Влияние предела текучести прослойки на напряженно-деформированное состояние узлов при диффузионной сварке и пайке жаропрочного сплава с учетом пластических деформаций материалов при быстром охлаждении

Abstract

Матвиенко М. В., Квасницкий В. Ф., Макаренко Н. А. Влияние предела текучести прослойки на напряженно-деформированное состояние узлов при диффузионной сварке и пайке жаропрочного сплава с учетом пластических деформаций материалов при быстром охлаждении // Вестник ДГМА. – 2019. – № 2 (46). – С. 29–34. В работе исследовано методом компьютерного моделирования напряженно-деформированного состояния (НДС) под действием термической нагрузки цилиндрических образцов с мягкими прослойками, имеющими меньший по сравнению с основным металлом предел текучести. Установлено, что в небольшой зоне основного металла вблизи внешней поверхности у стыка с прослойкой и в самой прослойке возникает сложное НДС с радиальными, осевыми, окружными и касательными напряжениями. Объемное НДС, обусловленное разностью КЛТР прослойки и основного металла, создается только в прослойке по всей ее длине и на небольших участках, протяженностью не более 10 толщин прослойки, в основном металле вблизи наружной кромки прослойки. В зависимости от степени «мягкости» прослойки уровень напряжений изменяется. Изменение предела текучести прослойки в пределах 0,75...0,85 предела текучести основного металла мало влияет на характер распределения и величину напряжений в зоне объемного НДС, изменяется только протяженность этой зоны, которая составляет около 5 толщин прослойки. Появление пластических деформаций в прослойке мало влияет на коэффициент жесткости напряженного состояния и степень упрочнения или разупрочнения как основного металла, так и материала прослойки. У кромки стыка металл упрочняется несколько больше, чем в упругой задаче. Разупрочнение металла в средней части стыка при изменении температуры (термоциклировании) должно благоприятно влиять на образование соединения в зоне деформационного застоя при диффузионной сварке. Изменение температуры (термоциклирование) способствует образованию соединения в зоне деформационного застоя при диффузионной сварке. Изменение величины предела текучести и КЛТР прослойки в принятых пределах роли практически не играет. Разупрочнение основного металла в средней части стыка и прослойки вблизи его кромки необходимо учитывать при конструировании таких узлов и выборе свойств материала прослойки. Ключевые слова: компьютерное моделирование, пластические деформации, мягкая прослойка, жесткость напряженного состояния.