"Механики XXI веку" №16 2017

261 / 397

Материаловедение, динамика и прочность машин и механизмов
261
УДК 621.791.12
Композиционный материал "алюминий-магний", сформированный
сваркой взрывом
Матц О.Э.а, Фелофьянова А.В. b, Воробьев Р.С. c
Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса 20, г. Новосибирск, Россия
a , c
Ключевые слова: композит, сварка взрывом, алюминий, магний
В статье рассматриваются структура и свойства композиционных материалов системы
«алюминий-магний», сформированных по технологии сварки взрывом из тонких пластин алюминия и
магния. Структура полученных материалов исследовалась методами оптической микроскопии и
растровой электронной микроскопии. Элементный состав был определен энергодисперсионным
микрорентгеноспектральным анализом, а также были проведены измерения микротвердости по
методу Виккерса. Показано, что в сформированных взрывом материалах отсутствуют значитель-
ные дефекты в виде трещин. Установлено, что для биметаллов характерна волновая граница свар-
ного соединения. Кроме того, в сварном шве наблюдалось формирование вихрей. Отличительной
особенностью этих вихрей является значительно большее значение микротвердости, чем значения
микротвердости исходных материалов. Распределение химических элементов в различных областях
зоны сварного соединения «алюминий-магний» является практически равномерным.
Введение. В настоящее время магниевые и алюминиевые сплавы часто применяются
в различных отраслях промышленности ввиду их относительно низкой плотности. Кроме то-
го, для этих сплавов характерны такие свойства, как высокие теплопроводность и электриче-
ская проводимость, высокая пластичность и хорошая коррозионная стойкость [1].
Существует различные методы соединения алюминия и магния. Однако технология
сварки взрывом обсуждается крайне редко. Поэтому в данной работе рассматривается фор-
мирование биметалла "алюминий-магний" методом сварки взрывом. Технология позволяет
получать прочные сварные соединения между разнородными материалами с относительно
тонкой границей сварного шва. Следует отметить, что результаты исследований композитов,
полученных по технологии сварки взрывом, обсуждались ранее во многих работах (напри-
мер, [2-4]). Тем не менее, структура и свойства сваренных взрывом композиций «алюминий-
магний» изучены не достаточно подробно.
Цель данной работы заключается в исследовании возможности формирования компо-
зиционного материала типа "алюминий-магний" методом сварки взрывом.
Материалы и методы исследования. По технологии подводной сварки взрывом бы-
ли сформированы биметаллы Al-Mg из технически чистых пластин алюминия и магния. Ис-
пользовалась схема параллельного расположения свариваемых пластин.
Микроструктура композитов была исследована методом оптической микроскопии и
растровой электронной микроскопии, также были проведены измерения микротвёрдости по
Виккерсу. Измерения проводились по поперечному сечению образца в направлении от алю-
миния (метаемой пластины) к магнию (неподвижная пластина) перпендикулярно границе
сварного соединения с нагрузкой на индентор 0,1 кг.
Методом энергодисперсионного микрорентгеноспектрального анализа был определен
элементный состав в зонах сварных соединений.
Результаты и обсуждение. Результаты металлографического анализа показали, что
между алюминием и магнием образовалось соединения с волновой структурой. При больших
увеличениях отчётливо наблюдается, что сформировалась бездефектная зона соединения.
При этом размер волны увеличивается в направлении от точки инициирования взрыва (рис. 1
a) к противоположному краю образца (рис.1 б).