Ученые ВолгГТУ провели исследование, которое поможет улучшить технологии создания биметаллических композитов, широко применяемых в атомной промышленности, судостроении и других отраслях. Биметаллы представляют собой двусоставные композиты, объединяющие высокую прочность основного слоя и специальные свойства дополнительного слоя, такие как износостойкость или стойкость к агрессивным средам.
Сварка взрывом
Для создания биметаллов широко используется сварка взрывом, которая является наиболее эффективным и часто единственным способом соединения различных металлов, например, стали и титана. Однако этот процесс иногда приводит к образованию дефектов. Проблема заключается в том, что при сверхзвуковом соударении воздух между пластинами нагревается до высоких температур, что приводит к оплавлению пластин и снижению прочности композита.
Новая технология
Ученые ВолгГТУ впервые в мире установили зависимость преждевременного нагрева от скорости детонации взрывчатого вещества, угла соударения и других параметров сварки взрывом. Эти результаты позволят усовершенствовать технологии производства биметаллов и избежать образования дефектов, что крайне важно для многих отраслей промышленности.
Математическое моделирование
Исследователи отмечают, что в месте соударения металлы ведут себя подобно вязкой жидкости из-за огромных давлений, которые там рождаются. В этом процессе происходят кумуляция, волнообразование и пластическая деформация материалов. Ученые использовали математическое моделирование и специальные термодатчики для измерения температур в таких условиях.
В дальнейшем исследователи планируют разработать способы замены воздушной среды между пластинами на инертные газы, такие как аргон или гелий. Это позволит устранить или минимизировать образование дефектов при сварке крупногабаритных пластин.
