Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Формирование композиционного материала методом магнитно-импульсной сварки кристаллического титана и аморфного сплава на никелевой основе

Д. В. Лазуренко, А. А. Иванников, А. Г. Анисимов, Н. С. Попов, Г. Д. Довженко

Аннотация


Исследованы трехслойные композиционные материалы, состоящие из пластин ВТ1-0 и аморфного слоя из сплава СТ15 между ними, полученные методом магнитно-импульсной сварки. Изучена структура сформированных материалов методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии. Определен фазовый состав композитов с использованием рентгеновского синхротронного излучения и дифракции электронов. Показано, что в процессе сварки аморфная лента подвергалась частичному переплаву и перемешиванию с титаном, а при охлаждении — повторной аморфизации. Титан, взаимодействуя с газами атмосферы, формировал оксиды и нитриды, которые распределялись в зонах переплава аморфного слоя в виде частиц размером не более 35 нм. При сварке аморфной ленты с менее активным никелем не наблюдалось образования дополнительных фаз.

Ключевые слова


магнитно-импульсная сварка; динамическое взаимодействие; дифракция рентгеновского синхротронного излучения; металлическое стекло

Полный текст:

PDF

Литература


Kvashnin V. I., Dudina D. V., Ukhina A. V. et al. The benefit of the glassy state of reinforcing particles for the densification of aluminum matrix composites // Journal of Composites Science. 2022. V. 6, Is. 5. Art. 135.

Scudino S., Surreddi K. B., Sager S. et al. Production and mechanical properties of metallic glass-reinforced Al-based metal matrix composites // Journal of Materials Science. 2008. V. 43. P. 4518 – 4526.

Samanta A., Fecht H. J., Manna I., Chattopadhyay P. P. Deve¬lopment of amorphous phase dispersed Al-rich com¬posites by rolling of mechanically alloyed amorphous Al – Ni – Ti powders with pure Al // Materials Chemistry and Physics. 2007. V. 104, Is. 2 – 3. P. 434 – 438.

Liu W. D., Liu K. X., Chen Q. Y. et al. Metallic glass coating on metals plate by adjusted explosive welding technique // Applied Surface Science. 2009. V. 255, Is. 23. P. 9343 – 9347.

Chiba A., Kawamura Y., Nishida M., Yamamuro T. Explosive welding of zrticunibe bulk metallic glass to crystalline Cu plate // Materials Science Forum. 2011. V. 673. P. 119 – 124.

Захаренко И. Д. Сварка металлов взрывом. Минск: Наука и техника, 1990. 205 c.

Казеев М. Н., Койдан В. С., Козлов В. Ф., Толстов Ю. С. Исследование магнитно-импульсной сварки в плоской геометрии // Прикладная механика и теоретическая физика. 2013. Т. 54, № 6(332). С. 38 – 44.

Kapil A., Sharma A. Magnetic pulse welding: An efficient and environmentally friendly multi-material joining technique // Journal of Cleaner Production. 2015. V. 100. P. 35 – 58.

Liu K. X., Liu W. D., Wang J. T. et al. Atomic-scale bonding of bulk metallic glass to crystalline aluminum // Applied Physics Letters. 2008. V. 93, Is. 8. Art. 081918.

Hanliang L., Ning L., Xiaojie L. et al. Zhanguo Joining of Zr60Ti17Cu12Ni11 bulk metallic glass and aluminum 1060 by underwater explosive welding method // Journal of Manu¬facturing Processes. 2019. V. 45. P. 115 – 122.

Liang H., Luo N., Shen T. et al. Experimental and numerical simulation study of Zr-based BMG/Al composites manu¬fac¬tured by underwater explosive welding // Journal of Materials Research and Technology. 2020. V. 9, Is. 2. P. 1539 – 1548.

Hokamoto K., Nakata K., Mori A. et al. Microstructural cha¬racterization of explosively welded rapidly solidified foil and stainless steel plate through the acceleration employing underwater shock wave // J. Alloy. Compd. 2009. V. 485, Is. 1 – 2. P. 817 – 821.

Hokamoto K., Nakata K., Mori A. et al. Inoue dissimilar material welding of rapidly solidified foil and stainless steel plate using underwater explosive welding technique // J. Alloy. Compd. 2009. V. 472, Is. 1 – 2. P. 507 – 511.

Feng J., Chen P., Zhou Q. Investigation on explosive welding of Zr53Cu35Al12 bulk metallic glass with crystalline copper // Journal of Materials Engineering and Performance. 2018. V. 27, Is. 6. P. 2932 – 2937.

Нескоромный С. В. Исследование процесса конденсаторной сварки стержневых элементов с плоскими основаниями // Вестник Донского государственного технического университета. 2009. Т. S1. С. 70 – 77.

Стрижаков Е. Л., Меркулов Р. В., Стрижакова Н. Е. Анализ высоковольтной импульсной сварки с магнитно-импульсным приводом // Потенциал современной науки. 2015. № 3(11). С. 58 – 62.

Полещук М. А., Матвеев И. В., Бовкун В. А. Области применения магнитно-импульсной сварки (обзор) // Автоматическая сварка. 2012. № 4(706). С. 47 – 52.

Нескоромный С. В., Стрижаков Е. Л. Технология получения штампосварных облегченных корпусов заделки электрокабеля // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2015. № 2-2(32-2). С. 123 – 129.

Стрижаков Е. Л., Карандашев Н. А., Плотников В. В. и др. Магнитно-импульсная штамповка-сварка оболочковых конструкций // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2002. № 3. С. 12 – 14.

Watanabe M., Kumai S. Dissimilar metal lap welding of A5052 aluminum alloy and TP340 pure titanium plates by using magnetic pulse welding // Journal of Light Metal Welding. 2020. V. 58. P. 91 – 96.

Geng H., Mao J., Zhang X. et al. Formation mechanism of transition zone and amorphous structure in magnetic pulse welded Al – Fe joint // Mater. Lett. 2019. V. 245. P. 151 – 154.

Yu H., Dang H., Qiu Y. Interfacial microstructure of stainless steel/aluminum alloy tube lap joints fabricated via magnetic pulse welding // Journal of Materials Processing Technology. 2017. V. 250. P. 297 – 303.

Cui J., Ye L., Zhu C. et al. Mechanical and microstructure inves¬tigations on magnetic pulse welded dissimilar AA3003-TC4 joints // Journal of Materials Engineering and Performance. 2020. V. 29, Is. 1. P. 712 – 722.

Lazurenko D. V., Anisimov A. G., Popov N. S. et al. Joining Ti-based metallic glass and crystalline titanium by magnetic pulse welding // Journal of Non-Crystalline Solids. 2022. V. 597. Art. 121912.

Penyaz M. A., Popov N. S., Ivannikov A. A., Sevryukov O. N. Alloying-dependent microstructure influence on corrosion resistance of AISI 321 cell joints brazed by Ni-based filler metals // Non-ferrous Metals. 2020. V. 48, Is. 1. P. 41 – 48.

Kalin B. A., Fedotov V. T., Sevryukov O. N., Grigor’ev A. E. Amorphous strip brazing alloys for high-temperature brazing. Experience with developing production technology and appli¬cation // Welding International. 1996. V. 10, Is. 7. P. 578 – 581.

Анисимов А. Г., Мали В. И. Особенности метания пластин в условиях магнитно-импульсной сварки // Физика горения и взрыва. 2018. T. 54, No. 1. С. 125 – 131.

Lutterotti L., Matthies S., Wenk H.-R. MAUD: a friendly Java program for material analysis using diffraction / in: IUCr: News¬letter of the CPD, 1999. P. 14 – 15.

Bataev I. A., Tanaka S., Zhou Q. et al. Towards better under¬standing of explosive welding by combination of numerical simulation and experimental study // Materials & Design. 2019. V. 169. P. 107649.

Батаев И. А. Формирование структуры сваренных взрывом материалов: экспериментальные исследования и численное моделирование // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2017. V. 4(77). P. 55 – 67.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2023.5.47-54

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024