Сучасна електрометалургія, 2022, №03



2022 №03 (06)

DOI of Article 10.37434/sem2022.03.07

2022 №03 (08)

---

Сучасна електрометалургія, 2022, #3, 44-52 pages

Вплив багатошарових прошарків Al–Si ТА Al–Cu на формування структури зʼєднання композиту SiC_Р–АМг5 при дифузійному зварюванні

А.І. Устінов, Т.В. Мельниченко, Ю.В. Фальченко, Л.В. Петрушинець

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Реферат
На прикладі алюмінієвого композиту SiC_р–АМг5 досліджено закономірності формування структури зʼєднання при дифузійному зварюванні тиском через багатошарові проміжні прошарки на основі систем алюмінію з евтектикою Al–Si та Al–Cu, отримані способом електронно-променевого осадження в вакуумі. Показано, що проміжні багатошарові прошарки евтектичного складу забезпечують отримання нерозʼємних зʼєднань без деградації властивостей основного матеріалу при температурі 500 °С, яка відповідає початку інтенсивної пластичної деформації прошарку під дією тиску. Встановлено, що характер дифузійної взаємодії компонентів проміжного прошарку і композиту та фазовий склад евтектики впливає на структуру зʼєднання та хімічний склад ділянки стику. Умови, що запобігають формуванню барʼєрних шарів на границі прошарок/композит, а саме легування прошарку або формування в ньому частинок інтерметаліду до початку процесу зварювання, сприяють інтенсивному масоперенесенню компонентів прошарку та композиту, що забезпечує однорідність структури та мікротвердості зʼєднання. Запропоновано механізми формування зʼєднання композиту SiC_р–АМг5 через багатошарові проміжні прошарки на основі систем алюмінію з евтектикою різного типу — простої, що складається з компонентів системи (на прикладі Al–Si) та такої, що містить інтерметалід на основі компонентів (на прикладі Al–Cu). Бібліогр. 18, табл. 3, рис. 9.
Ключові слова:: багатошарові фольги; електронно-променеве осадження; композит; дифузійне зварювання; зʼєднання; мікроструктура

Received 22.06.2022

Список літератури

1. Lean, P.P., Gil, L., Urera, A. (2003) Dissimilar welds between unreinforced AA6082 and AA6092/SiC/25p composite by pulsed-MIG arc welding using unreinforced filler alloys (Al– 5Mg and Al–5Si). J. Materials Proc. Technology, 143–144, 846–850.
2. Ureña, A., Escalera, M. D., Gil, L. (2000) Influence of interface reactions on fracture mechanisms in TIG arc-welded aluminium matrix composites. Composites Sci. and Technology, 60(4), 613−622.
3. Carotenuto, G., Gallo, A., Nicolais, L. (1994) Degradation of SiC particles in aluminium-based composites. J. of Materials Sci., 29(19), 4967−4974.
4. Urena, A., Rodrigo, P., Gil, L. (2001) Interfacial reactions in an Al–Cu–Mg (2009)/SiCw composite during liquid processing (Pt II): Arc welding. Ibid., 36, 429–439.
5. Muratoğlu, M., Yilmaz, O., Aksoy, M. (2006) Investigation on diffusion bonding characteristics of aluminum metal matrix composites (Al/SiCp) with pure aluminum for different heat treatments. J. of Materials Proc. Technology, 178(1−3), 211−217.
6. Midling, O.T., Grong, F. (1994) A process model for friction welding of Al–Mg–Si alloys and Al–SiC metal matrix composite-I. Acta Metallurgica, 42(5), 1595–1599.
7. Midling, O.T, Grong, F. (1994) A process model for friction welding of Al–Mg–Si alloys and Al–SiC metal matrix composites-II. HAZ microstructure and strength evolution. Ibid., 1611–1622.
8. Askew, J. R., Wide, J. F., Khan, T. I. (1998) Transient liquid phase bonding of 2124 aluminium metal matrix composite. Mater. Sci. and Technol., 14(9−10), 920−924.
9. Ureña, A., Gil, L., Escriche, E. et al. (2001) High temperature soldering of SiC particulate aluminium matrix composites (series 2000) using Zn−Al fi ller alloys. Sci. and Technol. of Welding and Joining, 6(1), 1−11.
10. Wielage, B., Hoyev, I., Weis, S. (2007) Soldering aluminum matrix composites. Welding J., 86(3), 67−70.
11. Falchenko, Yu.V., Muravejnik, A.N., Kharchenko, G.K. et al. (2010) Pressure welding of micro-dispersed composite material AMg5 + 27 % Al2O3 with application of rapidly solidifi ed interlayer of eutectic alloy Al + 33 % Cu. The Paton Welding J., 2, 7–10.
12. Ishchenko, A.Ya., Falchenko, Yu.V., Ustinov, A.I. et al. (2007) Diffusion welding of fi nely-dispersed AMg5/27 % Al2O3 composite with application of nanolayered Ni/Al foil. Ibid., 7, 2–5.
13. Ustinov, A., Falchenko, Yu., Melnichenko, T. et al. (2013) Diffusion welding of aluminium alloy strengthened by Al2O3 particles through an Al/Cu multilayer foil. J. of Materials Proc. Technology, 213(4), 543–552.
14. Ustinov, A.I., Melnychenko, T.V., Demchenkov, S.A. (2021) Structural mechanism of plastic deformation of Al/а−Si multilayer foils at heating under load. Mater. Sci. and Engin.: A, 810, 141030.
15. Ustinov, A.I., Melnichenko, T.V., Shishkin, A.E. (2011) Deformation behaviour of multilayered Al/Cu foils at heating under conditions of permanent external loadings. Metallophysics and Advanced Technologies, 33, 1415–1423 [in Russian]. https://doi.org/10.15407/mfi nt
16. Movchan, B.A. (2006) Inorganic materials and coatings produced by EBPVD. Surface Eng., 22(1), 35–46. DOI: https:// doi.org/10.1179/174329406X85029
17. Zhang, D. (2011) Thermal barrier coatings prepared by electron beam physical vapor deposition (EB–PVD). Metals and Surface Engineering. Thermal Barrier Coatings. Woodhead Publishing, 3–24. https://doi.org/10.1533/9780857090829.1.3
18. Biswas, P., Patra, S., Mondal, M.K. (2018) Effects of Mn addition on microstructure and hardness of Al–12.6Si alloy. IOP Conference Series: Mater. Sci. and Engin., 338, 012043.

---

Реклама в цьому номері:

---