Structure and mechanical properties of multilayered composite material, formed by explosive welding of steel 12Х18Н10Т and steel Н18К9М5Т thin plates

Cover Page

Cite item

Abstract

The research of the structure and mechanical properties of multilayered composite material, formed by one step explosive welding of the plates of steel 12Х18Н10Т and steel Н18К9М5Т followed by heat treatment, is conducted. Composite material has a high quality of the joints. Bands of localized plastic deformation are detected in the central layers of the welded pack. Such bands formation is undesirable effect, accompanying explosive welding process. The hardness of austenitic Ni-Cr stainless steel in the welded pack increased twofold in comparison with its initial state. The hardness of maraging steel is up by 17 per cent. Age-hardening of the multilayered composite material leads to the growth of maraging steel layers hardness. The observed increase in the hardness of this steel from 4000 MPa to 7500 MPa is due to the precipitation of hardening fine intermetallic phases (Ni3Ti, Fe2Mo) during age-hardening. The toughness of the multilayered material after explosive welding and age-hardening is not inferior the steel 12X18H10T toughness.

About the authors

V. S. Lozhkin

Email: Logkaa@mail.ru
Post-graduate Student, Novosibirsk State Technical University, e-mail: Logkaa@mail.ru

E. A. Lozhkina

Email: helens_case@ngs.ru
Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Novosibirsk State Technical University, e-mail: helens_case@ngs.ru

V. I. Mali

Email: mali@hydro.nsc.ru
Ph.D. (Physics and Mathematics), Leading Researcher, Lavrentyev Institute of Hydrodynamics of the Siberian Branch of the RAS, e-mail: mali@hydro.nsc.ru

M. A. Esikov

Email: EsikovMaxim@ngs.ru
Junior Researcher, Lavrentyev Institute of Hydrodynamics of the Siberian Branch of the RAS, e-mail: EsikovMaxim@ngs.ru

References

  1. Энтин Р.И., Курдюмов Г.В. Пути повышения прочности и пластичности конструкционных сталей // Вестник Академии наук СССР. – 1967. – № 8. – С. 20–26.2. Тушинский Л.И. Структурная теория конструктивной прочности материалов : – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. – 400 с.3. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. – М.: Металлургия, 1986. – 480 с.4. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капуткина Л.М. Термомеханическая обработка стали. – М.: Металлургия, 1983. – 480 с.5. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов. – М.: Металлургия, 1985. – 256 с.6. Korzhov V.P., Kiiko V.M., Karpov M.I. Structure of multilayer microcomposite Ni/Al obtained by diffusion welding // Inorganic Materials: Applied Research. – 2012. – Vol. 3, № 4. – P. 314–318.7. Optimizing the Diffusion Welding Process for Alloy 800H: Thermodynamic, Diffusion Modeling, and Experimental Work / R.E. Mizia, D.E. Clark, M.V. Glazoff, T.E. Lister, T.L. Trowbridge // Metallurgical and Materials Transactions: A. – 2013. – Vol. 44, № 1. – P. 154–161.8. Harach D.J., Vecchio K.S. Microstructure evolution in metal-intermetallic laminate (MIL) composites synthesized by reactive foil sintering in air // Metallurgical and Material Transaction: A. – 2001. – Vol. 32, № 6. – P. 1493–1505.9. Resistance-curve and  fracture behavior of Ti-Al3Ti metallic-intermetallic laminate (MIL) composites / A. Rohatgi, D.J. Harach, K.S. Vecchio, K.P. Harvey // Acta Materialia. – 2003. – Vol. 51, № 10. – P. 2933–2957.10. Luo J.-G., Acoff V.L. Using cold roll bonding and annealing to process Ti/Al multi-layered composites from elemental foils // Materials Science and Engineering: A. – 2004. – Vol. 379, № 1-2. – P. 164–172.11. Kong F., Chen Y., Zhang D. Interfacial microstructure and shear strength of Ti6Al4V/TiAl laminate composite sheet fabricated by hot packed rolling // Materials and Design. – 2011. – Vol. 32, № 5. – P. 3167–3172.12. The increase of structural strength of multilayered materials produced by explosive welding of dissimilar steels thin plates / E.A. Prikhodko, V.S. Lozhkin, V.I. Mali, M.A. Esikov // The 8 international forum on strategic technologies (IFOST 2013): proceedings, Mongolia, Ulaanbaatar, 28 June – 1 July 2013. – Ulaanbaatar, 2013. – Vol. 1. – P. 37–40.13. The effect of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of multilayered composites welded by explosion / E.A. Prikhodko, I.A. Bataev, A.A. Bataev, V.S. Lozhkin, V.I. Mali, M.A. Esikov // Advanced Materials Research. – 2012. – Vol. 535-537. – P. 231–234.14. Лысак В.И., Кузьмин С.В. Сварка взрывом. – М.: Машиностроение, 2005. – С. 121–138.15. Батаев И.А. Структура и механические свойства многослойных материалов, сформированных по технологии сварки взрывом тонколистовых заготовок из низкоуглеродистой стали: дис. ... канд. техн. наук. – Новосибирск, 2010. – 266 с.16. ASM HandBook. Vol. 9. Metallography and microstructures / prepared under the direction of the ASM International Handbook Committee; vol. ed. G.F. Vander Voort. – [Ohio], USA: Materials Park: ASM International, 2004. – 1184 p. – ISBN: 978-0-87170-706-2.17. ГОСТ 9454–78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. – Введ. 1979–01–01. – М.: Изд-во стандартов, 1994. – 12 с.18. Дерибас А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом. – 2-е изд., доп. и перераб. – Новосибирск: Наука, 1972. – С. 130.19. Локализация пластического течения в низкоуглеродистой стали, деформированной взрывом / И.А. Батаев, А.А. Батаев, И.А. Балаганский, В.Г. Буров, Е.А. Приходько, Н.А. Морева, А.А. Руктуев // Физическая мезомеханика. – 2011. – Т. 14, № 1. – С. 93–99.20. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов: [тр. междунар. конф., 1980 г. в США] / под ред. М.А. Мейерса, Л.Е. Мурра; пер. с англ. Л.М. Бернштейна и др.; под ред. Г.Н. Эпштейна. – М.: Металлургия, 1984. – С. 121–151.21. Microstructural development of adiabatic shear bands in ultra-fine-grained low-carbon steels fabricated by equal channel angular pressing / B. Hwang, S. Lee, Y.C. Kim, N.J. Kim, D.H. Shin // Materials Science and Engineering: A. – 2006. – Vol. 441, no. 1-2. – Р. 308–320.22. A microstructural investigation of adiabatic shear bands in an interstitial free steel / J.F.C. Lins, H.R.Z. Sandim, H.-J. Kestenbach, D. Raabe, K.S. Vecchio // Materials Science and Engineering: A. – 2007. – Vol. 457, no. 1-2. – P. 205–218.23. Sha W., Guo Z. Maraging steels: modelling of microstructure, properties and applications. – Boca Raton, Florida: CRC Press; Oxford: Woodhead Pub., 2009. – 203 p.24. Арзамасов Б.Н., Брострем В.А., Буше Н.А. Конструкционные материалы: справочник. – М.: Машиностроение, 1990. – 688 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).