Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 4 2019 94 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Закономерности формирования материалов с композитной структурой с использованием аддитивной электронно-лучевой технологии, сварки трением с перемешиванием и фрикционной перемешивающей обработки Татьяна Калашникова 1, a , Анастасия Гусарова 1, b , Андрей Чумаевский 1, c , Евгений Княжев 2, d , Михаил Шведов 3, e , Петр Васильев 3, f 1 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, г. Томск, 634055, Россия 2 Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, г. Томск, 634050, Россия 3 Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, пр. Московский ,15, г. Чебоксары, 428003, Россия a https://orcid.org/0000-0002-0388-4011 , gelombang@ispms.tsc.ru , b https://orcid.org/0000-0002-4208-7584, gusarova@ispms.ru , c http://orcid.org/0000-0002-1983-4385, tch7av@gmail.com, d https://orcid.org/0000-0002-1984-9720, zhenya4825@gmail.com , e https://orcid.org/0000-0002-5735-6134, shved1951@rambler.ru , f https://orcid.org/0000-0002-5147-6266, svarkacheb@yandex.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2019 Том 21 № 4 с. 94–112 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.4-94-112 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.791.1:620.184:620.178.152.341 История статьи : Поступила: 16 сентября 2019 Рецензирование: 14 октября 2019 Принята к печати: 15 октября 2019 Доступно онлайн: 15 декабря 2019 Ключевые слова : Сварка трением с перемешиванием Фрикционная перемешивающая обработка Электронно-лучевая аддитивная технология Структурно-фазовое состояние Механические свойства Финансирование Работы по получению и исследовани- ям структуры образцов методом свар- ки трением с перемешиванием и фрик- ционной перемешивающей обработки выполнены в рамках Программы фун- даментальных научных исследований государственных академий наук на 2013–2020 годы, направление III.23. Работы по получению и исследованию структуры методом аддитивного элек- тронно-лучевого производства выпол- нены в рамках проекта Российского научного фонда № 19-79-00136. АННОТАЦИЯ Введение. В настоящее время среди методик получения полиметаллических структур большое значение имеют технологии твердофазного и жидкофазного получения материалов, а также способы комбинирования различных методик и использования гибридных технологий. В связи с этим необходимо проведение комплексных сравнительных исследовательских испытаний структурно-фазовых изменений в материалах, полученныхразличнымиметодикамиизразнородныхметалловисплавов. Цельюнастоящейработы является получение различными методами полиметаллических структур системы «медь-алюминий» и исследование структурно-фазового состояния. В работе проведены исследования структуры полиметаллических образцов системы «медь-алюминий», сформированных методами сварки трением с перемешиванием, фрикционной перемешивающей обработки и аддитивной электронно-лучевой проволочной технологии. В работе использовались такие методы исследования , как оптическая, растровая электронная микроскопия и измерение микротвердости. Результаты и обсуждения. Выявлены различные особенности образования твердых растворов и интерметаллидных фаз в материалах при различных технологических процессах и определены особенности формирования дефектов в зависимости от технологических приемов формирования образцов. Определены возможности получения образцов с композитной структурой с упрочняющими интерметаллидными частицами на основе металлической матрицы различными методами производства и обработки материалов. Полученные данные свидетельствуют о формировании интерметаллидных фаз более высокой твердости в области граничного слоя при перемешивании компонентов системы в жидком состоянии в условиях аддитивной электронно-лучевой технологии. Распределение интерметаллидных компонентов является более равномерным при фрикционной перемешивающей обработке листового пакета меди и алюминия с расположением листового проката алюминиевого сплава в верхней части. Наименее твердые интерметаллидные фазы образуются при сварке трением с перемешиванием. Неоднородности строения зоны перемешивания компонентов системы при сварке трением с перемешиванием обусловлены различными условиями на наступающей и отступающей стороне образца. Строение зоны перемешивания образца разнородных материалов аналогично формирующимся при сварке трением с перемешиванием однородных материалов и представлено вихревой структурой с чередованием слоев различных компонентов системы. Интенсивное диффузионное взаимодействие алюминиевого сплава и меди при фрикционной перемешивающей обработке приводит к внедрению твердых растворов и интерметаллидных фаз на существенную глубину в зону термического влияния медного листа. ______ *Адрес для переписки Калашникова Татьяна Александровна , м.н.с. Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, 634055, г. Томск, Россия Тел.: +7 (913) 883-70-02, e-mail: gelombang@ispms.ru Для цитирования: Закономерности формирования материалов с композитной структурой с использованием аддитивной электронно- лучевой технологии, сварки трением с перемешиванием и фрикционной перемешивающей обработки / Т.А. Калашникова, А.В. Гуса- рова, А.В. Чумаевский, Е.О. Княжев, М.А. Шведов, П.А. Васильев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2019. – Т. 21, № 4. – С. 94–112. – DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.4-94-112.