СТРУКТУРА И СВОЙСТВА БИМЕТАЛЛОВ, СВАРЕНЫХ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ

Г. М. Григоренко; М. А.  Полещук; Л. И. Адеева; А. Ю. Туник; В. И. Зеленин; В. А. Лукаш; Е. В. Зеленин; С. Д. Заболотный; Ю. А. Никитюк

Г. М. Григоренко Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины
М. А. Полещук Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины
Л. И. Адеева Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины
А. Ю. Туник Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины
В. И. Зеленин Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины
В. А. Лукаш Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины
Е. В. Зеленин Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины
С. Д. Заболотный Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины
Ю. А. Никитюк Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины

Ключевые слова: биметалл, сварка трением с перемешиванием (СТП), сварное соединение, механическое, диффузия, растворимость в твердой фазе, микроструктура, рентгеноспектральный микроанализ, элементный состав, микротвердость

Аннотация

Исследованы структуры и свойства биметаллических соединений разнородных металлов, полученных сваркой трением с перемешиванием. Исследованы системы с неограниченной (Ni–Cu) и с ограниченной (Cu–Fe) растворимостью, а также с отсутствием растворимости (Al–Fe) компонентов в твердом состоянии. Сваркой трением с перемешиванием были получены качественные соединения с взаимным проникновением одного металла в другой. Основную роль в этом процессе играет механическое перемешивание металлов и измельчение структуры. При этом диффузионные процессы незначительны. В процессе сварки происходит значительное измельчение зерна как в зоне рекристаллизации, так и в зонах термомеханического и термического влияния.
В результате сварки трением с перемешиванием (СТП) алюминия с железом образовалась зона соединения значительного объема с проникновением алюминия в железо на глубину до 2,5 мм. При этом происходит взаимодействие металлов: массоперенос в первую очередь алюминия и последующее образование соединений F2Al7, FeAl2.
Результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать данный способ сварки для получения биметаллических соединений разнородных металлов, имеющих различную растворимость элементов в твердом состоянии