Zgrzewanie wybuchowe metali jest procesem o dużym znaczeniu technologicznym dla możliwości produkcji nowoczesnych kompozytów metalowych. Jednakże dobór parametrów zgrzewania nie jest sprawą prostą. W pracy poddano ocenie wpływ zróżnicowanych wartości prędkości detonacji oraz odległości blach, na jakość strefy połączenia w układzie cyrkon (Zr 700)‐stal węglowa (P265GH). Badania prowadzono dla złączy w stanie wyjściowym, tj. bezpośrednio po zgrzewaniu wybuchowym. Przedstawiono wyniki badań mechanicznych, strukturalnych oraz analizę jakościową i ilościową warstwy przetopień. Zastosowanie elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) pozwoliło na wstępną identyfikację formujących się faz. W celu określenia zmian w wielkości umocnienia wykonano pomiary mikrotwardości zarówno w obszarze złącza, jak i obydwu łączonych płyt. Otrzymane wyniki pozwoliły na stwierdzenie, że dla założonych parametrów spajania możliwe jest uzyskanie bimetalu Zr‐stal węglowa o właściwościach spełniających wymagania normy. Przeprowadzona analiza metalograficzna pozwala stwierdzić, że odległość pomiędzy płytami ma wpływ na charakterystykę granicy połączenia oraz ilość warstwy przetopionej. Mniejsze odległości sprzyjają powstawaniu fal o mniejszych parametrach (długości oraz wysokości) natomiast większe pozwalają uzyskać połączenie o wyraźnie zarysowanym, powtarzającym się charakterze falistym, lecz jednocześnie sprzyjają zwiększeniu ilości warstwy przetopień. Również odległość początkowa pomiędzy łączonymi materiałami sprzyja umocnieniu w obszarach bezpośrednio przyległych do granicy połączenia. Obserwacje z zastosowaniem SEM udokumentowały, że miejsce występowania fazy przetopionej oraz kształt obszaru przetopień są silnie uzależnione od parametrów technologicznych procesu. Analiza składu chemicznego pozwoliła na identyfikację trzech dominujących faz w strefie przetopienia, tj. FeZr, FeZr2 oraz Fe2Zr3. Słowa kluczowe: układ warstwowy Zr/(stal węglowa), zgrzewani[...]

  W niniejszym artykule poddano ocenie wpływ obróbki cieplnej na własności mechaniczne oraz strukturę strefy połączenia bimetalu cyrkon (Zr 700) - stal (P355NL2). Badania prowadzono dla złączy o różnej charakterystyce strefy połączenia. Przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych (Ro, Rs, Rm), pomiaru (mikro)twardości oraz badań strukturalnych, prowadzonych zarówno w makro- jak i mikro- skali. Analiza wyników uzyskanych w badaniach mechanicznych i mikrostrukturalnych pozwala na stwierdzenie, że procesy obróbki cieplnej wpływają, na jakość uzyskanego połączenia. Istotnym jest dobór odpowiedniej temperatury, gdyż wraz z jej wzrostem zmniejsza się wytrzymałość strefy połączenia. Zastosowanie takich samych warunków obróbki dla materiałów o różnej charakterystyce złącza wykazało, że obróbka ta nie ma większego wpływu na wytrzymałość na ścinanie, natomiast w znaczący sposób wpływa na wytrzymałość na rozciąganie i odrywanie. W przypadku próbek o akceptowalnym udziale warstwy międzymetalicznej (RGP w przedziale 0÷10 μm) obróbka cieplna spowodowała zmniejszenie Rm o ok. 30 %, natomiast Ro o ok. 15 %. Odwrotną tendencję zaobserwowano w przypadku bardzo dużego udziału warstwy przetopionej w złączu. Wzrost prędkości detonacji podczas procesu zgrzewania wybuchowego powoduje nie tylko zwiększony udziału obszarów przetopionych w złączu, lecz również wzrost strefy odkształcenia plastycznego, a tym samym umocnienia w okolicy granicy połączenia. Potwierdzają to pomiary mikrotwardości dla prezentowanych w pracy przypadków. Zastosowanie obróbki cieplnej powoduje zmniejszenie umocnienia w strefie połączenia, co szczególnie silnie obserwowane jest w materiale podstawowym, tj. stali. Zjawisko to jest efektem pełnej rekrystalizacji ziaren w strefie odkształcenia plastycznego. Słowa kluczowe: spajanie wybuchowe, bimetal Zr/(stal węglowa), obróbka cieplna, własności mechaniczne, mikrostruktura THE EFFECT OF HEAT TREATMENT ON THE PROPERTIES OF ZIRCONIUM-CARBON[...]

Technologia zgrzewania wybuchowego jest od wielu lat stosowana w przemyśle do łączenia metali i stopów o silnie zróżnicowanych własnościach fizycznych i metalurgicznych. Według powszechnie akceptowanej definicji jest to proces łączenia metali w stanie sta- łym pod wpływem zderzenia z dużymi prędkościami, wywołanymi kontrolowaną detonacją ładunku wybuchowego. Znaczącą zaletą metody jest to, że proces łączenia wolny jest w zasadzie od fizycz- nych, mechanicznych i temperaturowych ograniczeń narzucanych tradycyjnemu procesowi zgrzewania. Jest ona szczególnie przydat- na w przypadku łączenia płyt z metali, dla których tradycyjne tech- niki spajania nie pozwalają na uzyskanie platerów o zadowalającej jakości połączenia poszczególnych warstw [1÷3]. Może być wyko- rzystywana przy tym do łączenia metali zarówno o podobnych, jak i silnie odmiennych właściwościach, np. [4÷9]. Podstawowymi parametrami, które decydują o jakości połącze- nia w zgrzewanych wybuchowo układach są: prędkość płyty rucho- mej (latającej), prędkość przemieszczania się punktu styku metali oraz kąt, pod jakim następuje zderzenie płyt. Te parametry są silnie uzależnione od takich zmiennych, jak: prędkość detonacji, wiel- kość (siła) ładunku wybuchowego, odległość pomiędzy płytami oraz zastosowanie (lub nie) nachylenia płyty ruchomej. Z punktu widzenia tego ostatniego czynnika mogą wystąpić dwie podstawo- we konfiguracje prowadzenia procesu: usytuowanie płyt pod kątem lub równolegle. Wiele aspektów fizycznych i mechanicznych podstaw tej tech- nologii nie jest w pełni rozpoznanych. W szczególności dotyczy to zmian zachodzących w strefie połączenia oraz w warstwach bez- pośrednio przylegających do niej, np. lokalnego rozrostu ziarna i zmian teksturowych oraz zmian składu chemicznego i/lub fazo- wego. Powszechnie uważa się, że zjawiska tam zachodzące silnie wpływają na jakość uzyskanego połączenia [10]. Analiza wcześniejszych [...]

  Zmiany, jakie dokonują się w strefie połączenia poszczególnych warstw w wyrobach spajanych wybuchowo są kluczowe dla zmian we właściwościach użytkowych platerów. W niniejszej pracy analizowano układ Ni/Ti (alloy 201/Gr.1) wykonany z blach o małej grubości (1 mm/1 mm), łączonych technologią zgrzewania wybuchowego. Badaniom poddano platery w stanie "po połączeniu" oraz po zabiegach obróbki cieplnej, symulujących rzeczywiste warunki pracy. Zmiany mikrostruktu‐ry, składu chemicznego oraz własności mechanicznych bimetalu analizowano z wykorzystaniem mikroskopii optycznej oraz elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM), jak również poprzez pomiary mikrotwardości. Szczególną uwagę skoncen‐trowano na zmianach, jakie dokonują się w obszarach położonych w pobliżu strefy połączenia. Analiza zmian składu che‐micznego, jakie dokonują się w pobliżu warstwy spojenia, prowadzona była z wykorzystaniem SEM wyposażonego w sys‐tem EDX. Natomiast zmiany morfologiczne (np. formowanie się strefy drobnokrystalicznej) oraz zmiany w topografii orien‐tacji w nanoobszarach analizowano z wykorzystaniem systemu pomiaru orientacji lokalnych w SEM. W pracy opisano zróż‐nicowane przypadki występowania obszarów warstwy przetopionej. W platerach w stanie "po połączeniu" zidentyfikowano obszary przetopione, występujące sporadycznie w zawinięciu fal. Badania stereologiczne tych obszarów pozwoliły na wyznaczenie, tzw. równoważnej grubości przetopień (współczynnik RGP). Współczynnik RGP dla tych złącz jest niewielki (max. do 4,73 μm). W złączach po zgrzewaniu i obróbce cieplnej pomiędzy Ni a Ti zidentyfikowano również do‐datkową warstwę przejściową, nie występującą w platerach w stanie wyjściowym bez obróbki cieplnej. Pomiary mikro‐twardości wykazały znaczne umocnienie w obszarze złącza (do 200÷250 HV0,2) oraz skokowo jego wzrost w warstwach przetopionych (do 811 HV0,2). Obróbka cieplna platerów spowodowała spadek umocnienia w tych obszarach.[...]

  W artykule analizowano zmiany, jakie dokonują się w warstwach pośrednich dwu- warstwowych układów na bazie stali (węglowej i austenitycznej) pokrywanej metalami reaktywnymi: Ta, Zr, Ti oraz aluminium pokrywanym miedzą. Zmiany mikrostruktury, składu chemicznego i fazowego jak też zachowanie umocnieniowe badano na próbkach w stanie po spojeniu wykorzystując zaawansowane techniki obrazowania i pomiaru składu chemicznego w skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. W prowadzonej analizie kluczowe są transformacje wywołane dynamicznymi zmianami temperatury. W makro- skali proces spajania prowadzi do miejscowego nadtopienia łączonych metali. Obecność stref przetopień krytycznie wpływa na własności mechaniczne i fizyczne platerów. Zaobserwowano, że w prawidłowo wykonanym platerze, oprócz wyraźnie zarysowanych stref przetopień (grubości od kilku do kilkunastu μm) zawsze występuje pomiędzy łączonymi metalami cienka warstwa strefy przetopionej (grubości kilkudziesięciu nanometrów) determinująca wystąpienie trwałego spojenia. Ekstremalnie duże szybkości chłodzenia sprzyjają formowaniu się w strefie przetopień faz amorficznych lub mieszaniny amorficzno/(ultra drobnokrystalicznej) o składach chemicznych dalekich od tych, jakie są właściwe fazom krystalizującym w warunkach stacjonarnych. W procesie wygrzewania platerów fazy amorficzne ulegają przemianie skutkującej pojawieniem się mikrostruktury drobnokrystalicznej. Słowa kluczowe: spajanie wybuchowe, metale reaktywne, przemiany fazowe, fazy międzymetaliczne, SEM & TEM PHASE TRANSFORMATIONS IN THE BONDING ZONE OF EXPLOSIVELY WELDED SHEETS The layers near the interface of explosively welded plates were investigated by means of microscopic observations with the use of scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopes (thin foils were prepared using Focus Ion Beam technique) equipped with energy dispersive spectrometer (EDX). Metal compositions based on steels and Ti, Zr, Ta and C[...]