Сварка стальных деталей и прессование иридиевых нанопорошков посредством сжатия проводящих оболочек в импульсных магнитных полях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.13, кандидат наук Крутиков Василий Иванович

• Крутиков Василий Иванович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Крутиков Василий Иванович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРЕДПОСЫЛКИ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ СВАРКИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ И ПРЕССОВАНИЯ НАНОПОРОШКОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

1.1 Особенности соединения деталей из ограниченно свариваемых и оцинкованных сталей

1.1.1 Новые материалы оболочек тепловыделяющих элементов реакторов на быстрых нейтронах

1.1.2 Магнитно-импульсная сварка (МИС)

1.1.3 МИС деталей оболочек тепловыделяющих элементов

1.1.4 МИС деталей из оцинкованной стали

1.2 Описание магнитно-импульсной сварки

1.2.1 Одновитковый индуктор - основной инструмент МИС

1.2.2 Особенности соударения при МИС

1.2.3 Характерный вид границы материалов при МИС

1.3 Способы получения тонкостенных трубчатых изделий из иридия

1.4 Магнитно-импульсное прессование порошков

1.5 Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Генератор импульсных токов

2.2 Численная оценка динамики сжимаемой оболочки

2.3 Расчет одновитковых индукторов

2.4 Аттестация индукторов

2.4.1 Измерение электромагнитных величин

2.4.2 Определение индуктивности индукторов

2.5 Индукторы для магнитно-импульсной сварки (40Тл/14мкс)

2.5.1 Индуктор с прямым подводом тока, канал 0 8,8х12 мм

2.5.2 Индуктор с концентратором потока 08,8х12 мм

2.5.3 Индуктор 029х12 мм с прямым подводом тока

2.5.4 Индуктор с тремя каналами 09х12 мм

2.5.5 Индуктор с четырьмя каналами 09х12 мм

2.6 Новый индуктор сильного аксиального магнитного поля

2.6.1 Два варианта конструкции

2.6.2 Пример исполнения

2.7 Выводы по главе

ГЛАВА 3. МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНАЯ СВАРКА ТРУБЫ С ЗАГЛУШКОЙ ИЗ СТАЛЕЙ: БТБ 410, НТ-9, ОК 91 И ДИСПЕРСИОННО УПРОЧНЁННОЙ ОКСИДОМ ИТТРИЯ СТАЛИ

9СЯ-ОБ8

3.1 Магнитно-импульсная сварка коррозионностойкой стали БТБ

3.1.1 Материал труб и заглушек

3.1.2 Расположение деталей в индукторе, размеры деталей и форма заглушки

3.1.3 Результаты сварки стали БТБ

3.1.4 Основные параметры сварки: радиальная скорость стенки трубы и скорость контактного пятна

3.1.5 Проверка герметичности соединения

3.1.6 Микроструктура сварного шва

3.1.7 Выводы по стали БТБ

3.2 Магнитно-импульсная сварка ферритно-мартенситных сталей НТ-9 и Gr. 91 и

дисперсионно-упрочнённой стали 9Сг-ООБ

3.2.1 Материалы труб и заглушек

3.3 Сталь НТ-9

3.3.1 Форма заглушек

3.3.2 Сварной шов

3.3.3 Микроструктура сварного шва

3.3.4 Микротвёрдость в области соединения

3.3.5 Проверка герметичности соединения

3.4 Сталь 9Сг-ОББ

3.4.1 Форма заглушки и сварной шов

3.4.2 Микроструктура сварного шва

3.4.3 Элементный анализ области соединения

3.4.4 Испытания на прочность

3.5 Выводы по главе

ГЛАВА 4. МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНАЯ СВАРКА ТРУБЧАТЫХ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИХ ПАР ИЗ ОЦИНКОВАННОЙ СТАЛИ

4.1 Исследуемые материалы

4.2 Эксперимент

4.2.1 Цилиндрическая и конусная схемы сварки

4.2.2 Исследование сварного шва

4.3 Результаты и обсуждение

4.3.1 Попытка сварки без удаления покрытия

4.3.2 Подбор оптимальных режимов сварки

4.3.3 Микротвёрдость стали в области сварного шва

4.3.4 Испытания на прочность

4.3.5 Контактный способ регистрации моментов столкновения

4.3.6 Эксперимент по определению динамики оболочки

4.3.7 Результаты эксперимента по определению динамики оболочки

4.3.8 Сравнение эксперимента с численной оценкой скорости движения трубы

4.4 Выводы по главе

ГЛАВА 5. ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ ИЗ ИРИДИЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕССОВАНИЕМ И СПЕКАНИЕМ НАНОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ

5.1 Исходный порошок иридия

5.2 Многовитковый индуктор Я2 (22Тл / 110 мкс) для прессования порошка иридия

5.3 Прессование и спекание порошка

5.4 Результаты прессования и спекания

5.5 Характеристики полученного материала

5.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Список сокращений

СМП - сильное магнитное поле

МИС - магнитно-импульсная сварка

ТВЭЛ - тепловыделяющий элемент

МИП - магнитно-импульсное прессование

РМИП - радиальное магнитно-импульсное прессование

ФМ - ферритно-мартенситный [о стали]

ДУО - дисперсионно-упрочнённый оксидами [о стали]

ГИТ - генератор импульсных токов

КМП - концентратор магнитного потока

KAERI - Корейский исследовательский институт атомной энергии (Korea Atomic Energy Research Institute)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сварка стальных деталей и прессование иридиевых нанопорошков посредством сжатия проводящих оболочек в импульсных магнитных полях»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы

В мире постоянно разрабатывают новые материалы, которые обладают уникальными свойствами. И часто к ним не удаётся применить традиционные технологии обработки. В некоторых случаях к хорошим результатам приводят динамические методы с высокой концентрацией энергии. Так в настоящей работе радиальное сжатие проводящей оболочки импульсным магнитным полем было применено для ударной сварки трубчатых деталей из специальных сталей взамен традиционной жидкофазной сварки. Этот же метод был применен для формования тонкостенной трубы из наноразмерного порошка иридия вместо традиционной технологии изготовления сварной шовной трубы.

Сварка стальных деталей актуальна в области атомной энергетики. Атомная энергетика на сегодня является одним из основных источников электроэнергии для человечества: её доля в 2019 г составила 16% от общей генерируемой мощности в мире, 18% в России, 20% в США, 71% во Франции. В этой области актуальны переход к замкнутому ядерному топливному циклу и разработка альтернативных материалов на замену циркониевых сплавов для оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов). В случае замыкания топливного цикла будет целесообразно использовать топливо из смеси оксидов делящихся материалов в реакторах на быстрых нейтронах с использованием оболочек ТВЭЛов из специальных сталей.

Ферритно-мартенситные (ФМ) и дисперсионно-упрочнённые (ДУО) стали, перспективные для применения в качестве оболочек ТВЭЛов ядерного реактора на быстрых нейтронах, к сожалению, не свариваются жидкофазными способами [1-4]. Без дополнительной термообработки у первых при охлаждении после сварки происходит фазовый переход, приводящий к появлению микротрещин в области шва, у вторых в области плавления нарушается однородность распределения упрочняющих частиц, что в итоге снижает механическую прочность сварного шва.

Перспективным способом их соединения является сварка высокоскоростным ударом, которая может быть реализована по твердофазному механизму за счет совместной термопластической деформации приконтактных объемов свариваемых материалов. Наряду с известной сваркой взрывом, описанной А. А. Дерибасом [5] и промышленно применяемой более 40 лет, для соединения в условиях высокоскоростного удара деталей малых размеров актуальна магнитно-импульсная сварка (МИС), описанная подробно в работе А. А. Дудина [6] и обычно применяемая для сварки деталей из алюминиевых, медных сплавов и мягких сталей. В этой технологии перед ударом для разгона одной или обеих деталей применяют сильное

импульсное магнитное поле. Сложность магнитно-импульсной сварки в применении к прочным сталям заключается в необходимости создания сильных импульсных магнитных полей амплитудой на уровне 40 Тл, что требует применять специальные прочные соленоиды, стойкие к импульсным термомеханическим нагрузкам.

Соединение в твёрдой фазе может быть применимо и к деталям из стали с покрытием. Так, традиционная жидкофазная сварка деталей из оцинкованной стали имеет известные трудности, связанные с низкой температурой кипения цинка и его интенсивным окислением. Особую сложность представляет повторное нанесение цинкового покрытия в труднодоступных для этого местах, таких, как внутренние полости труб и радиаторов отопления. Применение магнитно-импульсной сварки за счет кратковременности процесса позволяет существенно ограничить по времени тепловое воздействие на материал. И это, наряду с реализуемой нахлёсточной геометрией соединения, позволяет сваривать детали без повторного нанесения цинкового покрытия на соединение.

Трубчатые изделия из иридия высоко ценятся в качестве сопел для получения огнеупорных волокон и тиглей для выращивания монокристаллов, благодаря высокой температуре плавления и химической инертности этого металла. Традиционная технология изготовления тонкостенной трубы из иридия включает очистку слитка зонной плавкой, механическую обработку в горячем виде и сшивание трубы электронно-лучевой сваркой. Такая тщательная очистка обусловлена высокой хрупкостью иридия, содержащего более 0,2% загрязнений по массе [7]. Помимо этого иридий лучше поддаётся механической обработке в мелкозернистом состоянии, а в случае переплавки неизбежен рост кристаллитов.

Метод радиального сжатия проводящей оболочки с порошком здесь может оказаться более подходящим, поскольку позволяет формовать трубчатые изделия непосредственно из чистого высокодисперсного металлического порошка, минуя операции плавления и сшивания трубы. В случае использования нанопорошков, характеризующимся низкотемпературным спеканием, возможно получение плотного материала даже с субмикронным размером кристаллитов.

Цель диссертационной работы

Целью работы является развитие технологических принципов магнитно-импульсной обработки для получения неразъемных соединений оцинкованных и ограниченно свариваемых сталей, в частности, коррозионностойких, ферритно-мартенситных и дисперсионно-упрочнённых сталей, и для получения цельных тонкостенных трубчатых изделий из иридиевых нанопорошков.

Цель была достигнута решением следующих задач:

1) разработка одновитковых индукторов для магнитно-импульсной сварки труб, конструкция которых, в частности, обеспечивает существенное снижение эрозионного разрушения контактов разъемного подключения индуктора к генератору импульсных токов;

2) экспериментальное исследование процессов магнитно-импульсной сварки коррозионностойких (STS 410), ферритно-мартенситных ^г. 91) и дисперсионно-упрочнённых (9Cr-ODS) сталей в геометрии труба-заглушка;

3) исследование процессов магнитно-импульсной сварки деталей из стали 20 с цинковым покрытием в геометрии телескопической пары труб;

4) исследование процессов получения тонкостенных труб из наноразмерного порошка иридия радиальным магнитно-импульсным прессованием и спеканием.

Научная новизна

В работе определены необходимые условия магнитно-импульсной обработки и установлены параметры соударения, при которых формируются сварные соединения нового материала - дисперсионно-упрочнённой стали, пригодной к использованию в качестве оболочки тепловыделяющего элемента ядерного реактора. Благодаря установленным параметрам обработки, полученные соединения превосходят известные в мире аналоги по герметичности.

Разработан оригинальный магнитно-импульсный способ, позволяющий одновременно соединять детали из оцинкованной стали и закрывать шов цинком с целью повышения стойкости соединения к коррозии.

Радиальное магнитно-импульсное прессование с низкотемпературным спеканием впервые успешно применено к нанопорошку иридия, что позволило получить плотный спечённый чистый иридий с субмикронным размером зерна.

Практическая значимость

В процессе исследований был разработан силовой магнитно-импульсный инструмент -индукторы различной конфигурации для многократной генерации импульсов магнитного поля с индукцией до 50 Тл микросекундного диапазона длительностей, которые могут быть использованы для решения широкого спектра технических и исследовательских задач.

Магнитно-импульсным способом получено герметичное и прочное соединение сталей, разработанных для применения в реакторах на быстрых нейтронах. Данный метод позволяет проводить удалённую роботизированную сварку деталей ТВЭЛов без непосредственного участия в процессе квалифицированного персонала. Внедрение ТВЭЛов из ДУО сталей с увеличенным ресурсом позволит повысить степень использования ядерного топлива и, соответственно, снизить расходы на само топливо и его утилизацию.

Благодаря магнитно-импульсной сварке появляется возможность сваривать предварительно оцинкованные детали на месте, когда нет возможности наносить покрытие на сварной шов, либо нанесение покрытия затруднено (например, покрытие внутренних поверхностей полостей, длинных труб). Это расширяет возможности металлообрабатывающих производств. Магнитно-импульсная сварка не требует термообработки деталей и защитной среды.

Значимость работы по уплотнению нанопорошка иридия состоит в перспективе расширения возможностей и удешевления технологии получения тонкостенных изделий в цилиндрической симметрии из этого материала.

Положения, выносимые на защиту

1. Разработана технологичная в изготовлении конструкция одновиткового индуктора, которая обеспечивает снижение в два раза линейной плотности тока на сильноточных контактах разъемного подключения к генератору импульсных токов, вследствие чего значительно уменьшается эрозионное разрушение контактирующих поверхностей.

2. Установлены диапазоны скорости соударения свариваемых поверхностей и скорости движения фронта контакта ус (соответственно, 250-500 м/с и 3-6 км/с), в которых реализуется магнитно-импульсная сварка коррозионностойких, ферритно-мартенситных и дисперсионно-упрочнённых сталей в геометрии труба-заглушка. Оптимальные значения для начала сварки уг= 290±20 м/с и ус= 3,2±0,2 км/с для испытанных стальных трубок диаметром 7 мм и толщиной 0,6 мм достигаются в импульсном магнитном поле амплитудой 38 Тл и длительностью полупериода 14 мкс. При таких параметрах соединения сварной шов характеризуется однородной микроструктурой, волнообразованием, высокой механической прочностью и газовой плотностью.

3. Сварное нахлесточное соединение оцинкованных стальных деталей магнитно-импульсным способом реализуется путем предварительного частичного удаления (не нанесения) цинкового покрытия в средней части перекрытия свариваемых деталей, что обеспечивает сварку деталей по стали и защиту сварного шва от коррозии цинком, остающимся в краевых зонах соединения.

4. Радиальное магнитно-импульсное прессование при магнитном давлении амплитудой 85120 МПа и длительности импульса около 100 мкс с последующим спеканием в водороде при 1000°C обеспечивает получение трубчатых тонкостенных изделий из поликристаллического иридия чистотой 99,99% с субмикронной структурой с масштабом 0,3 мкм и относительной плотностью до 99%.

Апробация работы

Результаты работы обсуждались на следующих конференциях:

1. Конференции молодых учёных ИЭФ УрО РАН, (дипломы за лучшие доклады в 2014, 2017 и 2018 годах), Екатеринбург;

2. Международная конференция «6th International conference on high-speed forming - 2014 (ICHSF-2014)», Тэджон, Республика Корея, 2014;

3. Международной конференции «XII International Symposium on Explosive Production of New Materials: Science, Technology, Business, and Innovations (EPNM-2014)», Краков, Польша, 2014;

4. Международной конференции «International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE-2014)», (доклад отмечен дипломом Организационного комитета за вклад в развитие импульсной техники), Томск, 2014;

5. 21 Всероссийской научной конференции студентов-физиков, Омск, 2015г,

6. Всероссийской молодёжной научной конференции, посвящённой 95-летию основания Уральского университета, Екатеринбург, 2015г,

7. III конференции молодых ученых РУСНЦ РАРАН «Молодежь. Наука. Инновации в оборонно-промышленном комплексе» (доклад отмечен дипломом Организационного комитета за лучшую работу), Екатеринбург, 2016;

8. Международной конференции «International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE-2016)» (доклад отмечен дипломом Организационного комитета за высокий научный уровень), Томск, 2016;

9. Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов (DFMN-2017)», Москва, 2017;

10. Международной конференции «7th Euro-Asian Pulsed Power Conference (EAPPC&BEAMS 2018)», Чанша, КНР, 2018.

11. XX Юбилейной Всероссийской школе-семинаре по проблемам физики конденсированного состояния вещества (СПФКС-20), Екатеринбург, 2019.

Публикации

Результаты работы опубликованы в 16 печатных работах, из них 4 статьи в рецензируемых журналах [8-11], 1 патент [12] и 1 заявка на патент на изобретение [13] и 10 тезисов докладов Всероссийских и международных конференций [14-23].

Личный вклад автора

Личный вклад в работу автора, Крутикова В.И., состоит в создании экспериментального силового магнитно-импульсного оборудования, исследовании влияния параметров магнитно-импульсной обработки на качество и структуру соединения деталей, проведение электродинамических измерений, обработке результатов, а также в непосредственном участии в выполнении всех остальных этапов работы. Определение целей и задач исследований, обсуждение полученных результатов, их анализ и обобщение, редакция основных выводов и научных положений проводились совместно с научным руководителем д. ф.-м. н. чл.-корр. РАН В. В. Ивановым и научным консультантом к. ф.-м. н. С. Н. Параниным.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Общий объём работы составляет 120 страниц, 73 рисунка и 28 таблиц. Список литературы содержит 107 наименований.

ГЛАВА 1. ПРЕДПОСЫЛКИ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ СВАРКИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ И ПРЕССОВАНИЯ НАНОПОРОШКОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

В данной главе приведён обзор литературы о ферритно-мартенситных и дисперсионно-упрочнённых сталях как о перспективных материалах оболочек ТВЭЛов, о способах соединения таких сталей и о магнитно-импульсной сварке как о способе твердофазного соединения указанных материалов. В этой же главе приведён обзор источников, описывающих соединение сталей с покрытием.

1.1 Особенности соединения деталей из ограниченно свариваемых и

оцинкованных сталей

1.1.1 Новые материалы оболочек тепловыделяющих элементов реакторов на

быстрых нейтронах

Ферритно-мартенситные (ФМ) стали показали свою эффективность в качестве материала оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) современных реакторов на быстрых нейтронах, благодаря таким свойствам, как высокая теплопроводность, низкий коэффициент термического расширения, высокая коррозионная стойкость в охладителе активной зоны и очень высокое сопротивление ползучести [24-26]. Особенно высокие характеристики показывают ФМ стали, упрочнённые тонкозернистыми распределёнными оксидными частицами, например Y2Oз, так называемые «дисперсионно-упрочнённые оксидами (ДУО) стали». Их применение позволяет повысить рабочую температуру активной зоны до 650 °С или даже 700 °С [27,28]. Дисперсные частицы оксидов значительно повышают сопротивление ползучести этого класса сталей при облучении на высоких температурах, поскольку они не агрегируют и не растворяются в матрице вплоть до 1300 °С [2].

Соединение деталей из ФМ и ДУО сталей - одна из основных проблем при изготовлении ТВЭЛов из этих материалов [1,29,30]. Традиционная жидкофазная сварка значительно ухудшает свойства ФМ сталей в области соединения из-за появления нежелательных микроструктурных неоднородностей и остаточных напряжений, вызывающих растрескивание и водородное охрупчивание [29,30]. Локальное плавление ДУО сталей в области сварного шва также приводит к ухудшениям микроструктуры, таким как агломерация и укрупнение оксидных частиц и нарушение тонкозернистой структуры [31].

Одна из альтернатив жидкофазной сварке ТВЭЛов из ДУО сталей - контактная сварка под давлением [1]. Её преимущество состоит в высокой технологичности. Авторам работы [1]

контактной сваркой под давлением удалось получить соединения ДУО стали марки 9Сг-ООБ с

—9 3 — 8

утечкой гелия менее 310 9 Па м/с, что соответствует 3 10 мбарл/с. Недостатками же такого способа являются значительный нагрев области сварного шва и высокий риск «непроваров» в местах локального ухудшения контакта.

Разогрев и, соответственно, зону термического влияния в сварных соединениях вышеописанных материалов стоит по возможности свести к минимуму, поскольку термообработку ТВЭЛов после сварки невозможно провести без негативного воздействия на топливо, при этом ТВЭЛы с дефектными соединениями необходимо вскрывать и восстанавливать их содержимое [4]. Таким образом, любой способ соединения в производстве тепловыделяющих элементов требует высокой надёжности и технологичности.

Принимая во внимание вышеизложенные аспекты, в настоящей работе магнитно-импульсная сварка рассмотрена как конкурирующий процесс соединения в производстве тепловыделяющих элементов с использованием ФМ-ДУО сталей.

1.1.2 Магнитно-импульсная сварка (МИС)

Магнитно-импульсная сварка - это способ твердофазного соединения материалов, использующий сильные магнитные поля [6,32,33]. Сварка происходит за счёт высокоскоростного удара, для которого одну или обе соединяемых детали разгоняют сильным импульсным магнитным полем. Во многом МИС походит на сварку взрывом [5]. Обеим этим технологиям свойственно очищение поверхностей деталей за счёт образования кумулятивной струи во время их соединения. При этом в обеих технологиях необходимо, чтобы фронт соударения деталей перемещался с определённой скоростью.

Соединение в твёрдой фазе, полученное с помощью МИС, не будет оказывать негативного влияния как на термообработанную ФМ сталь, так и на плотность распределения упрочняющих частиц в ДУО стали. В дополнение к этому, МИС обладает преимуществами в промышленном применении перед сваркой взрывом, такими, как возможность точно контролировать параметры процесса, способность к автоматизации и высокая производительность [34].

В работе [35] дан исчерпывающий обзор по магнитно-импульсной сварке. Там же показан рост её популярности в научных публикациях за последние 50 лет. В последние два десятилетия она стала особенно популярной, поскольку произошло обновление элементной базы магнитно-импульсных установок, было разработано новое оборудование для контроля, и стали доступны высокопроизводительные вычисления. Поэтому магнитно-импульсная сварка постепенно занимает нишу как технология соединения разнородных материалов для создания лёгких конструкций в отраслях от автомобильной до авиастроительной.

Такая сварка работает в своём диапазоне размеров соединяемых деталей. Согласно работе [34], среди методов ударной сварки в твёрдой фазе с минимальным вводом тепла в соединяемые материалы МИС занимает промежуточное место по масштабу деталей между взрывной и лазерно-ударной сваркой. А именно:

1) взрывная сварка хорошо подходит для соединения деталей метровых размеров;

2) магнитно-импульсная - для деталей размером от единиц до десятков миллиметров;

3) лазерно-ударная сварка - для деталей размером единицы миллиметров и меньше.

Благодаря особенностям используемого магнитного поля, этот способ прекрасно подходит для соединения трубчатых деталей [6,36], которыми являются оболочки тепловыделяющих элементов. Наружную трубу (лайнер) ускоряет давление магнитного поля, а внутренняя деталь (мишень) неподвижна перед ударом.

1.1.3 МИС деталей оболочек тепловыделяющих элементов

Характерная для оболочек ТВЭЛов схема магнитно-импульсной сварки трубы с заглушкой показана на рис. 1.1. Труба 1 вместе с заглушкой 2 располагаются соосно внутри одновиткового индуткора 3. Как правило, для более эффективного индукционного сжатия трубы используют дополнительную оболочку-спутник 4 из пластичного хорошо проводящего материала (меди). Основные начальные параметры, влияющие на ход соударения в такой конструкции - начальный разгонный зазор внутренней стенки трубы ё и угол конуса заглушки а.

Ш А'

/л / / /// А

1 У/ / / /

Ч / \

Рис. 1.1. Схема магнитно-импульсной сварки трубы ТВЭЛа с заглушкой: 1 - труба ТВЭЛа; 2 -заглушка; 3 - индуктор; 4 - оболочка-спутник; ё - начальный разгонный зазор для внутренней

стенки трубы; а - угол конуса заглушки

Первые известные исследования магнитно-импульсной сварки сталей, потенциально пригодных для материалов реактора на быстрых нейтронах, опубликовали Браун и коллеги в работе [37]. Они соединяли коррозионно-стойкие жаропрочные стали АКТ 316, 1псопе1 706,

Мшошс РЕ 16 и ЯЛ 330. Детали представляли собой трубы диаметром 5,84 мм толщиной стенки 0,38 мм с конусной заглушкой. Сварку проводили внутри одновиткового индуктора с каналом диаметром 10,2 мм. Длина рабочей области индуктора была равна 16 мм. Для сварки требовался ток амплитудой 1,25 МА, что соответствует индукции магнитного поля около 50 Тл в зазоре между индуктором и стенкой трубы. Результаты показали прекрасную применимость магнитно-импульсной сварки для соединения этих материалов: соединение оказалось прочнее, чем исходная труба, утечек гелия не было обнаружено масс-спектрометром с чувствительностью 10-10 см3/с (10-10 мбарл/с). В результате параметрического исследования авторы этой работы пришли к оптимальной форме конусной заглушки: с начальной разгонной ступенькой высотой 0,25 мм и углом конуса 5°. Ступеньки меньшей высоты были слишком малы для разгона детали, а ступеньки большей высоты были слишком велики на фоне диаметра соединяемых деталей. При углах, меньше 5° не хватало времени для разгона метаемой трубы, а при больших углах для должного разгона не хватало длительности действия сильного магнитного поля.

Соединение ферритно-мартенситных и дисперсионно-упрочнённых сталей магнитно-импульсной сваркой использовали Мак-Гинли и коллеги [4]. В результате экспериментов с разной формой заглушек они пришли к заглушке со ступенькой высотой 0,5 мм по радиусу (от диаметра 7,5 мм до 6,5 мм) и углом конуса 5°. Они успешно соединили детали из ферритно-мартенситных сталей класса Ог. 91 между собой: гелиевый масс-спектрометр не зарегистрировал утечек при пределе чувствительности 10-9 мбарл/с. Детали из дисперсионно-упрочнённой стали РМ 2000 ODS были соединены ими с утечкой гелия 7,0 10-9-1,110-мбарл/с. Из параметров обработки ДУО стали они указали только запасённую в накопителе энергию вплоть до 62 кДж и не привели основных параметров: радиальной скорости стенки трубы и скорости контактного пятна.

1.1.4 МИС деталей из оцинкованной стали

В литературе по магнитно-импульсной сварке значительное внимание уделяют соединению алюминиевых сплавов со сталью, имеющей различные покрытия. Так Беллман и коллеги в работе [38] исследовали соединения труб из алюминиевого сплава со стальными цилиндрами, покрытыми цинком, хромом и никелем. Соединения деталей с покрытием толщиной 5 мкм были успешно получены. При толщине 10 мкм покрытие уже не удалялось кумулятивной струёй, поэтому соединение фактически происходило между наружной алюминиевой трубой и покрытием на стальном стержне. В работе [39] дан исчерпывающий обзор литературы о соединении алюминиевых труб с оцинкованными стальными цилиндрами.

Толщина покрытия во всех приведённых там работах не превышала 10 мкм, при этом соединение алюминия происходило в основном с покрытием на стальных деталях, а не со сталью. Оцинкованные стальные детали с покрытием толщиной до 10 мкм были успешно соединены, однако интерес для применения, например, в радиаторах отопления, представляют детали с большей толщиной покрытия, порядка 100 мкм.

1.2 Описание магнитно-импульсной сварки

Поскольку для МИС необходимо создание сильного магнитного поля минимум в 3040 Тл, и высокая частота изменения магнитного поля (десятки килогерц), генераторы нагружают на одновитковые индукторы или индукторы с концентратором магнитного потока, первичная обмотка которых состоит из малого числа витков. Для соединения миниатюрных деталей, таких, как трубки ТВЭЛов с заглушками целесообразно стремиться достичь максимальной частоты разрядного тока, а значит, использовать одновитковые индукторы.

1.2.1 Одновитковый индуктор - основной инструмент МИС

Для магнитно-импульсной сварки металлов требуется применение коротких импульсов магнитного поля большой амплитуды: длительность полупериода колебаний 10-30 мкс, амплитуда магнитного поля 20-50 Тл. Большая величина индукции магнитного поля в канале индуктора, до 50 Тл, и импульсного тока для ее создания определяют основные проблемы при конструировании магнитно-импульсных установок: создание токовых контактов, работающих в «безыскровом» режиме, и механическая прочность индуктора.

Самую простую и механически прочную конструкцию имеют одновитковые соленоиды, характерный вид которых представлен на рис. 1.2. Такие индукторы представляют собой массивный виток - втулку с радиальным разрезом и двумя токоподводами, как правило, выполненными в виде передающей линии из параллельных пластин постоянной или переменной ширины. Подробное описание индукторов такой конструкции совместно с физическими эффектами, происходящими при пропускании импульсного тока, описаны Г.А. Шнеерсоном [40] и Г. Кнопфелем [41].

При создании в одновитковых соленоидах коротких импульсов СМП амплитудой до 50 Тл величина импульсного тока достигает значений около 1 МА и более. Как экспериментально исследовано Фридманом и Рутбергом в работе [42], для предотвращения существенной эрозии контактных поверхностей, линейная плотность тока в таком контакте не должна превышать величину около 40-50 кА/см для стали и меди. Здесь и далее линейной плотностью тока названо отношение амплитуды тока к длине контактных площадок в

направлении, перпендикулярном протеканию тока. Использование в качестве основной характеристики именно линейной плотности тока обусловлено протеканием (перетеканием в

зоне контакта) высокочастотного тока в тонком слое толщиной порядка толщины

1/2

классического скин-слоя Л = (р/(р0-пф) , где р - удельное сопротивление, /л00 - магнитная постоянная, / - частота тока. Так, при токе 1 МА длина (ширина) безыскрового контакта должна быть не менее 200 мм; при этом типичная длина рабочей области индукторов СМП, в частности, индукторов для магнитно-импульсной сварки, составляет 10-20 мм, то есть в 10-20 раз меньше длины контактов. Если уменьшать длину контактов, происходит их сильная эрозия и быстрый износ. Искрение помимо этого приводит к ускорению деградации и пробою диэлектрика, разделяющего элементы индуктора и токовых коллекторов разной полярности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Крутиков Василий Иванович, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Pressurized resistance welding technology development in 9Cr-ODS martensitic steels / M. Seki, K. Hirako, S. Kono [et al.] // J. Nucl. Mater. - 2004. - Vol. 329-333., N 1-3 PART B. - P. 1534-1538.

2. R&D of ferritic-martensitic steel EP450 ODS for fuel pin claddings of prospective fast reactors / A. A. Nikitina, V. S. Ageev, A. P. Chukanov [et al.] // J. Nucl. Mater. - 2012. - Vol. 428, N 13. - P. 117-124.

3. Current Status and Future Prospective of Advanced Radiation Resistant Oxide Dispersion Strengthened Steel (ARROS) Development for Nuclear Reactor System Applications / T. K. Kim, S. Noh, S. H. Kang [et al.] // Nucl. Eng. Technol. Korean Nuclear Society. - 2016. - Vol. 48, N 2. - P. 572-594.

4. McGinley J. Electromagnetic Pulse Technology as a Means of Joining Generation IV Cladding Materials / J. McGinley // Proceedings of the 17th International Conference on Nuclear Engineering ICONE17 July 12-16. - Brussels, Belgium, 2009. - ASME, 2010. - P. 627-632.

5. Дерибас А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом / А.А. Дерибас. - Новосибирск : Наука, 1972. - 188 с.

6. Дудин А.А. Магнитно-импульсная сварка металлов / А.А. Дудин. - Москва : Металлургия, 1979. - 128 с.

7. Ermakov A. V. Iridium: Production, consumption, and prospects / A. V. Ermakov, S. S. Naboichenko // Russ. J. Non-Ferrous Met. - 2012. - Vol. 53, № 4. - P. 292-301.

8. Магнитно-импульсная сварка трубы с торцевой заглушкой из хромистой коррозионно-стойкой стали / В. И. Крутиков, С. Н. Паранин, Д. С. Колеух [и др.] // Известия ВУЗов. Физика. - 2014. - Т. 57, № 11/3. - С. 264-268.

9. End Closure Joining of Ferritic-Martensitic and Oxide-Dispersion Strengthened Steel Cladding Tubes by Magnetic Pulse Welding / J.-G. Lee, J.-J. Park, M.-K. Lee, C.-K. Rhee, T.-K. Kim, A. V. Spirin, V. I. Krutikov, S. N. Paranin // Metall. Mater. Trans. A. Springer US. - 2015. -Vol. 46, N 7. - P. 3132-3139.

10. Galvanized steel pipe joining features under magnetic pulse welding / V. I. Krutikov, D. S. Koleukh, A. V Spirin [et al.] // Известия ВУЗов. Физика. - 2016. - Vol. 59, N 9/3. - C. 5-8.

11. Fabrication of thin-walled iridium tubular articles by radial magnetic pulsed compaction and sintering of nanopowder / V. I. Krutikov S. N. Paranin, A. V. Spirin [et al.] // Lett. Mater. -2019. - Vol. 9, N 3. - P. 334-338.

12. Патент № 2661496 Российская Федерация, МПК H05B 6/36, H01F 27/28. Плоский спиральный индуктор сильного магнитного поля (варианты) : № 2016147803 : заявл. 06.12.2016 : опубл. 17.07.2018, Бюл. № 20. / Спирин А.В., Паранин С.Н., Крутиков В.И., Иванов В.В. - 16 с. : ил.

13. Заявка № 2020129695 Российская Федерация, МПК H01F 27/28, H01R 4/00, B21D 26/00. Одновитковый индуктор сильного аксиального магнитного поля (варианты) : приоритет 09.09.2020 / Паранин С.Н., Спирин А.В., Крутиков В.И., Иванов В.В. - 13 с. : ил.

14. Magnetic Pulse Welding of the "Tube - Plug" Pair of STS410 Steel / V. I. Krutikov V, S. N. Paranin, V. V. Ivanov [et al.] // Proceedings of 6th International conference on high-speed forming - 2014, edited by H. Huh, A.E. Tekkaya. - Daejeon, Korea. 2014. - P. 207-214.

15. Investigation of magnetic pulsed welding of corrosion-resistant chromium steel tubes with end-plugs / S. N. Paranin, V. I. Krutikov, V. V. Ivanov [et al.] // Proceedings of XII International Symposium on Explosive Production of New Materials: Science, Technology, Business, and Innovations (EPNM-2014), edited by A.A. Deribas, Yu. B Sheck, May 25-30, 2014. - Cracow, Poland, 2014. - P. 143-146.

16. Magnetic pulse welding of chromium corrosion-resistant steel tube to end plug / V. I. Krutikov S. N. Paranin, D. S. Koleukh [et al.] // Abstracts of International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE-2014). - Tomsk, Russia, 2014. - P. 184.

17. Металлография сварного соединения стали, полученной методом магнитно-импульсной сварки / Д.С. Колеух В. И. Крутиков, С. Н. Паранин [и др.] // Тезисы докладов XXV Всероссийской молодёжной научной конференции, посвящённой 95-летию основания Уральского университета. - Екатеринбург, 2015. - С. 355-356.

18. Металлографические исследования сварных соединений сталей, полученных методом магнитно-импульсной сварки / Д.С. Колеух В. И. Крутиков, С. Н. Паранин [и др.] // Тезисы докладов Всероссийской научной конференции студентов-физиков. - Омск, 2015. - С. 526.

19. Крутиков В. И. Применение сильных импульсных магнитных полей для соединения материалов, не поддающихся сварке традиционными способами / В. И. Крутиков, А. В. Спирин, С. Н. Паранин // III конференция молодых ученых РУСНЦ РАРАН «Молодежь. Наука. Инновации в оборонно-промышленном комплексе. - Екатеринбург, 2016. - С. 117

20. Galvanized steel pipe joining features under magnetic pulse welding / V.I. Krutikov D. S. Koleukh, A. V. Spirin [et al.] // Abstracts of International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE-2016). - Tomsk, Russia, 2016. - P. 157.

21. Получение тонкостенных труб из иридия магнитно-импульсным прессованием нанодисперсного порошка с последующим спеканием / В.И. Крутиков, А. С. Казаков, С. Н. Паранин [и др.] // Сборник материалов VII Международной конференции "Деформация и разрушение материалов и наноматериалов" (DFMN-2017). - Москва,

2017. - С. 421-423.

22. Krutikov V. I. Experimental registration of tubular parts collision under magnetic pulse acceleration / V. I. Krutikov, A. V. Spirin, S. N. Paranin // Proceedings of EAPPC & BAEMS

2018. - Changsha, China, Sept. 16-20, 2018. - P. 232-235.

23. Крутиков В.И. Одновитковые индукторы для магнитно-импульсной сварки миниатюрных деталей из трудносвариваемых сталей / В. И. Крутиков, С. Н. Паранин, А. В. Спирин // Тезисы докладов XX Юбилейной Всероссийской школы-семинара по проблемам физики конденсированного состояния вещества (СПФКС-20). -Екатеринбург, 2019. - C. 192.

24. Klueh R.L. Ferritic/martensitic steels for next-generation reactors / Klueh R.L., Nelson A.T. // J. Nucl. Mater. - 2007. - Vol. 371, № 1-3. - P. 37-52.

25. Micro-structural characterization of laboratory heats of the Ferric/Martensitic steels HT-9 and T91 / P. Hosemann, S. Kabra, E. Stergar [et al.] // J. Nucl. Mater. - 2010. - Vol. 403, № 1-3. -P. 7-14.

26. Phase-dependent tensile properties of 9Cr-1Mo(V, Nb) ferritic/martensitic steel / S. Kumar, R. P. Kushwaha, B. C. Maji [et al.] // Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. - 2014. -Vol. 45, № 2. - P. 531-536.

27. Microstructural evolution of Y2O3 and MgAl2O4 ODS EUROFER steels during their elaboration by mechanical milling and hot isostatic pressing / C. Cayron, E. Rath, I. Chu, S. Launois // J. Nucl. Mater. - 2004. - Vol. 335, № 1. - P. 83-102.

28. Microstructure evolution in nano-reinforced ferritic steel processed by mechanical alloying and spark plasma sintering / X. Boulnat, M. Perez, D. Fabregue [et al.] // Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. - 2014. - Vol. 45, № 3. - P. 1485-1497.

29. Transient liquid phase bonding of ferritic oxide-dispersion-strengthened alloys / V. G. Krishnardula, N. I. Sofyan, W. F. Gale, J. W. Fergus // Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. - 2006. - Vol. 37, № 2. - P. 497-500.

30. Deng D. Prediction of welding residual stress in multi-pass butt-welded modified 9Cr-1Mo steel pipe considering phase transformation effects / D. Deng, H. Murakawa // Comput. Mater. Sci. - 2006. - Vol. 37, № 3. - P. 209-219.

31. Evaluation of microstructure and mechanical properties of liquid phase diffusion bonded ODS steels / S. Noh, R. Kasada, N. Oono [et al.] // Fusion Eng. Des. - 2010. - Vol. 85, N 7-9. - P. 1033 - 1037.

32. Pat. 3126937 United States. Forming method and apparatus therefor / D. F. Brower, P. Fortescue ; Filed: 15.02.62 ; Date of patent : 31.03.64.

33. Patent US 3520049 Method of Pressure Welding. Lysenko, D.N., Ermolaev, V.V., Dudin, A.A., 1970.

34. Application of high velocity impact welding at varied different length scales / Y. Zhang, S. S Babu, C. Prothe [et al.] // J. Mater. Process. Technol. - 2011. - Vol. 211, N 5. - P. 944-952.

35. Kapil A. Magnetic pulse welding: an efficient and environmentally friendly multi-material joining technique / A. Kapil, A. Sharma // J. Clean. Prod. - 2015. - Vol. 100. - P. 35-58.

36. Faes K. Electromagnetic pulse Tube Welding / K. Faes, I. Kwee, W. De Waele // Metals.- 2014.

- Vol. 9, N 5. - P. 514-536.

37. Brown W. F. Magnetic welding of breeder reactor fuel pin end closures / W. F. Brown, J. Bandas, N. T. Olson // Welding Journal. - 1978. - P. 22-26.

38. Effects of surface coatings on the joint formation during magnetic pulse welding in tube-to-cylinder configuration / J. Bellmann, J. Lueg-Althoff, G. Goebel et al. // 7th International Conference on High Speed Forming (ICHSF-2016). - Dortmund, Germany, April 27-28, 2016.

- P.279-288.

39. Effect of steel galvanization on the microstructure and mechanical performances of planar magnetic pulse welds of aluminum and steel / M.-N. Avettand-Fënoël, C. Khalil, R. Taillard, G. Racineux // Metall. Mater. Trans. A. - 2018. - Vol. 49, N 7. - P. 2721-2738.

40. Шнеерсон Г. А. Поля и переходные процессы в аппаратуре сверхсильных токов / Г. А. Шнеерсон. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Энергоатомиздат, 1992. - 416 с.

41. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля: методы генерации и физические эффекты, связанные с созданием импульсных полей мегаэрстедного диапазона / Г. Кнопфель; [пер. с англ. Ф. А. Николаева и Ю. П. Свириденко]. - Москва : Мир, 1972. - 392 с.

42. Fridman B.E. Electrical contacts and conductors for megaamperes pulse currents / B.E. Fridman, P.G. Rutberg // Digest of Papers of Pulsed Power Plasma Science (PPPS-2001). 28th IEEE International Conference on Plasma Science & 13th IEEE International Pulsed Power Conference. - Las Vegas, NV, USA, June 17-22, 2002. - Vol. 1. - P. 314-317.

43. Herlach, F. Megagauss Fields in single turn coils / F. Herlach, R. McBroom // J. Phys. E-1973.- Vol. 6, N 7. - P. 652-654.

44. Техника больших импульсных токов и магнитных полей / П. Н. Дашук, С. Л. Зайенц, В. С. Комельков [и др.] ; Под общ. ред. д-ра техн. наук В. С. Комелькова. - Москва : Атомиздат, 1970. - 472 с. : ил. - 20 см.

45. Белый И.В. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов / И.В. Белый, С.М. Фертик, Л.Т. Хименко ; Харьков: Вища школа, 1977. - 168 с.

46. Pat. 6137094 US, H05B 6/36. External inductor for magnetic-pulse welding and forming / L. Kistersky, D. Dudko, V. Shevchenko ; Filed: 27.08.99 ; Date of patent : 24.10.00.

47. Production of magnetic fields in megagauss region and related measuring techniques / S. Chikazumi, N. Miura, G. Kido, M. Akihiro // IEEE Trans. Magn. - 1978. - Vol. 14, N 5. - P. 577-585.

48. Towards better understanding of explosive welding by combination of numerical simulation and experimental study / I.A. Bataev, S. Tanaka, Q. Zhou [et al.] // Mater. Des. - 2019. - Vol. 169. - P. 107649.

49. Interface characteristics and performance of magnetic pulse welded copper-Steel tubes / S. Patra, K. S.Arora, M. Shome, S. Bysakh // J. Mater. Process. Technol. - 2017. - Vol. 245. - P. 278-286.

50. Raoelison R.N. Study of the elaboration of a practical weldability window in magnetic pulse welding / R.N. Raoelison, N. Buiron, M. Rachik // J. Mater. Process. Technol. - 2013. - Vol. 213, N 8. - P. 1348-1354.

51. Lorenz A. L. Workpiece Positioning during Magnetic Pulse Welding of Aluminum - Steel Joints / A. L. Lorenz, J. Lueg-Althoff, J. Bellmann // Weld. J. - 2016. - Vol. 95, N 3. - P. 101 -109.

52. Bahrani A.S. The mechanics of wave formation in explosive welding / A.S. Bahrani, T.J. Black, B. Crossland // Proceedings of R. Soc. A. Math. Phys. Sci. - 1967. - Vol. 296, N 1445. - P. 123-136.

53. Magnetic impulse welding of aluminium tube and copper tube with various core materials / H. Hokari, T. Sato, K. Kawauchi, A. Muto // Weld. Int. - 1998. - Vol. 12, N 8. - P. 619-626.

54. Reid S. R. Prediction of the wavelength of interface Waves in Symmetric Explosive Welding / S. R. Reid, N.H.S. Sherif // J. Mech. Eng. Sci. - 1976. - Vol. 18, N 2. - P. 87-94.

55. Wave formation mechanism in magnetic pulse welding / A. Ben-Artzy, A. Stern, N. Frage, V. Shribman, O. Sadot // Int. J. Impact Eng. - 2010. - Vol. 37, N 4. - P. 397-404.

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

Zhang Z. L., Feng D. L., Liu M. B. Investigation of explosive welding through whole process modeling using a density adaptive SPH method / Z .L. Zhang, D. L. Feng, M. B. Liu // J. Manuf. Process. - 2018. - Vol. 35. - P. 169-189.

Ohriner E.K. Processing of Iridium and Iridium Alloys // E.K. Ohriner // Platin. Met. Rev. -2008. - Vol. 52, N 3. - P. 186-197.

Hunt L. B. A history of iridium. Overcoming the difficulties of melting and fabrication / L. B. Hunt // Platin Met Rev. - 1987. - Vol. 31, N 1. - P. 32.

Shanghai XGM Material Co., Ltd. Tungsten Iridium Nozzle (W-Ir Nozzle) [Электронный ресурс]. URL: http://www.xgmetal.com/webpage/Ceramic.htm (дата обращения: 05.09.2020).

Luoyang Forged Tungsten-Molybdenum Material Co., Ltd. Tungsten Iridium Nozzle with Iridium Tube Inserted [Электронный ресурс]. https://www.forgedmoly.com/tungsten-iridium-nozzle-with-iridium-tube-inserted.html (дата обращения: 13.05.2019).

Ohriner E.K. Purification of iridium by electron beam melting / E.K. Ohriner // J. Alloys Compd. - 2008. - Vol. 461, N 1-2. - P. 633-640.

Heestand R.L. and Ohriner E. K., J. Met., 1988, 40, (7), A63. 1988.

Основы металлургии и технологии производства изделий из иридия / Н. И. Тимофеев, А. В. Ермаков, В. А. Дмитриев, П. Е. Панфилов // Екатеринбург: Изд-во УрО РАН. -1996. - С. 105-109

Deformation and fracture of iridium: microalloying effects / E.P. George, C.G. McKamey, E.K. Ohriner, E.H. Lee // Mater. Sci. Eng. A. - 2001. - Vol. 319-321. - P. 466-470.

Plastic deformation of polycrystalline iridium at room temperature / P. Panfilov, A. Yermakov, O. V. Antonova, V. P. Pilyugin // Platin. Met. Rev. - 2009. - Vol. 53, N 3. - P. 138-146.

Cockayne B. B., Platin Met Rev. - 18, (3), 86. - 1974.

Ushio M. Development of new electrode for air-plasma cutting / M. Ushio, K. Kusumoto, F. Matsuda // International Trends in Welding Science and Technology. - Gatlinburg, Tennessee, U.S.A., ASM International, Materials Park, Ohio, U.S.A. - 1993. - P. 365-368.

Huang C. Ir-based refractory super alloys by pulse electric current sintering (PECS) process (II pre alloyed powder) / C. Huang, Y. Yamabe-Mitarai, H. Harada // J. Mater. Eng. Perform. -2002. - Vol. 11, N 1. - P. 32-36.

Preparation and microstructure of Ir-Zr-W alloys by powder metallurgy route / X. Changshu, G. Yuan, L. Haiyan [et al.] // Rare Met. Mater. Eng. - 2009. - Vol. 38, N 7. - P. 1132-1135.

Lupton D. D. and Hormann M., Galvanotechnik. - 1996. - 87, (1). - 72.

71. Пат. 2633203 Российская Федерация C22B11/00, B82Y30/00, B22F9/04, B22F3/16. Способ получения изделий из металлического иридия / Е. П.. Александров, А. С. Казаков, заявитель и патентообладатель Герасимов Алексей Леонидович, Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение «МЕТАЛЛЫ УРАЛА». - № 2015152955; заявл. 09.12.2015; опубл. 11.10.2017, Бюл. № 29. - 6 с.: ил.

72. Densification of Nano-Sized Alumina Powders under Radial Magnetic Pulsed Compaction / S. Paranin, V. Ivanov, A. Nikonov [et al.] // Adv. Sci. Technol. - 2006. - Vol. 45. - P. 899-904.

73. Magnetic Pulsed Compaction of Nanosized Powders: Nanotechnology Science and Technology Series / G. Sh. Boltachev, K. A. Nagayev, S. N. Paranin, A. V. Spirin, N. B. Volkov - New York: Nova Science Publishers, 2009. - 96 p.

74. Boltachev G.Sh. Densification of the granular medium by the low amplitude shock waves / G. Sh. Boltachev, A. S. Kaygorodov, N. B. Volkov // Acta Mech. - 2009. - Vol. 207, N 3-4. - P. 223-234.

75. Shock-wave compaction of the granular medium initiated by magnetically pulsed accelerated striker / G. Sh. Boltachev, N. B. Volkov, V. V. Ivanov, A. S. Kaygorodov // Acta Mech. - 2009.

- Vol. 204, N 1-2. - P. 37-50.

76. Инерционные эффекты в процессах импульсного радиального прессования наноразмерных порошков / Г.Ш Болтачев, Н. Б. Волков, В. В. Иванов, С. Н. Паранин // Физ.-хим. основы создания материалов и технологий. - 2008. - P. 5-13.

77. Sandstorm D. J. Consolidating metal powders magnetically / D. J. Sandstorm // Metal Progress.

- 1964. - Vol. 86, N 3. - P. 215-221.

78. Барбарович Ю. К. Использование энергии сильного импульсного магнитного поля для прессования порошков / Ю. К. Барбарович // Порошковая металлургия. - 1969. - №10. -C. 24-31.

79. Миронов В. А. Работает магнитный импульс / В. А. Миронов. - Рига: Зинатне, 1974. - 87 с.

80. Миронов В. А. Магнитно-импульсное прессование порошков / В. А. Миронов. - Рига: Зинатне, 1980. - 196 с.

81. Эффективность динамического метода уплотнения наноразмерных порошков / В. В. В. Иванов, С. Н. Паранин, А. Н. Вихрев, А. А. Ноздрин // Материаловедение. - 1997. - №5. -С.49-55.

82. Fabrication of Nanoceramic Thin Wall Tubes by Magnetic Pulsed Compaction and Thermal Sintering / V. V. Ivanov, S. Y. Ivin, V. R. Khrustov [et al.] // J. Science of Sintering. - 2005. -Vol. 37, N 1. - P. 55-60.

83. Иванов В. В. Получение наноструктурных керамик с использованием магнитно-импульсного прессования порошков: дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 01.04.13, 01.04.14 / Иванов Виктор Владимирович. - Екатеринбург, 1998. - 299 с.

84. Никонов А. В. Применение радиального магнитно-импульсного сжатия проводящих оболочек для формирования компонентов электрохимических устройств: дис. ... канд. техн. наук: 01.04.13 / Никонов Алексей Викторович. - Екатеринбург, 2010. - 99 с.

85. Добров С. В. Моделирование магнитно-импульсного прессования длинномерных изделий из порошков / С.В. Добров, В.В. Иванов // Журн. техн. физ. - 2004. - Т. 74, вып. 4. - Р. 35-40.

86. Спирин А. В. Исследование режимов магнитно-импульсного прессования для получения тонкостенных трубчатых твердооксидных элементов: дис. ... канд. техн. наук: 01.04.13 / Спирин Алексей Викторович. - Екатеринбург, 2013. - 142 с.

87. ООО "ВЭИ-АВИС". Вакуумный управляемый разрядник РВУ-47 УХЛЗ [Электронный ресурс] http://www.vei-avis.ru/index.php/rvu-47 (дата обращения: 05.09.2020).

88. Баранов М. И. Расчет эквивалентных электрических параметров индукторов с концентратором магнитного поля / М. И. Баранов, И. В. Белый // Вестник Харьковского политехнического института. - 1977. - № 123, вып. 4: Магнитно-импульсная обработка металлов. - С. 11-20.

89. Шнеерсон Г.А. Основы техники получения сильных и сверхсильных импульсных магнитных полей : учеб. пособие / Г. А. Шнеерсон ; Политехн. ун-т. - Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. - 310 с.

90. Расчет индуктивностей: Справочная книга / П. Л. Калантаров, Л. А. Цейтлин, П. Л. Калантаров, Л. А. Цейтлин.— 3-е изд., перераб. и доп. - Ленинград : Энергоатомиздат, 1986. — 488 с: ил.

91. Кикоин И.К. Таблицы физических величин: справочник / под ред. акад. И. К. Кикоина. -М.: Атомиздат, 1976. - 1008 с.

92. Корицкий Ю.В. Справочник по электротехническим материалам: в 3 т. / под ред. Ю. В. Корицкого, В. В. Пасынкова, Б. М. Тареева. - 3-е изд., переб. - Ленинград : Энергоатомиздат, 1988. - Т. 3. - 728 с.: ил. 1988.

93. Зубченко А.С. Марочник сталей и сплавов / А. С. Зубченко [и др.] ; под общ. ред. А. С. Зубченко. - 2-е изд., доп. и испр. - Москва : Машиностроение, 2003. - 784 с.: ил. 2003.

94. Лагутин А. С. Сильные импульсные магнитные поля в физическом эксперименте / А. С. Лагутин, В. И. Ожогин. - Москва : Энергоатомиздат, 1988. - 192 с.

95. Surface modification of steel inductor as an attempt to enhance its durability in high pulsed magnetic fields / A. V. Spirin, G. Sh. Boltachev, V. I. Krutikov // AIP Conference Proceedings. The VI International Young Researches Conference Physics, Technologies Innovation. - Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia, May 20-23, 2019. - P. 020163.

96. Watanabe M., Kumai S. Interfacial morphology of magnetic pulse welded aluminum/aluminum and copper/copper lap joints // J. Japan Inst. Light Met. 2009. Vol. 59, № 3. P. 140-147.

97. Magnetic pulse spot welding of bimetals / A.P. Manogaran, P. Manogaran, D. Priem [et al.] // J. Mater. Process. Technol. - 2014. - Vol. 214, N 6. - P. 1236-1244.

98. Durgutlu A. Investigation of effect of the stand-off distance on interface characteristics of explosively welded copper and stainless steel / A. Durgutlu, H. Okuyucu, B. Gulenc // Mater. Des. - 2008. - Vol. 29, N 7. - P. 1480-1484.

99. The process of grain refinement in equal-channel angular pressing / Y. Iwahashi, Z. Horita, M. Nemoto, T.G. Langdon // Acta Mater. - 1998. - Vol. 46, N 9. - P. 3317-3331.

100. Zhang Y. Interfacial ultrafine-grained structures on aluminum alloy 6061 joint and copper alloy 110 joint fabricated by magnetic pulse welding / Y. Zhang, S. S. Babu, G. S. Daehn // J. Mater. Sci. - 2010. - Vol. 45, N 17. - P. 4645-4651.

101. Беккерт М. Справочник по металлографическому травлению / Беккерт М., Клемм Х. -Москва : Металлургия, 1979. - 336 с.

102. Марочник стали и сплавов. Характеристика материала Ц1 [Электронный ресурс]. URL: http://www.splav-kharkov.com/mat_start.php?name_id=1228 (дата обращения: 05.09.2020).

103. Марочник стали и сплавов. Характеристика материала 20 [Электронный ресурс]. URL: http://www.splav-kharkov.com/mat_start.php?name_id=1 (дата обращения: 05.09.2020).

104. Measurement of Collision Conditions in Magnetic Pulse Welding Processes / J. Bellmann, J. Lueg-Althoff, S. Schulze, S. Gies, E. Beyer, A.E. Tekkaya // J. Phys. Sci. Appl. - 2017. - Vol. 7, N 4. - P. 1 -10.

105. Aleksandrov E.P. Production of consolidated materials on the basis of metal nanopowders iridium and rhodium / E.P. Aleksandrov, A.S. Kazakov, N.I. Timofeev // Proceedings of The Fourth International Conference "Platinum Metals in Modern Industry, Hydrogen Energy and Life Maintenance of the Future" (Berlin-PM'2010). - Berlin, Germany, 1 May - 4 June 2010.

106. ICDD. International Centre for Diffraction Data (ICDD), PDF-2 database. Pattern 00-0060598.

107. Patent US 3346914. Device For Consolidating Metal Powders Sandstrom D. J. [et al.], 1967.