Автоматичне зварювання, 2023, №09



2023 №09 (04)

DOI of Article 10.37434/as2023.09.05

2023 №09 (06)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 9, 2023, с. 29-33

Дифузійне зварювання магнієвого сплаву МА2-1 через проміжний прошарок з цинку

Ю.В. Фальченко, Л.В. Петрушинець, В.Є. Федорчук, В.А. Костін, О.Л. Пузрін

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

У статті представлено результати досліджень з дифузійного зварювання в вакуумі магнієвого сплаву МА2-1. При зварюванні використовували різні технологічні прийоми: зварювання у вільному стані та із застосуванням формуючих матриць, зварювання без прошарків і з прошарком з цинку. Встановлено, що при зварюванні у вільному стані без прошарку за температури 400 °С при тривалості процесу менше 60 хв отримати з’єднання не вдається. Підвищення температури або тривалості зварювання призводить до значного росту зерна. Використання прошарку з цинку товщиною 250 мкм і режиму зварювання: Т = 320 ºС, Р = 10 МПа, t = 30 хв дозволяє отримати з’єднання. Аналіз хімічного складу різних ділянок зони з’єднання показує, що внаслідок розвитку дифузійних процесів в стику в процесі зварювання в прошарку з цинку на відстані 2…3 мкм від лінії контакту магній/цинк формуються пори з вмістом магнію на рівні 17,8…20,12 мас. %. У центральній частині зони з’єднання хімічний склад металу близький до складу чистого цинку. Використання при зварюванні на режимі: Т = 340 ºС, Р = 10 МПа, t = 30 хв формуючих матриць і проміжного прошарку з цинку, який знаходиться в твердо-рідкому стані, дозволяє отримати з’єднання без дефектів за рахунок локалізації пластичної деформації в стику. За результатами металографічних досліджень в стику спостерігаються формування спільних зерен та залишків прошарку у вигляді дисперсних часток розміром 15…50 мкм, з хімічним складом Mg–4,53Al–0,20Mn–63,49Zn, мас. %, які мають витягнуту неправильну форму. Бібліогр. 17, рис. 4.
Ключові слова: дифузійне зварювання в вакуумі, магнієвий сплав, проміжний прошарок, мікроструктура, мікротвердість


Надійшла до редакції 05.07.2023

Список літератури

1. Manoj Gupta, Nai Mui Ling Sharon (2011) Magnesium, magnesium alloys, and magnesium composites. Hoboken, New Jersey, John Wiley & Sons, Inc.
2. Gialanella S., Malandruccolo, A. (2020) Aerospace Alloys. Springer, Cham.
3. Min, D., Shen, J., Lai, S., et. al. (2009). Effect of heat input on the microstructure and mechanical properties of tungsten inert gas arc butt-welded AZ61 magnesium alloy plates. Materials Characterization, 60 (12), 1583–1590. DOI: http:// doi.org/10.1016/j.matchar.2009.09.010
4. Abbas, M., Khan, A., Ali, M. et. al. (2014) Effect of weld current and weld speed on the microstructure and tensile properties of magnesium alloy specimens during tungsten inert gas. Technical J., 19 (II), 35–39.
5. Fei, Lin, Tiepeng, Li, Lulu, Sun, Qingsen, Meng. (2012) A study on vacuum diffusion bonding of as-extruded AZ31 magnesium alloy. Applied Mechanics and Materials, 121– 126 (10–14). DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.121-126.10
6. Fei, Lin, Jie, Li, Hongwei, Zhao et. al. (2013) Experimental Research on Vacuum Diffusion Bonding of As-extruded AZ61 Magnesium Alloy. Advanced Materials Research, 788, 34–37. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.788.34
7. Zhang, Weixiang, Du, Shuangmin (2013) Investigation into Cu-interlayered Diffusion Bonding Trial of AZ31B Alloy. Advanced Materials Research, 631–632 (167–171). DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.631-632.167
8. Torun, O., Karabulut, A., Baksan, B. et. al. (2008) Diffusion bonding of AZ91 using a silver interlayer. Materials and Design, 29, 2043–2046. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2008.04.003
9. Reza, Ghavami, Ayoub, Halvaee, Amir, Hadian (2019) Effect of bonding temperature on interface properties of AZ31 magnesium alloys joined by transient liquid phase using silver interlayer. Materials Research Express, 6, 1–9. DOI: https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab44df
10. Sun, D.Q., Liu, W.H., Gu, X.Y. (2004) Transient liquid phase bonding of magnesium alloy (Mg–3Al–1Zn) using copper interlayer. Materials Science and Technology, 20 (12), 1595–1598. DOI: https://doi.org/10.1179/174328413X13789824293506
11. Jin, Y.J., Khan, T.I. (2012) Effect of bonding time on microstructure and mechanical properties of transient liquid phase bonded magnesium AZ31 alloy. Materials and Design, 38, 32–37. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.01.039
12. AlHazaa, A.N., Khalil Abdelrazek Khalil, Muhammad A. Shar (2016) Transient liquid phase bonding of magnesium alloys AZ31 using nickel coatings and high frequency induction heat sintering. J. of King Saud University Science, 28, 152–159. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jksus.2015.09.006
13. ГОСТ 14957-76 Сплавы магниевые деформируемые. Марки.
14. Морозова Г.И. (2008) Фазовый состав и коррозионная стойкость магниевых сплавов. Металловедение и термическая обработка металлов, 3, 8–12.
15. Shi, Z.Z., Zhang, W.Z. (2013) Prediction of the morphology of Mg32(Al, Zn)49 precipitates in a Mg–Zn–Al alloy. Intermetallics, 39, 34–37. DOI: https://doi.org/10.1016/j.intermet. 2013.02.023
16. Piskun, N.V., Falchenko, Yu.V., Petrushinets, L.V. (2020) Formation of the structure and mechanical properties of joints of TiAlNb intermetallic alloy in diffusion welding. The Paton Welding J., 2, 2–8. DOI: https://doi.org/10.37434/ tpwj2020.02.01
17. Okamoto, H. (1994) Comment on Mg–Zn (magnesium-zinc). J. of Phase Equilibria, 15, 129–130. DOI: https:// doi.org/10.1007/BF0266770

---

Реклама в цьому номері:

---