RU2522505C1 - Method of making composite material - Google Patents
Method of making composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522505C1 RU2522505C1 RU2013119389/02A RU2013119389A RU2522505C1 RU 2522505 C1 RU2522505 C1 RU 2522505C1 RU 2013119389/02 A RU2013119389/02 A RU 2013119389/02A RU 2013119389 A RU2013119389 A RU 2013119389A RU 2522505 C1 RU2522505 C1 RU 2522505C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channels
- layers
- metal
- reinforcing
- composite material
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области способов получения слоистых композиционных материалов с использованием взрывных технологий, а точнее - к способам получения композиционных материалов с высокими значениями предела прочности и модуля упругости, которые могут быть использованы в машиностроении, авиа- и ракетостроении, космической технике и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of methods for producing layered composite materials using explosive technologies, and more specifically, to methods for producing composite materials with high values of tensile strength and elastic modulus, which can be used in mechanical engineering, aircraft and rocket science, space technology and other industries.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Наиболее распространенным способом упрочнения и повышения модуля упругости многих сплавов является их легирование. Упрочнение сплава при этом достигается за счет образования в сплаве высокопрочных, тугоплавких и вместе с тем хрупких химических соединений - интерметаллидов. Образование в структуре интерметаллидов вызывает увеличение прочности, модуля упругости, повышение твердости и резкое падение пластичности материала. Однако ресурс объемного легирования в настоящее время считается исчерпанным.The most common method of hardening and increasing the elastic modulus of many alloys is their alloying. In this case, hardening of the alloy is achieved due to the formation of high-strength, refractory and, at the same time, brittle chemical compounds - intermetallic compounds in the alloy. The formation of intermetallic compounds in the structure causes an increase in strength, elastic modulus, increase in hardness and a sharp drop in the ductility of the material. However, the volume doping resource is currently considered to be exhausted.
Наиболее перспективным методом дальнейшего упрочнения является создание слоистых композиционных материалов. При получении слоистых композиционных материалов могут быть широко использованы взрывные технологии, например сварка взрывом, обеспечивающая прочное сцепление слоев композиционного материала.The most promising method for further hardening is the creation of layered composite materials. Upon receipt of layered composite materials can be widely used explosive technologies, for example, explosion welding, providing strong adhesion of the layers of the composite material.
Известен способ получения композиционного стале-алюминиевого материала сваркой взрывом, при котором между алюминием и сталью вводится прослойка из титана с целью повышения прочности соединения [1]. Недостатком данного способа является невозможность получения высокопрочного толстолистового конструкционного материала за одну взрывную стадию, так как в этом случае приходится применять взрывчатые вещества с большой высотой заряда, что приводит к образованию на границе титана со сталью хрупких интерметаллидов, резко снижающих прочность сварного соединения по всей площади контакта слоев. Это обстоятельство приводит к расслоению материала и его разрушению.A known method of producing a composite steel-aluminum material by explosion welding, in which a layer of titanium is introduced between aluminum and steel in order to increase the strength of the connection [1]. The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining high-strength plate structural material in one explosive stage, since in this case it is necessary to use explosives with a high charge height, which leads to the formation of brittle intermetallic compounds at the interface between titanium and steel, which sharply reduce the strength of the welded joint over the entire contact area layers. This circumstance leads to the separation of the material and its destruction.
Известен способ получения композиционного стале-алюминиевого материала [2], при котором на свариваемую поверхность стальной пластины наносится тонкий слой из диффузионного материала (цинк, хром, никель и др.). К этому слою затем приваривают алюминиевую пластину с помощью прокатки.A known method of producing a composite steel-aluminum material [2], in which a thin layer of diffusion material (zinc, chromium, nickel, etc.) is applied to the surface of the steel plate to be welded. An aluminum plate is then welded to this layer by rolling.
Недостатком данного способа является низкая прочность сварного соединения, так как с помощью прокатки практически очень сложно добиться равнопрочного соединения. Особенно это относится к таким традиционно трудносвариваемым разнородным металлам, как алюминий и сталь. Кроме того, сварка прокаткой не позволяет получать толстолистовые и профильные композиционные материалы.The disadvantage of this method is the low strength of the welded joint, since using rolling it is almost very difficult to achieve an equal strength joint. This is especially true for such traditionally difficult to weld dissimilar metals as aluminum and steel. In addition, rolling welding does not allow to obtain plate and profile composite materials.
Известен способ получения композиционного алюминиево-медного материала [3], согласно которому сначала составляют пакет из чередующихся слоев алюминия и меди, затем осуществляют сварку взрывом. Соотношение толщины слоев алюминия и меди в пакете выбирают равным 1:(0,4-0,56).A known method of producing a composite aluminum-copper material [3], according to which first make up a package of alternating layers of aluminum and copper, then carry out explosion welding. The ratio of the thickness of the layers of aluminum and copper in the package is chosen equal to 1: (0.4-0.56).
После сварки пакет подвергают горячей прокатке при температуре 350-500°C. Полученную заготовку подвергают отжигу при температуре 400-500°C в течение 2…3 часов с последующим охлаждением на воздухе. Далее осуществляют окончательную прокатку при температуре 20-250°C.After welding, the bag is subjected to hot rolling at a temperature of 350-500 ° C. The resulting preform is subjected to annealing at a temperature of 400-500 ° C for 2 ... 3 hours, followed by cooling in air. Next, the final rolling is carried out at a temperature of 20-250 ° C.
Способ позволяет повысить модуль упругости композиционного материала и прочность сварного соединения. Материал обладает пониженной теплопроводностью в поперечном направлении и повышенной вдоль металлических слоев. Высокий модуль упругости материала (до 250 ГПа) и значительный предел прочности при растяжении (до 800…1000 МПа) обеспечивается образованием на границе алюминий-медь интерметаллидов CuAl2. Однако способ не обеспечивает рационального сочетания высоких значений модуля упругости и предела прочности при растяжении. При высоком показателе модуля упругости композиционный материал имеет недостаточно высокую прочность сварных соединений в слоях.The method allows to increase the elastic modulus of the composite material and the strength of the welded joint. The material has a reduced thermal conductivity in the transverse direction and increased along the metal layers. A high modulus of elasticity of the material (up to 250 GPa) and a significant tensile strength (up to 800 ... 1000 MPa) are ensured by the formation of CuAl 2 intermetallic compounds at the aluminum-copper interface. However, the method does not provide a rational combination of high values of elastic modulus and tensile strength. With a high modulus of elasticity, the composite material does not have a sufficiently high strength of the welded joints in the layers.
Это объясняется влиянием интерметаллидного слоя, образующегося по всей площади контакта слоев алюминия и меди. Слой интерметаллидов обладает высокой прочностью и тугоплавкостью, но в то же время хрупкостью и склонностью к трещинообразованию в процессе эксплуатации изделий из данного материала. При этом, чем больше площадь контакта слоев, тем менее прочно сварное соединение.This is due to the influence of the intermetallic layer formed over the entire contact area of the aluminum and copper layers. The intermetallic layer has high strength and refractoriness, but at the same time brittleness and a tendency to crack formation during the operation of products made of this material. Moreover, the larger the contact area of the layers, the less firmly welded joint.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения композиционного материала [4]. Способ, взятый за прототип, включает пакетирование чередующихся слоев алюминия (металл-основа) и меди (армирующий металл), сварку слоев взрывом, прокатку и термическую обработку материала. Слои армирующего металла формируют в виде фрагментов полос или проволоки, при этом на поверхности армирующих фрагментов перед закладкой выполняют насечку. Количество фрагментов определяют исходя из соотношения площадей слоев металла-основы и армирующего металла, равному 1:(0,5…0,7).The closest in technical essence to the proposed invention is a method for producing composite material [4]. The method taken as a prototype includes the packaging of alternating layers of aluminum (metal base) and copper (reinforcing metal), explosion welding of layers, rolling and heat treatment of the material. The layers of the reinforcing metal are formed in the form of fragments of strips or wire, and a notch is made on the surface of the reinforcing fragments before laying. The number of fragments is determined based on the ratio of the areas of the layers of the base metal and the reinforcing metal equal to 1: (0.5 ... 0.7).
Известный способ осуществляют следующим образом. Сначала готовят листы металла-основы (например, алюминия), листы очищают и обезжиривают. Далее исходя из площади поверхности контакта алюминиевого листа рассчитывают площадь поверхности армирующих медных фрагментов по вышеуказанному соотношению. По рассчитанной площади медных фрагментов, известной толщине (диаметру) фрагментов и их длине определяют их количество. Далее заготавливают медные фрагменты и делают на них насечку.The known method is as follows. First, base metal sheets (e.g., aluminum) are prepared, the sheets are cleaned and degreased. Further, based on the contact surface area of the aluminum sheet, the surface area of the reinforcing copper fragments is calculated by the above ratio. The calculated area of copper fragments, the known thickness (diameter) of the fragments and their length determine their number. Next, copper fragments are harvested and notched on them.
Затем собирают пакет всех пластин, после чего осуществляют сварку взрывом слоев металла-основы и армирующего металла. Затем производят низкотемпературный отжиг при температуре 150°C для снятия наклепа, прокатку заготовки и окончательный высокотемпературный отжиг при температуре 430°C в течение 6 часов.Then collect the package of all the plates, and then carry out welding by explosion of the layers of base metal and reinforcing metal. Then, low-temperature annealing is performed at a temperature of 150 ° C to remove hardening, rolling of the workpiece, and final high-temperature annealing at a temperature of 430 ° C for 6 hours.
Способ позволяет получить слоистые композиционные материалы с обеспечением рационального сочетания механических свойств, а именно высокие значения модуля упругости и предела прочности при растяжении. Это объясняется локальным характером образования интерметаллидов по границам упрочняющего металла и высокой прочностью сцепления слоев благодаря наличию насечек на фрагментах армирующего металла.The method allows to obtain layered composite materials with a rational combination of mechanical properties, namely high values of the modulus of elasticity and tensile strength. This is explained by the local nature of the formation of intermetallic compounds along the boundaries of the reinforcing metal and the high adhesion strength of the layers due to the presence of notches on the fragments of the reinforcing metal.
Способ, взятый за прототип, имеет следующие недостатки:The method taken as a prototype has the following disadvantages:
- анизотропия механических свойств слоистого композиционного материала в зависимости от направления воздействия нагрузок (вдоль или поперек армирующих элементов);- anisotropy of the mechanical properties of the layered composite material depending on the direction of the load (along or across the reinforcing elements);
- снижение технологичности композиционного материала, объясняемое анизотропностью механических свойств;- a decrease in the manufacturability of the composite material due to the anisotropy of the mechanical properties;
- повышенная трудоемкость получения композиционного материала, объясняемая значительными трудозатратами по изготовлению фрагментов упрочняющего металла, проведению операции насечки и укладке фрагментов в пакет.- increased complexity of obtaining a composite material, due to significant labor costs for the manufacture of fragments of a reinforcing metal, the operation of notching and packing fragments in a bag.
Однако ресурс повышения механических свойств и достижения рационального сочетания высоких показателей предела прочности и модуля упругости в изобретении-прототипе до конца еще не исчерпан.However, the resource of increasing the mechanical properties and achieving a rational combination of high tensile strength and elastic modulus in the invention prototype is not yet fully exhausted.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в расширении способов получения композиционных материалов с высокими значениями предела прочности и модуля упругости.The problem to which the present invention is directed, is to expand the methods for producing composite materials with high values of tensile strength and elastic modulus.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в повышении механических свойств, достижении их рационального сочетания, уменьшении анизотропности механических свойств, снижении трудоемкости получения слоистых композиционных материалов и повышении их технологичности.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase the mechanical properties, achieve their rational combination, reduce the anisotropy of the mechanical properties, reduce the complexity of obtaining layered composite materials and increase their manufacturability.
Указанный технический результат достигается тем, что способ получения композиционного материала включает пакетирование чередующихся слоев металла-основы и армирующего металла при соотношении площади слоев в пределах 1:(0,5-0,7), сварку слоев взрывом, низкотемпературный отжиг, прокатку и окончательный высокотемпературный отжиг, армирующий металл выполняют в виде перфорированных листов со сквозными каналами, распределенными равномерно по площади листов, при этом каналы выполняют коническими с противоположно направленной конусностью в соседних каналах, а каналы с одноименной конусностью располагают в плоскости листа в шахматном порядке.The specified technical result is achieved by the fact that the method of producing a composite material involves stacking alternating layers of a base metal and a reinforcing metal with a ratio of the layer area within 1: (0.5-0.7), explosion welding of layers, low-temperature annealing, rolling and final high-temperature annealing, reinforcing metal is performed in the form of perforated sheets with through channels distributed uniformly over the area of the sheets, while the channels are conical with an oppositely directed taper in neighboring channels, and channels with the same name have a taper in the sheet plane in a staggered manner.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Способ иллюстрируется чертежами.The method is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлен продольный вертикальный разрез Б-Б пакета слоев металла-основы, армирующего металла и вспомогательных технологических слоев.Figure 1 shows a longitudinal vertical section BB of the package of layers of the base metal, reinforcing metal and auxiliary technological layers.
На фиг.2 представлен поперечный разрез А-А, показывающий лист армирующего металла с коническими каналами.Figure 2 presents a cross-section aa showing a sheet of reinforcing metal with conical channels.
На фиг.3 представлен выносной элемент В, показывающий в увеличении форму и расположение каналов в листе армирующего металла.Figure 3 presents the remote element B, showing in an increase the shape and location of the channels in the sheet of reinforcing metal.
На чертежах: 1 - грунт, 2 - деревянная подкладка, 3 - нижний слой металла-основы, 4 - слой армирующего металла, 5 - верхний слой металла-основы, 6 - взрывчатое вещество, 7 - электродетонатор, 8 - упор для обеспечения зазора между слоями металла, 9 - конические каналы в армирующем металле с направлением конусности вверх, 10 - конические каналы в армирующем металле с направлением конусности вниз.In the drawings: 1 - soil, 2 - wood lining, 3 - the bottom layer of the base metal, 4 - the layer of reinforcing metal, 5 - the top layer of the base metal, 6 - explosive, 7 - electric detonator, 8 - emphasis to provide a gap between layers of metal, 9 - conical channels in the reinforcing metal with the tapering direction up, 10 - conical channels in the reinforcing metal with the tapering direction down.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Предлагаемый способ получения композиционного материала осуществляют следующим образом. Листы металла-основы (поз.3, 5) очищают, обезжиривают. Для изготовления листов армирующего металла (поз.4) производят расчет количества и размеров конических каналов, выполняют чертеж расположения каналов по площади листа с учетом их равномерного распределения. Расчеты производят исходя из соотношения площади слоев металла-основы и армирующего металла в пределах 1:(0,5-0,7). Рекомендуемый средний диаметр каналов 5-30 мм в зависимости от габаритных размеров листов металла-основы и армирующего металла.The proposed method for producing composite material is as follows. The base metal sheets (pos. 3, 5) are cleaned and degreased. For the manufacture of sheets of reinforcing metal (item 4), the number and size of conical channels are calculated, and the arrangement of the channels along the sheet area is drawn taking into account their uniform distribution. The calculations are based on the ratio of the area of the layers of the base metal and the reinforcing metal within 1: (0.5-0.7). The recommended average diameter of the channels is 5-30 mm, depending on the overall dimensions of the base metal and reinforcing metal sheets.
Конические каналы в армирующем металле выполняют с противоположно направленной конусностью в соседних каналах. Каналы 9 выполняют с направлением конусности вверх, каналы 10 - с направлением конусности вниз (фиг.3). При этом каналы с одноименной конусностью располагают в плоскости листа в шахматном порядке (фиг.2). Каналы в листах выполняют штамповкой или вручную с двух сторон.Conical channels in the reinforcing metal are performed with oppositely directed taper in adjacent channels. Channels 9 are performed with the tapering direction upward, channels 10 - with the tapering direction downward (Fig. 3). In this case, the channels with the same taper are placed in the plane of the sheet in a checkerboard pattern (figure 2). The channels in the sheets are stamped or manually from two sides.
Подготовленные листы материалов собирают в пакет, снабжают пакет взрывчатым веществом 6 и осуществляют подрыв, в результате которого осуществляется сварка собранных в пакет листов. Далее производят операции - низкотемпературный отжиг, прокатку и окончательный высокотемпературный отжиг.The prepared sheets of materials are collected in a bag, supply the bag with explosive 6 and carry out the blasting, which results in welding of the sheets collected in the bag. Next, operations are performed - low-temperature annealing, rolling and final high-temperature annealing.
При сварке взрывом, а также при высокотемпературном отжиге в диапазоне температур 400…500 градусов на границах раздела фаз алюминий - медь происходит химическое взаимодействие алюминия и меди, в результате чего образуется интерметаллид CuAl2, который в виде дисперсных частиц образует твердый каркас по границам дендритных ячеек. В местах контакта металла-основы и армирующего металла образуются слои, состоящие из твердых высокопрочных интерметаллидов, которые способствуют увеличению модуля упругости композиционного материала. Контакт двух металлов не является сплошным, площадь контакта равна разности общей площади листа и суммарной площади каналов, выполненных в армирующем металле. При этом зона контакта равномерно распределена по площади листов и представляет собой локальные участки.During explosion welding, as well as during high-temperature annealing in the temperature range of 400 ... 500 degrees at the aluminum-copper phase boundaries, the chemical interaction of aluminum and copper occurs, resulting in the formation of CuAl 2 intermetallic compound, which in the form of dispersed particles forms a solid skeleton at the boundaries of dendritic cells . At the points of contact between the base metal and the reinforcing metal, layers are formed consisting of solid high-strength intermetallic compounds, which contribute to an increase in the elastic modulus of the composite material. The contact of the two metals is not continuous, the contact area is equal to the difference between the total area of the sheet and the total area of the channels made in the reinforcing metal. In this case, the contact zone is evenly distributed over the area of the sheets and represents local sections.
Это позволяет устранить образование сплошного, твердого, хрупкого и склонного к трещинообразованию слоя интерметаллидов, что способствует устранению разрушения материала по этому слою, увеличению предела прочности при растяжении и модуля упругости.This allows you to eliminate the formation of a continuous, hard, brittle and crack-prone layer of intermetallic compounds, which helps to eliminate the destruction of the material along this layer, increase the tensile strength and elastic modulus.
Отмеченные локальные участки твердых интерметаллидных слоев способствуют увеличению прочности сварного соединения алюминия и меди. Промежутки между локальными участками интерметаллидных слоев заполняются более мягким алюминием, который противодействует распространению микротрещин по всему материалу в случае, если они по каким-либо причинам возникают в интерметаллидном слое.Marked local areas of solid intermetallic layers contribute to an increase in the strength of the welded joint of aluminum and copper. The gaps between the local sections of the intermetallic layers are filled with softer aluminum, which counteracts the propagation of microcracks throughout the material if for some reason they arise in the intermetallic layer.
Наличие в армирующем металле каналов обеспечивает при сварке взрывом проникновение одного слоя металла-основы в каналы армирующего листа, соединение его с другим слоем металла-основы и прочную их сварку. Коническая форма каналов значительно облегчает заполнение их полости металлом-основы, соединение его со слоем армирующего металла и с другим слоем металла-основы по всей поверхности канала. Этот процесс идет по всем каналам армирующего металла, что способствует равномерной сварке по всей площади без образования напряжений в сварных швах. Выполнение каналов в армирующем металле с противоположно направленной конусностью в соседних каналах также способствует снижению и компенсации напряжений, возникающих при сварке, за счет равномерности их распределения по площади контакта и их встречного взаимодействия.The presence of channels in the reinforcing metal ensures, during explosion welding, the penetration of one layer of the base metal into the channels of the reinforcing sheet, its connection with another layer of the base metal and their strong welding. The conical shape of the channels greatly facilitates the filling of their cavity with the base metal, its connection with a layer of reinforcing metal and with another layer of the base metal over the entire surface of the channel. This process goes through all the channels of the reinforcing metal, which contributes to uniform welding over the entire area without the formation of stresses in the welds. The implementation of the channels in the reinforcing metal with an oppositely directed taper in adjacent channels also helps to reduce and compensate for stresses arising during welding due to the uniformity of their distribution over the contact area and their counter interaction.
Расположение каналов с одноименной конусностью в шахматном порядке является оптимальным для достижения равномерности распределения напряжений и снижения анизотропности механических свойств слоистого композиционного материала.The arrangement of channels with the same taper in a checkerboard pattern is optimal to achieve uniform distribution of stresses and reduce the anisotropy of the mechanical properties of the layered composite material.
Вышесказанное в целом способствует увеличению прочности сварного соединения, повышению предела прочности при растяжении и модуля упругости материала при рациональном сочетании их величин.The above generally contributes to an increase in the strength of the welded joint, an increase in the tensile strength and modulus of elasticity of the material with a rational combination of their values.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает следующий положительный технико-экономический эффект:The invention in comparison with the prototype provides the following positive technical and economic effect:
- увеличение в среднем на 10-15% предела прочности на растяжение и модуля упругости за счет более равномерного, чем в прототипе, распределения интерметаллидных зон по площади контакта металла-основы и армирующего металла, а также за счет более качественной и равномерной сварки слоев металла-основы в районе каналов армирующего металла;- an increase by an average of 10-15% of the tensile strength and elastic modulus due to a more uniform distribution of intermetallic zones over the contact area of the base metal and the reinforcing metal than in the prototype, as well as due to better and more uniform welding of metal layers - foundations in the area of reinforcing metal channels;
- существенное уменьшение анизотропности механических свойств композиционного материала в зависимости от направления воздействия нагрузки. Это объясняется тем, что в отличие от прототипа, интерметаллидные зоны в предлагаемом изобретении имеют равномерную многосимметричную направленность по разным направлениям и не имеют ни одной преимущественной ориентации. Установлено, что механические свойства предлагаемого изобретения, измеренные по разным направлениям опытных образцов, отличаются на 2-3%. Для сравнения - модуль упругости образцов по изобретению-прототипу, измеренный вдоль фрагментов армирующего металла, равен в среднем 180 МПа, в перпендикулярном направлении - 95 МПа (разница почти 50%);- a significant reduction in the anisotropy of the mechanical properties of the composite material depending on the direction of the load. This is because, unlike the prototype, the intermetallic zones in the present invention have a uniform multisymmetric orientation in different directions and do not have a single preferred orientation. It was found that the mechanical properties of the invention, measured in different directions of the prototypes, differ by 2-3%. For comparison, the elastic modulus of the samples according to the invention of the prototype, measured along the reinforcing metal fragments, is on average 180 MPa, in the perpendicular direction - 95 MPa (the difference is almost 50%);
- повышение технологичности композиционного материала, полученного предлагаемым способом, объясняемое тем, что снижение анизотропности позволяет существенно расширить область применения материала, ассортимент изготовляемых из него деталей и их геометрическую форму (листовую, трубную и т.д.);- improving the manufacturability of the composite material obtained by the proposed method, due to the fact that the decrease in anisotropy can significantly expand the scope of the material, the range of parts made from it and their geometric shape (sheet, pipe, etc.);
- снижение на 15-20% трудоемкости изготовления композиционного материала, обеспечиваемое снижением трудоемкости изготовления армирующих листов и монтажа пакета перед проведением взрывной сварки.- reduction by 15-20% of the complexity of manufacturing composite materials, provided by reducing the complexity of manufacturing reinforcing sheets and mounting the package before explosive welding.
Проведены испытания и исследования композиционных материалов, полученных по предлагаемому способу.Tests and studies of composite materials obtained by the proposed method.
Испытывались плоские алюминиево-медные слоистые композиционные материалы в виде двух пластин размером 200×200 мм из сплава АМг-6 толщиной 4 мм, между которыми размещался армирующий перфорированный медный лист толщиной 1…2 мм, со сквозными каналами, распределенными равномерно по его площади, при этом каналы выполняли коническими с противоположно направленной конусностью в соседних каналах, а каналы с одноименной конусностью располагали в плоскости листа в шахматном порядке.We tested flat aluminum-copper layered composite materials in the form of two 200 × 200 mm plates of 4 mm thick AMg-6 alloy, between which a reinforcing
Диаметр меньшего отверстия конусного канала составлял 10 мм, а большего 15 мм. Марка меди - М0.The diameter of the smaller opening of the cone channel was 10 mm, and that of the larger 15 mm. The grade of copper is M0.
Усредненные данные по физико-механическим свойствам алюминиево-медного слоистого композиционного материала, полученного по предлагаемому способу измеренные в продольном и поперечном направлениях, в сравнении со свойствами материала, полученного по изобретению-прототипу, приведены в таблице 1. Измерение свойств в продольном направлении по изобретению-прототипу совпадало с продольным расположением в нем армирующих фрагментов меди.Averaged data on the physicomechanical properties of the aluminum-copper layered composite material obtained by the proposed method measured in the longitudinal and transverse directions, in comparison with the properties of the material obtained according to the invention prototype, are shown in table 1. Measurement of properties in the longitudinal direction according to the invention- the prototype coincided with the longitudinal arrangement of the reinforcing copper fragments in it.
Из приведенных данных видно, что как в продольном, так и в поперечном направлениях в предлагаемом изобретении обеспечиваются одинаковые более высокие показатели предела прочности при растяжении, модуля упругости и ударной вязкости, что объясняется уменьшением анизотропности свойств.From the above data it is seen that in both the longitudinal and transverse directions in the present invention provides the same higher tensile strength, tensile modulus, and toughness, which is explained by a decrease in the anisotropy of the properties.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает получение высокомодульного слоистого композиционного материала, характеризующегося рациональным сочетанием физико-механических свойств и высокой прочностью сварного соединения. Предлагаемое изобретение найдет применение в различных отраслях промышленности.Thus, the proposed method provides a highly modular layered composite material, characterized by a rational combination of physico-mechanical properties and high strength of the welded joint. The present invention will find application in various industries.
Источники информацииInformation sources
1. Патент Японии №49-153333, МПК B23K 19/00, опубл. 13.04.74.1. Japan patent No. 49-153333, IPC B23K 19/00, publ. 04/13/74.
2. Рябов В.Р. Применение биметаллических и армированных стале-алюминиевых соединений. М.: Металлургия, 1975, с.192.2. Ryabov V.R. The use of bimetallic and reinforced steel-aluminum compounds. M.: Metallurgy, 1975, p. 192.
3. Патент РФ RU №2221682, МПК B23K 20/08, B32B 15/01. Способ получения композиционного материала. Опубл. 20.01.2004.3. RF patent RU No. 2221682, IPC B23K 20/08, B32B 15/01. A method of obtaining a composite material. Publ. 01/20/2004.
4. Патент РФ RU №2407640, МПК B32B 15/02, C22C 47/20, B23K 20/08. Способ получения композиционного материала. Опубл. 27.12.2010.4. RF patent RU No. 2407640, IPC B32B 15/02, C22C 47/20, B23K 20/08. A method of obtaining a composite material. Publ. 12/27/2010.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013119389/02A RU2522505C1 (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Method of making composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013119389/02A RU2522505C1 (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Method of making composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2522505C1 true RU2522505C1 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=51217393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013119389/02A RU2522505C1 (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Method of making composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2522505C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606134C1 (en) * | 2015-08-18 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") | Method of producing composite material |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1032019A (en) * | 1962-11-01 | 1966-06-08 | Du Pont | Explosive bonding process |
| RU2116874C1 (en) * | 1997-04-01 | 1998-08-10 | Юрий Леонидович Алексеев | Metal blank explosion welding method |
| RU2194600C1 (en) * | 2002-01-08 | 2002-12-20 | Волгоградский государственный технический университет | Method for making composite steel-aluminum adaptor by explosion welding process |
| RU2221682C1 (en) * | 2002-04-25 | 2004-01-20 | Волгоградский государственный технический университет | Method for making composition material |
| RU2407640C2 (en) * | 2008-07-29 | 2010-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Федерального агентства по образованию Пензенский государственный университет | Method of producing composite material |
-
2013
- 2013-04-26 RU RU2013119389/02A patent/RU2522505C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1032019A (en) * | 1962-11-01 | 1966-06-08 | Du Pont | Explosive bonding process |
| RU2116874C1 (en) * | 1997-04-01 | 1998-08-10 | Юрий Леонидович Алексеев | Metal blank explosion welding method |
| RU2194600C1 (en) * | 2002-01-08 | 2002-12-20 | Волгоградский государственный технический университет | Method for making composite steel-aluminum adaptor by explosion welding process |
| RU2221682C1 (en) * | 2002-04-25 | 2004-01-20 | Волгоградский государственный технический университет | Method for making composition material |
| RU2407640C2 (en) * | 2008-07-29 | 2010-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Федерального агентства по образованию Пензенский государственный университет | Method of producing composite material |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606134C1 (en) * | 2015-08-18 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") | Method of producing composite material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | The effect of annealing on the interface microstructure and mechanical characteristics of AZ31B/AA6061 composite plates fabricated by explosive welding | |
| Basuki et al. | Investigation of tungsten/EUROFER97 diffusion bonding using Nb interlayer | |
| Kumar et al. | Experimental investigation of Ti–6Al–4V titanium alloy and 304L stainless steel friction welded with copper interlayer | |
| Asemabadi et al. | Investigation of cold rolling influence on the mechanical properties of explosive-welded Al/Cu bimetal | |
| Wu et al. | Microstructure and mechanical properties of the Mg/Al laminated composite fabricated by accumulative roll bonding (ARB) | |
| Ming et al. | Microstructure and mechanical properties of Al-Fe meshing bonding interfaces manufactured by explosive welding | |
| US8087143B2 (en) | Method for producing armor through metallic encapsulation of a ceramic core | |
| Lee et al. | Influence of secondary warm rolling on the interface microstructure and mechanical properties of a roll-bonded three-ply Al/Mg/Al sheet | |
| RU2407640C2 (en) | Method of producing composite material | |
| WO2012132822A1 (en) | Bonded object of tungsten carbide-based superhard alloy and process for producing same | |
| Sun et al. | Cracking behavior in tensile and bending test of underwater explosive-welded AZ31/Cu laminated composite | |
| Berns et al. | A new material for cold forging tools | |
| Mola et al. | Effects of the process parameters on the formability of the intermetallic zone in two-layer Mg/Al materials | |
| Yan et al. | Vacuum hot roll bonding of titanium alloy and stainless steel using nickel interlayer | |
| RU2522505C1 (en) | Method of making composite material | |
| RU2293004C1 (en) | Titanium-steel composition material producing method | |
| JP5094325B2 (en) | High strength composite metal material and manufacturing method thereof | |
| RU2463140C1 (en) | Method of producing titanium-aluminium composite material | |
| RU2486043C1 (en) | Method of producing composite articles with inner cavities by explosion welding | |
| US3359083A (en) | Composite structural metal members with improved fracture toughness | |
| RU2463141C1 (en) | Method of producing titanium-steel composite material | |
| JP4383837B2 (en) | Method for producing metal matrix composite material and composite material produced by the method | |
| RU2221682C1 (en) | Method for making composition material | |
| RU2463139C1 (en) | Method of producing titanium-steel composite material | |
| RU2606134C1 (en) | Method of producing composite material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160427 |