Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2017
Идентификатор DOI: 10.17580/tsm.2017.07.14
Ключевые слова: алюминий, электролизер, триметалл, сталь - никель - медь, диффузионная сварка, катодный стержень, сварной шов
Аннотация: Разработан способ получения триметаллической заготовки, предназначенной для использования в качестве катодного стержня алюминиевого электролизера. Представлены результаты исследования параметров технологии соединения медной и стальной пластин через слой никеля. Для получения композиционного материала сталь - никель - медь соединяемПоказать полностьюые поверхности заготовок из стали Ст3, никеля НП2 и меди М1 шлифовали, обезжиривали ацетоном, собирали в пакет, который сжимали на гидравлическом прессе, что обеспечивало давление в зоне контакта металлов от 225 до 260 МПа. Пакет фиксировали в сжатом состоянии струбцинами и подвергали диффузионной сварке в печи при температуре 980±20 oС, выдержка 60 мин. В результате полученные пакеты могли подвергаться резке без разрушения с помощью отрезного диска перпендикулярно плоскости слоев. Изучение микроструктуры образца на растровом электронном микроскопе показало, что после диффузионной сварки между железом и никелем, а также между никелем и медью сформировались переходные слои. Глубина взаимной диффузии железа и никеля составила 25-30 мкм, а толщина переходного слоя между медью и никелем была ~40 мкм. Сопротивление срезу сварных швов триметалла после диффузионной сварки между сталью и никелем составило ~70 МПа, а между никелем и медью - 50 МПа. Испытания прочности слоев на разрыв показали, что разрушение происходило между слоями никеля и меди, а временное сопротивление на отрыв между слоями этих металлов составляло ~100 МПа. Для оценки адекватности результатов экспериментов в лабораторных условиях провели проверку возможности получения триметалла на крупногабаритных образцах с натуральными размерами сечения катодных стержней электролизеров. Размеры заготовок для пакета: сталь сечением 115 230 мм и длиной 170 мм; медь сечением 12 150 мм, длиной 160 мм; никель размерами 150 160 мм и толщиной 0,5 мм. Металлографические исследования, а также испытания механических образцов, вырезанных из полученной заготовки, показали соответствие свойств и структуры сварного шва крупногабаритного композита результатам, полученным на модельных образцах.
Журнал: Цветные металлы
Выпуск журнала: № 7
Номера страниц: 84-89
ISSN журнала: 03722929
Место издания: Москва
Издатель: Закрытое акционерное общество "Издательский дом "Руда и металлы"