Актуальные проблемы в машиностроении том 4 №4

123 / 146

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 4. № 4. 2017 Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
123
УДК 621.791.13
ПОЛУЧЕНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Nb-ИНТЕРМЕТАЛЛИД-Al С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА СВАРКИ ВЗРЫВОМ
М.С. АЛИКИНА, студент
Д.Е. ФОМИНА, студент
Х.М. БУБЛИКОВА, студент
С.В. ПОЗДНЯКОВ, студент
(НГТУ, г. Новосибирск)
Аликина М.С. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20,
Новосибирский государственный технический университет,
e-mail:
В работе представлены результаты исследований микроструктуры и механических
свойств многослойных композиций, состоящих из фольг ниобия и алюминия, полученных
методом сварки взрывом. Так как время сварки взрывом измеряется в микросекундах,
гомогенизация структуры в зоне перемешивания не успевает завершиться, вследствие чего
требуется дополнительная термическая обработка, необходимая для активизации
диффузионных процессов и роста интерметаллидного слоя на границе между материалами.
Таким образом, производился дополнительный отжиг полученных сваркой взрывом
образцов в интервале температур 620-850 °С. Установлено, что существенный рост прослоек
интерметаллида начинается от 750 °С и выше. Результаты измерений микротвердости
показали, что образовавшиеся слои имеют твердость пределах 400-530 HV, что в несколько
раз превышает твердость исходных материалов.
Ключевые слова: ниобий, алюминий, сварка взрывом, интерметаллид, отжиг.
Введение
В настоящее время слоистые металлические материалы, содержащие
интерметаллидные прослойки, представляют большой интерес. В результате формирования
таких композитов возможно получение материалов с уникальными свойствами, которыми не
может обладать каждый составной элемент композита в отдельности [1]. Система Nb-Al,
анализируемая в работе, является перспективной, благодаря возможности получения
сверхпроводящего интерметаллидного соединения Al при подборе определенной
термической обработки, следующей после сварки взрывом. Также, это соединение является
основным упрочняющим элементом в формируемых композитах. Все интерметаллиды
системы Nb-Al наряду с высокой температурой плавления обладают низкой плотностью, а
также высокой жаропрочностью и износостойкостью, что позволяет применять композиты
на их основе в авиационной и автомобильной промышленностях [2-6]. Кроме того,
применение слоистых композиций позволяет снизить стоимость готового изделия путем
соединения дорогостоящего компонента с более дешевым [1].
Характерные особенности сварки взрывом позволяют решить проблему расслаивания
металлических многослойных композиций, вызванную недостаточной прочностью контактов
соединяемых заготовок. Кроме того, высокая скорость воспроизведения сварки и её
минимальная продолжительность позволяют сваривать разнородные материалы с
образованием интерметаллидных прослоек, имеющих ультрамелко- или наноразмерную
структуру [7].