Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 4 2019 99 MATERIAL SCIENCE миния в медь представляет собой чередование слоев меди, твердого раствора алюминия в меди и интерметаллидных прослоек. Аналогичные образования наблюдаются по краям зоны перемешивания (рис. 4), где поми- мо механического перемешивания компонентов в квазивязком состоянии происходит интенсив- ная термически активируемая диффузия алю- миния в медь, распространяющаяся на глубину 250 мкм и более от очага процесса и имеющая ряд ответвлений (рис. 4, а ). В зоне диффузи- онного взаимодействия возможно совмещение как твердых растворов, так и интерметаллид- ных фаз (рис. 4, б ). При различных нарушениях в процессе фор- мирования полиметаллического образца мето- дом фрикционной перемешивающей обработки с различным расположением медного и алюми- ниевого листа возможно формирование дефек- тов, приводящих к разрушению образца в целом (рис. 5). При этом тип формируемого дефек- та зависит в том числе от положения медного или алюминиевого листа относительно инстру- мента. При расположении медного листа в верх- ней части с прилеганием к плечам инструмента происходит разогрев образца до температуры порядка 0,6…0,8 от температуры плавления, Рис. 4. Взаимодействие компонентов системы при фрикционной перемешива- ющей обработке: а – интенсивная диффузия алюминия в глубь медного листа; б – формирование интер- металлидных и твердорастворных прослоек Fig. 4. Interaction of system components during friction stir processing: а – intensive diffusion of aluminum deep into the copper sheet, and б – formation of intermetallic and solid solution layers а б что существенно выше, чем для алюминиевого сплава, и приводит к перегреву системы и обра- зованию магистральной трещины в центральной части образца и её вторичных ответвлений (зона 2 , рис. 5, а ). Дополнительно на разогрев систе- мы возможно влияние интенсивного взаимного растворения компонентов. Перегрев системы «медь-алюминий» в ряде экспериментов приво- дил к перегреву инструмента из сплава Р6М5, его отжигу и пластической деформации. При этом по причине большей плотности меди раз- мешивание алюминия через медь является не- значительным, но диффузия алюминия в медь настолько существенна, что происходит обра- зование твердого раствора практически на весь объем зоны перемешивания (зона 1 , рис. 5, а ). Предположительно такая схема является неудач- ной для формирования композиционного мате- риала методом фрикционной перемешивающей обработки за исключением возможности заме- шивания в поверхностный слой тонких фольг. При расположении в верхней части алюмини- евого листа происходит разогрев как алюминие- вого сплава, так и меди, но при недостаточном прогреве меди возможно нарушение сплошно- сти образца с образованием крупного дефекта с отступающей стороны зоны перемешивания (зона 3 , рис. 5, б ), хотя при этом с наступающей