ефремова (г. Санкт-Петербург) при разработке технологии пайки вольфрамовой облицовки к бронзовой основе для дивертора экспериментального термоядерного реактора ИТЭР.
Результаты практического применения подтверждены соответствующими актами внедрения.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Методика разработки быстрозакаленных ленточных припоев для пайки металлов и сплавов.
2. Составы быстрозакаленных ленточных припоев: 2г-19ЫЬ-15№, 2г-19ТЧЬ-15№-1Ве, 2г-19№>-7,5№-7,5Ре и Си-28ТМВе.
3. Технологические режимы пайки: соединения "вольфрам-бронза" припоем Си-28ТМВе; сплавы на основе ниобия припоями 2г-19№>-15№, 2г-19ЫЬ-15М-1Ве, гг-19№>-7,5№-7,5Ре.
4. Результаты исследований структурно-фазового состояния и механических свойств паяных соединений до и после нейтронного облучения.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов и библиографии. Работа изложена на 133 страницах, содержит 71 рисунок, 16 таблиц и список цитируемой литературы из 112 наименований.
Похожие диссертационные работы по специальности «Физика конденсированного состояния», 01.04.07 шифр ВАК
Обеспечение качества паяных соединений кристаллов в полупроводниковых приборах для силовой электроники в процессе их разработки и серийного производства2001 год, кандидат технических наук Сегал, Юрий Ефимович
Исследование технологического процесса пайки бессвинцовыми припоями с целью повышения надежности электронной аппаратуры2008 год, кандидат технических наук Фэн Лэй
Разработка метода получения неразъемного соединения стали ферритно-мартенситного класса с вольфрамом2023 год, кандидат наук Бачурина Диана Михайловна
Разработка флюсов для низкотемпературной пайки меди и ее сплавов2004 год, кандидат технических наук Герасимов, Евгений Александрович
Модификация процесса бессвинцовой пайки кристаллов к основаниям корпусов силовых полупроводниковых приборов2006 год, кандидат технических наук Рягузов, Александр Владимирович
Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Сучков, Алексей Николаевич
Основные выводы
1. На основе анализа физико-химического взаимодействия компонентов припоя и паяемых материалов разработана методика выбора химического состава быстрозакаленных сплавов-припоев для пайки однородных и разнородных материалов.
2. Разработан новый аморфный быстрозакаленный высокотемпературный ленточный припой состава Си-28%ТМ%Ве и отработан технологический режим получения неразъемных соединений \\^-БрХЦр с высоким сопротивлением термическому воздействию.
3. Показано, что при нейтронном облучении в реакторе БОР-бО до флюенса 1,8-1024 н/м2 не происходит деградации паяного шва: при испытаниях методом трехточечного изгиба разрушение паяных образцов и^-БрХЦр, соединенных с применением припоя Си-28%ТМ%Ве начинается лишь в момент начала пластической деформации бронзы.
4. Предложен физико-химический механизм перераспределения компонентов припоя и бронзы в процессе формирования неразъемного соединения \\^-БрХЦр при использовании припоев Си-28°/оП и Си-28%ТМ%Ве.
5. Разработаны новые аморфные быстрозакаленные высокотемпературные ленточные припои на основе циркония: гг-19%М>15%№, Ъх-19%КЬ-15%№-1 %Вс, 2г-19%КЬ-7,5%№-7,5%Ре и. предложены оптимальные зазоры и технологические режимы пайки сплавов на основе ниобия. В результате сравнительной пайки макета коллекторного пакета ЭГК из сплава на основе ниобия НбЦ-1 показано превосходство аморфного припоя 2г-19%№>-15%№ над кристаллическим припоем 60%Рс1-40%№.
6. Отработана технология получения сплава-припоя 48%гП-48%7г-4%Ве в виде аморфной ленты для пайки сплавов на основе ниобия.
Аморфные ленточный припой Си-28ТМ Ве (мас.%) и технология пайки вольфрама с бронзой БрХЦр внедрены на предприятии НТЦ «Синтез» ФГУП НИИЭФА им. Д.В. Ефремова (г. Санкт-Петербург) для изготовления макетов фрагмента «домика» дивертора экспериментального термоядерного реактора ИТЭР (АКТ №5 от 14.02.2011 г.).
1.3. Заключение
На основании массива литературных данных продемонстрированы основные преимущества и особенности пайки как метода получения неразъемных соединений разнородных материалов, дисперсно-упрочненных и других сплавов с низкими значениями вязкости разрушения.
Показано, что процесс пайки осуществляется ниже температуры плавления соединяемых материалов, что делает этот метод крайне рациональным, позволяющим добиться получения соединений без существенных структурных изменений в паяемых материалах в процессе цикла пайки при правильном выборе припоев и технологий пайки. 3
Приведена информация о быстрозакаленных припоях, полученных методом сверхбыстрой закалки расплава на вращающемся медном диске-холодильнике со скоростью 104-106 К/с. Показано что данный класс быстрозакаленных припоев обладает целым комплексом преимуществ по сравнению со своими кристаллическими аналогами, полученными классическими традиционными методами. Так, БЗП, благодаря быстрому охлаждению расплава имеют гомогенное по объему распределение химических элементов, имеют более узкие температурные интервалы плавления, характеризуются более высокой диффузионной активностью атомов и адгезией. I
Однако, на сегодняшний день недостаточно изучены физико-химические и технологические особенности как производства высокотемпературных БЗП, так и пайки тугоплавких металлов и сплавов. Существует необходимость оптимизации составов и потребность в разработке новых ленточных БЗП для создания неразъемных соединений вольфрама, ниобия и других металлов между собой и с теплоотводящими металлами (сплавами), получения припоев с заданной температурой плавления и четкими технологическими режимами пайки различных материалов.
Учитывая жесткие тепловые и радиационные условия эксплуатации ЭГК в ЯЭУ и J дивертора в ИТЭР, характеризующиеся интенсивным и циклическим воздействиям, к неразъемным соединениям, выполненным с помощью пайки, предъявляются серьезные требования по термомеханическому сопротивлению в условиях облучения. г
Следует особо отметить, что в настоящий момент не решена проблема соединения компонентов облицовки диверторного модуля ИТЭР с теплоотводящей основой — бронзой (соединение «вольфрам-бронза»). Поэтому, разработка припоя, компоненты которого не образуют химических соединений в зоне пайки с низкой температурой плавления для сохранения заданного структурно-фазового состояния бронзы в процессе пайки является актуальной задачей.
При изготовлении коллекторного пакета ЭГК многоканальных ТЭП ЯЭУ космического базирования существует проблема заплавления технологических каналов в процессе пайки при использовании кристаллического припоя системы Рс1-№. В этой связи актуальной является разработка припоя, позволяющего получить неразъемные соединения заданной формы, т.е. без заплавления технологических каналов.
В этой связи целью настоящей работы является разработка составов и технологии получения быстрозакаленных ленточных припоев и режимов высокотемпературной пайки тугоплавких металлов и сплавов применительно к созданию неразъемных соединений материалов современной энергонапряженной техники.
2. Методические вопросы обеспечения высокотемпературной пайки
В данной главе приведены основные методики, разработанные и примененные автором для: получения припоев в виде кристаллических слитков, в виде быстрозакаленных нанострукгурированных лент; высокотемпературной пайки; исследования структурно-фазовых состояний полученных припоев; исследования структуры и свойств паяных соединений; испытаний полученных паяных соединений и макетных образцов.
2.1. Получение кристаллических слитков сплавов-припоев
Выплавку слитков осуществляли в дуговой печи МИФИ-9 в динамической и статической среде аргона.
Печь МИФИ-9 с вольфрамовым нерасходуемым электродом предназначена для выплавки тугоплавких металлов и сплавов. При дуговой плавке возможно получить температуру дуги до 5000 °С, что позволяет обеспечить расплавление тугоплавких металлов и перемешивать дугой образовавшийся расплав и тем самым осуществлять равномерное распределение легирующих компонентов по всему объему слитка. В зависимости от пода, на такой дуговой печи можно получать гомогенные слитки сплавов со сложным химическим составов весом до 200 г за один технологический цикл. Процесс плавки осуществляется по принципу гарнисажной плавки: расплавленный образец отделен от медного охлаждаемого водой пода тонкой твердой прослойкой материала образца.
В качестве шихтовых материалов применяли: цирконий металлический иодидный, ТУ 95-46-76; титан металлический, йодидный (ТУ 48-4-282-86); ниобий электронно-лучевого переплава;
- никель катодный НО или Н1 (ГОСТ 849-70); ванадий электронно-лучевого переплава; бериллий горячепрессованный чистотой 99,98%; армко железо;
- медь МО (ГОСТ 546-79); ванадий электронно-лучевого переплава; хром электронно-лучевого переплава;
Для упрощения процесса равномерного распределения легирующих компонентов в слитке, в качестве шихтовых материалов применяли заранее выплавленные более легкоплавкие лигатуры. Так бериллий, ниобий и ванадий вводили в качестве лигатур Zr-5%Be, Zr-50%Nb, Ti-5%Be, Ti-30%V, Zr-30%V (мас.%). Шихту загружали в водоохлаждаемый под и подвергали сплавлению. После каждого переплава слиток переворачивали и повторяли процедуру переправления. Количество таких переплавов лежало в пределах 6-20, в зависимости от химического состава сплава. За один технологический цикл получали два гомогенных слитка по 100 грамм.
Химический состав слитков определяли методом- микрорентгеноспектрального анализа на установке энергодисперсионного спектрометра INCA 350 x-act (Oxford Instruments). Содержание кислорода, водорода, азота и углерода, например, в слитках титановых сплавов было значительно ниже их содержания в технически чистом титане марки ВТ 1-00 (02 < 0,10%, N2 < 0,04%, С < 0,05%, Н2< 0,008%).
2.2. Получение быстрозакаленных лент сплавов-припоев
Получение сплавов-припоев в виде гибких лент осуществляли методом сверхбыстрой закалки на вращающийся диск-холодильник на модернизированной установке "Кристалл-702". Данная установка позволяет получать сплавы-припои с температурой плавления до 1600 °С (в зависимости от материала тигля) в аморфном (наноструктурированном) или нанокр'исталлическом состоянии из расплава со скоростями охлаждения ~104-106 К/с в виде лент толщиной (20-100) мкм и шириной от 1,2 до 50 мм. Максимальное количество получаемой ленты за один технологический цикл составляло 0,3-0,5 кг. Схема установки "Кристалл-702" представлена на рис.2.1.
Предварительно выплавленные в дуговой печи МИФИ-9 слитки сплавов-припоев помещали в кварцевый тигель (8), имеющий сопло специальной формы. Тигель со слитками размещали внутри высокочастотного индуктора (10). Токами высокой частоты с помощью высокочастотного генератора (2) и индуктора (10) слитки нагревали до необходимой температуры, зависящей от химического состава сплава. Расплав припоя под действием давления эжекции инертного газа (гелий), подаваемого через систему напуска газа (4), подавали через сопло тигля (8) на быстро вращающийся закалочный медный диск шириной 50 мм и диаметром 300 мм (12). При этом площадь поверхности расплава, контактирующего с диском, многократно возрастала и, соответственно, достигалась высокая скорость отвода тепла из расплава в диск. Происходило практически мгновенное затвердевание расплава. Затвердевший расплав припоя отделяется от диска под действием термических напряжений и центробежной силы или срезался с помощью специального
41
Рис. 2.4.Схема установки для электролитического полирования металлов и сплавов
Был выбран электролит - 10 % водный раствор N3011. Опытным путем были подобраны ток 5 А и напряжение 10 В. Таким образом был снят нагартованный слой вольфрама порядка 100 мкм.
2.5. Пайка образцов
Для пайки образцов использовали вакуумную печь с резистивным нагревом СШВ-1.2,5/25М-04, которая позволяет осуществлять пайку в вакууме 1,3 х 10~3 Па при температуре до 2500 °С. В качестве нагревателей использовали вольфрамовые прутки и графитовую пластину.
При отработке технологических режимов пайки, подготовке образцов к внутриреакторным испытаниями и испытания под высокотемпературной импульсной плазмой (ВТИП), припой укладывали в один слой на шлифованную сторону образцов в виде отрезков ленты по размерам паяемых материалов и закрепляли каждый отрезок с помощью точечной конденсаторной электросварки. Затем на поверхность припоя укладывали другой материал шлифованной стороной к припою и закрепляли сборку в специально разработанном кондукторе из тантала (рис. 2.5 а, б) таким образом, чтобы в ходе термического цикла пайки было обеспечено давление 0,25-0,5 кгс/см .
1 - припой
2 - паяемые материалы
3 -танталовый кондуктор
4 - фуз
1 — припой
2 - пластины из НбЦ-1
3 - подставка из НбЦ-1
4 - дистанционатор из N6 проточка для закладки припоя ленточмьй припои г)
Рис. 2.5. Внешний вид кондуктора а) и сборки под пайку образцов б), в), г)
Для исследования формирования паяного шва в зависимости от зазора, припой укладывали в 5-6 слоев на поверхность НбЦ-1, на который размещали клин, который изготавливали из того же материала (рис. 2.5, в ). Величину зазора фиксировали фольгой из ниобия толщиной 100 мкм. Пайку осуществляли припоями 48Ti-48Zr-4Be, Zr-19Nb-15Ni, Zr-19Nb-15Ni-lBe, Zr-19Nb-7,5Ni-7,5Fe (мас.%) по режимам, отработанным на плоских образцах. После пайки образцы разрезали на высоте 5 мм от основания и проводили исследования полученных паяных швов.
При изготовлении макетных узлов ЭГК припой наматывали в специально проточенные для него места (рис. 2.5, г). Количество оборотов зависело от глубины проточки и зазора между цилиндрами. В среднем, толщина намотанного припоя составляла величину порядка 150 мкм. Для исследования затекания припоя в зазор, спаянные цилиндры разрезали вдоль и поперек и проводили соответствующие исследования.
На рис. 2.6 приведена характерная крива нагрева образцов под пайку . Отличительные особенности заключались лишь в температурах и временах выдержки, которые изменялись от 900 до 1200 °С и от 2 до 30 мин соответственно.
О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 время, мни
Рис. 2.6. Характерная кривая режима пайки образцов из сплава на основе ниобия
Нагрев образцов под пайку осуществляли в среднем со скоростью 15 К/с. Для равномерности прогрева образцов и макетных изделий, за 200 град, до температуры солидуса припоя осуществляли изотермическую выдержку, затем продолжали нагрев до температуры пайки, при которой так же осуществлялась выдержка, время которой зависило от состава припоя. Охлождали образцы вместе с печью.
Для исследования термостойкости готового паяного соединения (модели тайла) его разрезали примерно пополам на искровом станке, полировали и облучали с торца (рис. 2.8, б)
Рис.2.8. Общий вид а) и схематическое изображение разных видов облучения готовых паяных изделий потоками ВТИП б)
2.8. Механические испытания паяных образцов
Испытания спаянных образцов W-БpXЦp на трехточечный изгиб осуществляли до и после нейтронного облучения. Облучение образцов проводили при температуре 200 °С, нейтронами с энергией более 0,1 МэВ в течении 5 эфф. сут., флюенсом 1,8-1024 н/м2.
Испытания на изгиб образцов различных типов с малыми нагрузками не обеспечивается устаревшими машинами, размещенными в защитных камерах. Поэтому в ОАО " ГНЦ НИИАР" была спроектирована, изготовлена и смонтирована в защитном боксе новая машина, которая обеспечивает проведение всех видов механических испытаний.
Общий вид машины приведен на рис. 2.9, а. В ней использовали гидравлический принцип нагружения. Гидроцилиндр 1 соединен с мощным подшипником линейного перемещения 3 фирмы ТНК (Япония), который обеспечивает строго вертикальное перемещение вала 4. На конце вала размещается платформа 5, к которой крепили приспособления для испытания образцов. На рис. 2.10, б изображено смонтированное приспособление для трехточечного изгиба 10. Верхняя часть приспособления 12 крепится к диафрагменному датчику усилия 7 фирмы НВМ (Германия), который отличается большой устойчивостью к радиальным нагрузкам и измеряет усилие с точностью 1 Н. Давление в гидроцилиндре создавали ручными масляными насосами 2, которые позволяли перемещать вал как вниз, так и вверх. Образец 11 (рис. 2.9, б) лежит на 2-х опорах (рис. 2.10), смонтированных на валу, а сверху на образец давят два ножа, создавая в промежуточных сечениях образца постоянный момент. Измерение деформации образцов
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сучков, Алексей Николаевич, 2011 год
1. Пайка и лужение. Основные термины и определения. ГОСТ 17325-79.
2. Петрунин И.Е., Березников Ю.И. и др. Справочник по пайке / Под ред. И.Е. Петрунина. 3-е. Изд., перераб. И доп. М.: Машиностроение, 2003. 480 е.; ил.
3. Вакуумная пайка реакторных матрериалов/ И.Д. Понимаш, A.B. Орлов, Б.В. Рыбкин. М.: Энергоатомиздат, 1995.-192 с. ил. — (Физика и техника ядерных ректоров; Вып. 46).
4. С.Н. Лоцманов. Дорога открытий. В. Фролов, В. Плаунов, Москва, 2009. 488 с.
5. Маркова И.Ю. Пайка металлических материалов с неметаллическими. Дефекты паяных соединений и контроль качества пайки. Конспект лекций. — Информэлектро, 1988 г, 53 с
6. Лашко C.B., Лашко Н.Ф. Пайка металлов. 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 376 е.: ил.
7. ГОСТ 17349-79 Пайка. Классификация способов.
8. ГОСТ 19248-90 Припои. Классификация и обозначение.
9. Новосадов B.C. Влияние зазора на структуру и химический состав шва. Аномалия растворимости в малых зазорах/ В.сб.: Пайка 2000. Мат. Междунар. Науч.-техн. Конф. Толятти: ТПИ, 2000. С. 7-17.
10. Аморфные ленточные припои для высокотемпературной пайки. Опыт разработки технологии производства и применения. Сварочное производство, № 1, 1996, с. 15-19.
11. Калин Б.А. и др. Новые аморфные припои для пайки титана и его сплавов. Сварочное производство. 2001, №3, с. 37-39.
12. Калин Б.А. и др. Пайка тонколистовых конструкций из титановых сплавов аморфными припоями марки СТЕМЕТ. Сварочное производство. 1996. № 9. с. 23-24.
13. Калин Б.А. и др. Влияние структурного состояния припоя на физико-механические свойства паяных соединений. Сварочное производство, 2001, № 8, с. 38—41.
14. Kalin В.A. Be-Cu joints based on amorphous alloy brazing for divertor and first wall application. Journal of Nuclear Materials 271-272 (1999) 410-414.
15. Kalin B.A. Application of amorphous and microcrystalline filler metals for brazing of beryllium with metals. Journal ofNuclear Materials 233-237 (1996), p. 945-948.
16. Федотов В.Т., и др. Применение метода быстрого затвердевания для изготовления припоев, используемых при пайке теплообменников. Материалы семинара "Изготовление теплообменной аппаратуры". М., 1993, с. 75-76.
17. Калин Б.А. и др. Опыт применения быстрозакаленных припоев для соединения конструкционных материалов. Экономика и производство, №2 февраль, 2002.
18. Brazing dissimilar materials with rapidly solidified filler metals STEMET. Brazing, High Temperature Brazing and Diffusion Welding. Lectures and Posters of 7th Inter.Conference, Aachen, 15-17 June 2004
19. Using rapidly quenched brazing alloys for brazing structural elements of thermonuclear reactors. Welding International 2004, 18 (5), p. 410-416.
20. Development of rapidly quenched brazing foils to join tungsten alloys with ferritic steel. Journal of Nuclear Materials 329-333 (2004), p. 1544-1548.
21. Калин Б.А. и др. Разработка аморфных припоев на основе циркония для пайки элементов ядерных реакторов. Доклад на Международной научно-технической конференции "Пайка-2005".
22. Л.Г. Голубчиков, Д.К. Курбатов Материаловедческие задачи реактора ИТЭР. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез, 2004, вып. 2, с. 80—94
23. Маханьков А.Н. Диссертация на соискание ученой степени кандидат технических наук. Вольфрамовая облицовка диверторной мишени для термоядерного реактора ТАКОМАК. С. Петербург, 2003 г., 125 с
24. С.В.Максимова, В.Ф.Хорунов, В.Р.Барабаш Проблемы получения узлов дивертора реактора термоядерного синтеза с помощью пайки. Сварочное производство. 1994, №5. С.6-9.
25. Б.А. Калин, Н.В. Волков, И.В .Олейников Рраспыление образцов Be, Cu, Fe, Mo, W при облучении пучком ионов (Н+ + Не+) со средней энергией 10 КэВ. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез, 2004, вып. 2, с. 72—80.
26. В.М. Шарапов, СЛ. Канашенко Структурные нарушения в вольфраме после взаимодействия с низкоэнергетичной гелиевой плазмой с допороговыми энергиями ионов. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез, 2008, вып. 2, с. 20—25.
27. И.И. Архипов, В.Х. Алимов, Д.А. Комаров Накопление дейтерия в вольфраме при облучении в углеродно-дейтериевой плазме. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез, 2008, вып. 2, с. 17—20i125
28. Ю.В. Мартыненко, Б.И. Хрипунов, В.Б. Петров Именение поверхности вольфрама играфита под воздействием больших потоков плазмы. Вопросы атомной науки и техники.
29. Сер. Термоядерный синтез, 2009, вып. 4, с. 14—23
30. P. W. Trester, P. G. Valentine, W.R. Johnson, Е. Chin, Е.Е. Reis, А.Р. Colleraine. Tensile fracture characterizations of braze joined copper-to-CFC coupon assemblies. J. Nucl. Mater. 233-237 (1996) 906-912.
31. G. Chaumat, P.Le Gallo, G. Le Marois, F. Moret, P. Deschamp. Macroblock manufacturing by 'hip assisted brazing' method. J. Nucl. Mater. 258-263 (1998) 265-270.
32. R.E. Nygren, C.A. Walker, T.J. Lutz, F.M. Hosking, R.T. McGrath. Brazing of the Tore Supra actively-cooled Phase III limiter. J. Nucl. Mater. 212-215 (1994) 1621-1626.
33. V.Barabash, M.Akiba, J.P.Bonal etc. Carbon fiber composites application in ITER plasma facing components. J. Nucl. Mater. 258-263 (1998) 149-159
34. С.В.Максимова, В.Ф.Хорунов, В.Р.Барабаш Проблемы получения узлов дивертора реактора термоядерного синтеза с помощью пайки. Сварочное производство. 1994, №5. с. 6-9.
35. Барабаш В.Р., Мазуль И.В., Саксаганский Г.Л. и др. Материаловедческие проблемы создания приемного диверторного устройства реактора ОТР/ИТЭР. ВАНТ серия «Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение», 1991, Вып. 1 (55). с. 3-14.
36. V.Barabash, M.Akiba, I.Mazul, M.Ulrickson, G.Vieider Selection, Development and Characterization of Plasma Facing Materials for ITER, J. Nucl. Mater. 233-237 (1996) 718-723.
37. Ю.П. Стефанов, И.Л. Поболь, А.Г. Князева, А.И. Гордиенко, Рост трещены вблизи границы раздела разнородных материалов в условиях сжатия. Физическая мезомежаника, 5, 1,2002 г., с 81-88.
38. Князева А.Г., Поболь И.Л., Романова В.А., Поле напряжений в диффузионной зоне соединения, получаемого электронно-лучевой пайкой. 4, 5, 2001, С 41-53
39. Ланин А.Г., Федик И.И. Термопрочность материалов. Подольск, НИИ НПО "ЛУЧ", 2005.-312 с/, ил
40. Демчук В.А., Костюков Н.С., Колиниченко Б.Б., Расчет эффективной структуры переходной зоны при пайке металлокерамических соединений. Моделирование систем, 2008, №1 (15), с 16-21
41. Пабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский A.M. и др.Физические величины: справочник; Под. Ред. Григорьева И.С., Михайлова Е.З. М.; Энергоатомиздат, 1991. -1232 с
42. B.C.Odegard and B.A.Kalin A review of the joining techniques for plasma facing components in fusion reactors/ J. Nucl. Mater., 1996. V. 233-237. P. 44-50.
43. T. M. Gurieva, V.T. Pronyakin. The methods of detection and the analysis of welded and brazed joint defects emerging during ITER components manufacturing. J. Nucl. Mater. 233-237 (1996)918-921.
44. M. Araki, D.L. Youchison, M. Akiba, R.D. Watson, K. Sato, S. Suzuki. Manufacturing and testing of a Be/OFIIC-Cu divertor module. J. Nucl. Mater. 233-237 (1996) 632-637.
45. S. P. S. Sangha, D. M. Jacobson and A. T. Peacock Development of the Copper-Tin Diffusion-Brazing Process. Welding Journal. October (1998). P. 432-437.
46. R. Giniatulin, A. Gervash, V.L. Komarov etc. High heat flux tests of mock-ups for ITER divertor application. Fusion Engineering and Design. V. 39-40. 1998. P. 385-391.
47. A. Gervash, R. Giniatulin, V.L. Komarov etc. Comparative thermal cyclic testing and strength investigation of different Be/Cu joints. Fusion Engineering and Design. V. 39-40. 1998. P. 543-549.
48. F.Scaffadi-Argentina, G.R.Longhurst, V.Shestakov, H.Kawamura The status of beryllium technology for fusion. J. Nucl. Mater. 283-287 (2000) 43-51.
49. V.Barabash, M.Akiba, A.Cardella, I.Mazul etc. Armor and heat sink materials joining technologies development for ITER plasma facing components. J. Nucl. Mater. 283-287 (2000) 1248-1252.
50. I.Mazul, R.Giniyatulin, A.Makhankov etc. Final report on ITER Task T222 "Manufacturing and Testing of Permanent Components", RF Home Team, St.-Petersburg, 1998, p. 1-102.
51. V.R.Barabash, L.S. Gitarsky, G.S. Ignatovskaya, Yu.G. Prokofiev. Beryllium-metals joints for application in the plasma-facing components. J. Nucl. Mater. 212-215 (1994) 1604-1607.
52. B.C.Odegard, C.H.Cadden, R.D.Watson etc. A review of the US joining technologies for plasma facing components in the ITER fusion reactor. J. Nucl. Mater. 258-263 (1998) 329-334
53. S. Chen, T. Bao, B. A. Chin. Braze joints of dispersion-strengthened copper. J. Nucl. Mater. 233-237 (1996)902-905.
54. F. Saint-Antonin, M. Suery, P. Meneses, G. Le Marois, F. Moret. Development of Al-Ge base rheocast brazing alloys. J. Nucl. Mater. 233-237 (1996) 935-939.
55. P. W. Trester, P. G. Valentine, W.R. Johnson, E. Chin, E.E. Reis, A.P. Colleraine. Tensile fracture characterizations of braze joined copper-to-CFC coupon assemblies. J. Nucl. Mater. 233-237(1996) 906-912.
56. G. Chaumat, P.Le Gallo, G. Le Marois, F. Moret, P. Deschamp. Macroblock manufacturing by "hip assisted brazing" method. J. Nucl. Mater. 258-263 (1998) 265-270.
57. R.E. Nygren, C.A. Walker, T.J. Lutz, F.M. Hosking, R.T. McGrath. Brazing of the Tore Supra actively-cooled Phase III limiter. J. Nucl. Mater. 212-215 (1994) 1621-1626.
58. V.Barabash, M.Akiba, J.P.Bonal etc. Carbon fiber composites application in ITER plasma facing components. J. Nucl. Mater. 258-263 (1998) 149-159
59. M. Brossa, E. Franconi, U. Guerreschi, L. Pierazzi, P. Poggi, V. Rustia. Pre- and postirradiation properties of brazed joints of AISI 316L stainless steel. J. Nucl. Mater. 212-215 (1994)1574-1578.
60. G. Schumacher, R.P. Wahi, H. Wollenberger. The effect of ion irradiation on microstructural evolution and mechanical properties of Ni-P and Ni-Cr-P brazed joints of austenitic steel. J. Nucl. Mater. 212-215 (1994) 1594-1599.
61. J.Y. Liu, S. Chen, B.A. Chin. Brazing of vanadium and carbon-carbon composites to stainless steel for fusion reactor applications. J. Nucl. Mater. 212-215 (1994) 1590-1593.
62. M. Brossa, U. Guerreschi, M. Rossi. Brazing and machining of carbon materials for plasma facing components. J. Nucl. Mater. 212-215 (1994) 1627-1631
63. Nishio, M. Nakahira, T. Abe, H. Kawamura, S. Sagawa, M. Kawamura, S. Yamazaki. Metal-ceramic functionally gradient material for insulation pipe joint in fusion environment. J. Nucl. Mater. 233-237 (1996) 922-926.
64. G. Albertini, M. Ceretti, R. Coppola, E. Di Pietro, A. Lodini. Neutron diffraction study of internal stresses in brazed divertor structures for ITER. J. Nucl. Mater. 233-237 (1996) 954-958.
65. B.A. Kalin, V.T. Fedotov, O.N. Sevryukov, A.E. Grigoryev, A.N. Plyuschev, V.M. Ivanov, Yu.S. Strebkov Application of Amorphous and Microcrystalline Filler Metals for Brazing of Beryllium with Metals, J. Nucl. Mater. 233-237 (1996) 945-948.
66. Плющев А.Н. Быстрозакаленные припои для пайки термонагруженных конструкций ИТЭР. //Сб. научных трудов Научной сессии МИФИ-2003. В 14 томах, т. 9. М. : МИФИ, 2003. С.-100-103.
67. JI. И. Иванов, И. В. Боровицкая, Г. Г. Бондаренко, В. Я. Никулин, П. В. Горшков, Е. Н. Перегудова. Создание медных покрытий на вольфраме с использованием высокотемпературных импульсных плазменных потоков. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 2009 №3, с. 77-81
68. Лякишева Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 2/ Под общ. ред. М.: Машиностроение, 1997. - 1024 с.
69. Баранова Л.В., Демина Э.Л. Металлографическое травление металлов и сплавов. Справ, изд.: Металлургия, 1986. 256 с.
70. Datta A., Rabinkin A., Bose D. Rapidly solidified copper-phosphorus base brazing foils. Welding journal, October, 1984. P. 63-73.
71. N.J.De Cristofaro and A.Datta. Rapidly Solidified Filler Metals in Brazing and Soldering Applications. "Rapidly Quenched Metals" (eds. S. Steeb and H. Warlimont). 1985, p. 1715-1721.
72. A.Rabinkin and S.Pounds. Effect of Load on Brazing with Metglas MBF 2005 Filler Metal. Welding Journal, May, 1988, p. 33-45.
73. A.Rabinkin. Stability to Aging of Copper-to-Copper Joints Brazed with Metglas® MBF 2005 and BCuP-5 Filler Metals. Welding Journal, Oct, 198, p. 29-30.
74. Handbook on consumables for welding, brazing, spraying and surfacing. Metal joining texhnology. Copyrigt by Fontargen, 334 p.
75. S.K.Chatteijee, Z.Mingxi, A.C.Chilton. A study of some Cu-Mn-Sn brazing alloys. Welding Journal. 1991. V. 70. May,, p. 118-122
76. С.М.Гуревич. Развитие сварки титана и его сплавов за последние годы. Сб.трудов 3-й международной конференции по титану «Титан. Металловедение и технология». — М.: ВИЛС. 1978. В 3 томах. Т. 2. С. 209-218.
77. Datta A., Rabinkin A., Bose D. Rapidly solidified copper-phosphorus base brazing foils. Welding journal, October, 1984. P. 63-73.
78. N.J.De Cristofaro and A.Datta. Rapidly Solidified Filler Metals in Brazing and Soldering Applications. "Rapidly Quenched Metals" (eds. S. Steeb and H. Warlimont). 1985. P. 17151721.
79. A.Rabinkin and S.Pounds. Effect of Load on Brazing with Metglas MBF 2005 Filler Metal. Welding Journal, May, 1988. P. 33-45.
80. A.Rabinkin. Stability to Aging of Copper-to-Copper Joints Brazed with Metglas® MBF 2005 and BCuP-5 Filler Metals. Welding Journal, Oct, 1988. P. 29-30.
81. Власов H.M., Федик И.И. Тепловыделяющие элемешы ядерных ракетных двигателей. М.: ЦНИИатоминформ, 2001, 208 с.
82. Федик И.И., Власов Н.М. Новые материалы в космической ядерной энергетике. Перспективные материалы, 2001, № 6, с. 24-30.
83. Патент РФ № 2102813 от 30.12.93. Николаев Ю.В, Лапочкин Н.В. Многоэлементный электрогенерирующий канал.
84. ЮО.Судзуки К., Фудзимори X., Хасимото К. Аморфные металлы. М.: Металлургия, 1987.328 с.lOl.Kalin В.А., Fedotov V.T., Sevrjukov O.N., Suchkov A.N., Moslang A., Rohde M.I
85. Development of brazing foils to join monocrystalline tungsten alloys with EUROFER Steel. J. of Nucl. Mater, v. 367-370, part B, 2007, p.1218-1222.
86. Сучков A.H., Калин Б.А., Федотов B.T., Севрюков О.Н., Мощенко М.Г. Разработка быстрозакапенных припоев для пайки узлов дивертора термоядерного реактора. В кн.: Материалы семинара "Пайка-2007", ч. II, Москва, 2007 г., с. 66-73.
87. Смирягин А.П. Промышленные цветные металлы и сплавы. Второе переработанное и дополненное издание: М. Металлкргиздат. Москва, 1956 г., 559 с.
88. Сучков А.Н., Федотов В.Т., Севрюков О.Н., Чжо Сва Тхун. Разработка аморфного ленточного припоя для » пайки тугоплавких металлов и сплавов. — В сб.: Материалы научно-технической конференции "Пайка-2008", Тольятти, 10-12 сентября 2008 г., с. 215-216. •
89. Сучков А.Н., Федотов В.Т, Севрюков О.Н, Калин Б.А., Иванников A.A., Якушин В.Л., Джумаев П.С. Быстрозакаленные ленточные аморфные припои для высокотемпературной пайки сплавов на основе ниобия. Сварочное производство, 2010, №5, с. 47-51.0
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.