DOI: 10.52150/2522-9117-2024-38-400-414
Клемешов Євген Сергійович, к.т.н., н.с., відділ процесів і машин обробки металів тиском, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, пл. Академіка Стародубова, 1, м. Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-6486-5319. Email: klemeshov.evgen@gmail.com
Приходько Ігор Юрійович, д.т.н., с.н.с., зав. відділом, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-5651-8106. E-mail: isi@ukr.net
Меркулов Олексій Євгенович, д.т.н., с.н.с., заступник директора, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-7867-0659. E-mail: merkulov1@ukr.net
АНАЛІЗ ПРОБЛЕМ СТВОРЕННЯ ПЛАСКИХ БАГАТОШАРОВИХ БІМЕТАЛІЧНИХ КОМПОЗИЦІЙ ТА ШЛЯХИ ЇХ ВИРІШЕННЯ
Анотація. Однією з тенденцій сучасного виробництва є пошук матеріалів здатних замінити сталь, при цьому отримавши переваги та прибравши недоліки в характеристиках та властивостях виробів. Таким матеріалом є біметалічні та багатошарові композити. В даній роботі представлено аналіз сучасного стану розробок з питань виготовлення біметалічних та багатошарових композитів. В першу чергу зроблено акцент на технологіях виготовлення біметалічних композитів, які підрозділяють на дві категорії: із застосуванням деформації та без застосування деформації. Зроблено висновок, що найбільш розповсюдженим, найбільш простим та ефективним методом отримання біметалів та багатошарових композиційних матеріалів є прокатка. Аналіз тенденцій сучасних досліджень у сфері отримання біметалів показав, що більшість робіт присвячено розрахунку енергосилових параметрів процесу прокатки, параметрів деформування та стану поверхні зразків для отримання з’єднання, механічним властивостям композиційних виробів із різноманітним поєднанням сталей та кольорових металів, дослідженню структури зразків у місці з’єднання. Також важливим питанням є визначення міцності з’єднання, яке на даний час оцінюється при розрахунку напружень в осередку деформації чи виходячи з експериментальних та статистичних даних сумарного ступеня деформації. При розрахунках в наш час доволі часто використовується комп’ютерне моделювання, яке дозволяє змоделювати процес сумісної деформації двох та більше шарів металу, однак воно не дозволяє розрахувати можливість з’єднання шарів. В роботі розроблено математичну модель отримання багатошарової біметалічної композиції Ag-Cu-Ag методом прокатки, яка дозволяє оцінити вплив параметрів процесу деформування на напружений стан шарів металу. На основі аналізу сучасних розробок, визначено, що питанню розрахунку та оцінки з’єднання шарів приділено недостатньо уваги, тому сформульовано критерій з’єднання шарів металу. Показано доцільність створення класифікації діапазонів значень критерію для оцінки ступеню міцності з’єднання шарів біметалевих виробів.
DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-400-414
Ключові слова: прокатка, біметал, композит, з’єднання, математична модель.
Посилання для цитування: Клемешов Є. С., Приходько І. Ю., Меркулов О. Є. Аналіз проблем створення пласких багатошарових біметалічних композицій та шляхи їх вирішення. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2024. Вип. 38. С. 400-414. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-400-414.
Перелік посилань
1. Mansouri H., Eghbali B., Afrand M. Producingmulti-layercompositeofstainlesssteel/aluminum/
copperbyaccumulativerollbonding (ARB) process. J. Manuf. Process. 2019, 46, 298–303.
2. Сварка. Введение в специальность / В. А. Фролов, В. В. Пешков., А. Б. Коломенский, В. А. Казаков. Воронеж, 2008. 384 с.
3. Голованенко, С. А. Сварка прокаткой биметаллов. Москва : Металлургия, 1977. 160 с.
4. Авиация: Энциклопедия / Гл. ред. Г. П. Свищев. М. : Большая российская энциклопедия, 1994. – 736 с.
5. Промышленные алюминиевые сплавы : cправ. изд. /Алиева С. Г., Альтман М. Б., Амбарцумян С. М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Металлургия, 1984. 528 с.
6. Коновалов О.Ф., Риженков О. А., Корольов В. П. Системний підхід до моніторингу корозії та захисту металевих конструкцій. Фізико-хімічна механіка матеріалів. 2004. № 5. С. 99-103.
7. Лихошва В. П., Шатрава А. П., Пеликан О. А. Современные способы производства биметаллических изделий. Металл и лите Украины. 2018. № 9-10 (304-305). С. 46-53.
8. Бэнкер Дж. Г. Промышленное применение сварки взрывом (Обзор). Автоматическая сварка. 2009. № 11. С. 49–53.
9. Математическое моделирование процессов обработки давлением. К. М. Иванов, А. В. Лясников, Л. А. Новиков, Э. В. Юргенсон; под общ. ред. А. В. Лясникова. СПб. : ТОО «Инвентекс», 1997. 268 с.
10. Shaparev A. V., Savin I. Calculation of the Amount of the Reduction Required for the Formation of Compound Layers during Cold Rolling of Bimetals. Materials Science Forum. Vol. 870, Trans Tech Publications, Ltd., Sept. 2016. P. 328–333. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.870.328.
11. Целиков А. И., Никитин Г. С., Рокотян С. Е. Теория продольной прокатки. М. : Металлургия, 1980. 320 с
12. Maleki H., Bagherzadeh S., Mollaei-Dariani B. et al. Analysis of Bonding Behavior and Critical Reduction of Two-Layer Strips in Clad Cold Rolling Process. Journal of Materials Engineering and Performance. 2013. Vol. 22. P. 917–925. https://doi.org/10.1007/s11665-012-0342-9
13. Vini M. H., Daneshmand S., Forooghi M. Roll Bonding Properties of Al/Cu Bimetallic Laminates Fabricated by the Roll Bonding Technique. Technologies. 2017. Vol. 5, 32. https://doi.org/10.3390/technologies5020032
15. Milner D. R., Vaidyanath L. R. Significance of surface preparation in cold pressure welding. Met Constr Br Weld J. 1960.Vol. 7. P. 1-6
16. Wright P. K., Snow D. A., Tay C. K. Interfacial conditions and bond strength in cold pressure welding by rolling. Metals Technology. 1978. Vol. 5. № 1. P. 24-31
14. Khan H. A., Asim K., Akram F., Hameed A., Khan A., Mansoor B. Roll Bonding Processes: State-of-the-Art and Future Perspectives. Metals. 2021, 1344. https://doi.org/10.3390/met11091344
