Изменение структуры и свойств титано-алюминиевого композита вт1-0-ад1 при неполной горячей прокатке

7. Смирнова Л. М. и Никулина С. Е. Игнорирование фактора скорости локомоции как причина снижения точности динамоплантографического исследования. Биомедицинская радиоэлектроника, 2010 (№ 5): С. 19-25.

8. Garcia-Perez J. A., P.-S.P., Llana S., Martinez-Nova A., Sanchez-Zuriaga D. Effect of overground vs treadmill running on plantar pressure: influence of fatigue. Gait & Posture, 2013. 38 (4): P. 929-33.

9. Segal A., Rohr E., Orendurff M., Shofer J., O'Brien M., Sangeorzan B. The effect of walking speed on peak plantar pressure. Foot & Ankle Int, 2004. 25 (12): P. 926-933.

10. Choi S., C. H., Kang B., Lee D. H., Kim M. J., Jang S. H. Slip-related changes in plantar pressure distribution, and parameters for early detection of slip events. Annals of rehabilitation medicine, 2015. 39 (6): P. 897-904.

11. Смирнова Л. М., Аржанникова Е. Е., Карапетян С. В., Гаевская О. Э. Методика использования комплексов серии «ДиаСлед-Скан» при диагностике состояния стопы и нарушений опорно-двигательной функции пациента, назначении ортопедических стелек и оценке их эффективности, 2014.

Изменение структуры и свойств титано-алюминиевого композита ВТ1-0-АД1 при неполной горячей прокатке* Гуревич Л. М.

Гуревич Леонид Моисеевич / Gurevich LeonidMoiseevich - доктор технических наук, доцент,

заведующий кафедрой, кафедра материаловедения и композиционных материалов, Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград

Аннотация: в статье излагаются результаты исследований изменения толщины слоев, микротвердости и тонкой структуры при прокатке при 430оС сваренного взрывом слоистого композита ВТ1-0-АД1. Показано, что различия в исходных прочностных характеристиках составляющих композита и неравномерность распределения между ними высотной деформации привели после прокатки к нарушению соотношения толщин слоёв как на установившейся стадии, так и в начале и конце полосы. Более интенсивное поперечное течение металла слоев в периферийных участках пластины приводило к росту микротвёрдости по сравнению с осевым сечением при всех исследованных обжатиях.

Ключевые слова: слоистый металлический композит, алюминий, титан, прокатка, микротвердость, деформация, тонкая структура.

Кинетика упрочняющих и разупрочняющих процессов при обработке давлением обусловлена условиями деформации (температурой, скоростью и степенью деформации) и природой деформируемого металла. При деформации монометаллов, в зависимости от того, какой из этих процессов является преобладающим, можно определить вид обработки давлением - горячая, неполная горячая, холодная, неполная холодная. Для композитов с составляющими, сильно отличающимися по физико-химическими свойствам (в первую очередь, по температурам рекристаллизации), такая классификация затруднена. Согласно [1] для создания благоприятных условий горячего деформирования титановые сплавы целесообразно нагревать до температуры, соответствующей (а+Р) -области, что выше температуры плавления алюминия. Выбор температурного интервала деформирования титано-алюминиевого слоистого металлического композита (СМК) определяющим является изменение пластичности и сопротивления деформации АД1 при повышенных температурах. Анализ диаграмм пластичности

и сопротивления деформации АД1 [2] показывает, что требуемым условиям отвечает интервал 350-450°С.

Выбранная температура прокатки 430оС, не приводящая к резкому росту размера зерна в АД1 и образованию алюминидов титана, является горячей для алюминиевых сплавов и неполной горячей (по классификации Губкина С. И.) - для титана ВТ1-0 [3], в дальнейшем прокатку титано-алюминиевого СМК при температуре 430оС будем называть неполной горячей. Образцы СМК ВТ1-0+АД1 (2+2 мм) прокатывали на стане «дуо». Разная деформационная способность алюминиевых и титановых слоёв вызывала при отсутствии натяжения и правки изгиб прокатанных образцов в сторону составляющей КМ с большим сопротивлением деформации -титана. Расслоения на границе соединения при обжатиях до 55% не наблюдалось. Близкий к прямолинейному профиль границы соединения исходного образца с высотами микронеровности до 6-8 мкм оставался практически неизменным во всём интервале обжатий. Различия в исходных прочностных характеристиках составляющих композита и неравномерность распределения между ними высотной деформации привели после прокатки к нарушению соотношения толщин слоёв как на установившейся стадии (рис. 1), так и в начале, и конце полосы.

Для оценки влияния степени пластической деформации проводился микродюрометрический анализ в трех сечениях вырезанного из подвергнутого неполной горячей прокатке с различными обжатиями СМК темплета с различными условиями стесненности течения алюминия: осевое и находящиеся на расстоянии 5 мм от боковых поверхностей пластины. Более интенсивное поперечное течение металла слоев в периферийных участках пластины приводило к росту микротвёрдости по сравнению с осевым сечением при всех исследованных обжатиях (на рис. 2 показано распределение микротвёрдости по сечению СМК после неполной горячей прокатки с е^ = 12%).

Рис. 1. Зависимость высотной деформации слоёв при неполной горячей прокатке СМК ВТ1-0-АД1 от обжатия композита на установившейся стадии: 1 - АД1, 2 - ВТ1-0

Максимальная микротвердость по толщине КМ характерна для ОШЗ из-за градиента величин деформации, связанного с разницей упругих и пластических характеристик составляющих и, следовательно, остаточных напряжений I рода. Неравномерность деформации в начале полосы, установившейся прокатки и конца полосы приводила к различиям в значениях величин микротвердости: при всех степенях обжатиях максимальное упрочнение характерно для конца полосы. По мере увеличения степени обжатия микротвердость титана и алюминия несколько возрастала, что свидетельствует о неполном устранении наклепа при

рЮО

О 10 20 30 40 50 60 Обжатие КМ, %

рекристаллизационных процессах (рис. 3). Более интенсивный рост микротвердости ВТ1-0, начиная с е^ = 35%, по-видимому, связан с вовлечением его в деформацию в результате упрочнения АД1.

Зоны локального разупрочнения, о существовании которых в сваренном взрывом трехслойном титано-алюминиевом композите ВТ1-0+АД1+АМг6 после прокатки с небольшими степенями обжатия сообщалось в [4, 5], в биметале ВТ1-0+АД1 после прокатки не обнаружены.

Н.ГПа

2г

1,9

1,8

1,7

п А1

1. 8,

в-Г 3/ Ш ** [в* 1 А А V-

-А- , г N — "А" А ¿-г \ и АА I л

д' ** а -в-"- й-А 7

Н,ГПа 0,44

0,4

0,36

0,32

2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 мм Расстояние от границы соединения, мм

Рис. 2. Распределение микротвердости по сечению композита ВТ1-0-АД1 после неполной горячей прокатки с е^ = 12%: 1 - 5 мм от левого края; 2 - осевое сечение; 3 - 5 мм от правого края

Рис. 3. Зависимость микротвёрдости титанового и алюминиевого слоёв композита ВТ1-0-АД1 после неполной горячей прокатки от степени обжатия е^: 1 - АД1; 2 - ВТ1-0

Послойное рентгенографическое исследование изменения характеристик тонкой структуры композита ВТ1-0-АД1 после неполной горячей прокатки с шагом 0,01 мм показало, что пластические деформации в процессе сварки взрывом и последующей прокатки приводили к сложному характеру распределения уширения рентгеновских линий АД1. При прокатке СКМ с малыми степенями обжатия максимальное уширение линии А1 (200) реализовалось на расстоянии 0,03 мкм от границы с

титаном, где значение Р(200) достигало 3,7 мрад и резко уменьшалось по мере удаления от титана до 0,5-1,7 мрад. Аналогичный импульс физического уширения, но меньшей величины наблюдался и у линии А1 (400). Для линии Т (100) характерны стабильные по толщине значительно большие значения физического уширения (до 9 мрад).

*Работа выполнена в рамках базовой части государственного задания Минобрнауки России № 2014/16, проект № 1183.

Литература

1. Обработка титановых сплавов давлением / Г. Е. Мажарова, А. З. Комановский, Б. В. Чечулин, С. Ф. Важенин. М. Металлургия, 1977. 96 с.

2. Микляев П. Г. Сопротивление деформации и пластичность алюминиевых сплавов. Справочник / П. Г. Микляев, В. М. Дуденков. М. Металлургия, 1979. 183 с.

3. Губкин С. И. Пластическая деформация металлов / С. И. Губкин. М. Металлургиздат, 1961. 545 с.

4. Трыков Ю. П. Особенности деформирования и кинетика диффузии в сваренном взрывом титано - алюминиевом композите / Ю. П. Трыков, Л. М. Гуревич, А. Н. Жоров, В. Д. Рогозин // Физика и химия обработки материалов, 2004. №3. С. 50-54.

5. Трыков Ю. П. Влияние пластической деформации на структуру и свойства слоистых композиционных материалов / Ю. П. Трыков, В. Н. Арисова, Л. М. Гуревич, А. Ф. Трудов, Д. Н. Гурулев, С. А. Волобуев // Сварочное производство, 2002. №6. С. 11-14.

Исследование проблем эксплуатации обводненных газовых скважин на поздней стадии разработки Позевалкин В. В.

Позевалкин Владимир Владимирович /Pozevalkin Vladimir Vladimirovich - магистр,

ведущий инженер, Оренбургский государственный университет, г. Оренбург

Аннотация: в статье проведено исследование технологии, позволяющей продлить срок эксплуатации обводненных газовых скважин, находящихся на поздней стадии разработки. Обоснована целесообразность применения метода управляемой откачки пластовой жидкости с применением установки погружного электроцентробежного насоса для восстановления промышленной добычи продукции из обводненных газовых скважин.

Ключевые слова: обводнение газовых скважин, управляемая откачка, электроцентробежный насос, технологический режим эксплуатации, восстановление промышленной добычи продукции.

В настоящее время количество обводненных газовых скважин на газоконденсатных месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки, постоянно увеличивается. Общеизвестно, что обводнение газовых скважин в процессе эксплуатации представляет собой нарастающий фонд бездействующих скважин для добывающих предприятий. В связи с этим актуальность исследуемой проблемы становится очень значительной для нефтегазодобывающих организаций.

Эксплуатация газовых скважин на поздней стадии разработки сопровождается падением пластового давления, так как значительная часть пластовой энергии расходуется на подъём жидкости, что, в свою очередь, снижает дебит по газу.