OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 343 MATERIAL SCIENCE следующей разгрузкой материала. Для γ = 14,5° уже к моменту t = 0,554 мкс достигается значение 3,61 – наибольшее значение, зафиксированное за весь временной промежуток моделирования. При γ = 12° максимальная деформация 3,31 достигается в момент t = 0,429 мкс, а при γ = 9,5° она составляет 2,01 (t = 0,905 мкс). Это указывает на то, что с увеличением угла соударения материал быстрее переходит в режим пластического течения, что обусловлено ростом сдвиговой компоненты деформации. Скорость пластической деформации (рис. 7) достигает наибольших значений уже в начальные моменты соударения. Для γ = 14,5° максимальная скорость деформации составляет 2,79·106 с–1 (t = 0,385 мкс), для γ = 9,5° – 1,46 · 106 с–1 (t = = 0,481 мкс), а для γ = 12° – 0,674 · 106 с–1 (t = 0,429 мкс). В целом все зафиксированные значения скорости деформации превышают 105 с–1, что характерно для сварки высокоскоростным соударением. Результаты моделирования, полученные в настоящей работе, хорошо согласуются с данными, опубликованными ранее в работах [33, 37]. Согласно источникам [38–40], для биметаллов сталь-алюминий диапазон углов соударения 10…15° считается наиболее предпочтительным, обеспечивающим достаточную пластическую деформацию для формирования прочного соединения без образования протяженных интерметаллидных прослоек [38–40]. Для обоснованного сравнения исследованных режимов были выбраны такие критерии, как величина контактного давления, температура (обеспечивающая локальное плавление алюминия, но не приводящая к избыточному размягчению), а также регулярность морфологии границы раздела. При угле соударения 12° зафиксировано наиболее высокое давление в сочетании с умеренным температурным режимом. По сравнению с углами соударения 9,5° и 14,5° это позволяет ожидать формирования границы раздела с минимальной толщиной интерметаллидного слоя. Несмотря на более высокие значения температуры и деформации, зафиксированные при угле 14,5°, может происходить избыточное плавление алюминия. Как отмечается в работах [39, 41, 42], подобный перегрев создает риск образования хрупких интерметаллидных фаз. Проведенное моделирование позволяет сделать вывод о том, что угол соударения является важным параметром, определяющим особенности тепловыделения и пластической деформации в процессе сварки взрывом. Среди трех исследованных значений углов соударения 12° является наиболее предпочтительным для получения качественного соединения пластин из алюминиевого сплава А5 и нержавеющей стали 12Х18Н10Т. При этом значении зафиксировано высокое давление, а максимальная расчетная температура в зоне соединения (1314 К в момент времени t = 0,806 мкс) превышает температуру плавления алюминия (929 К), но остается ниже температуры плавления нержавеющей стали (1673 К), что исключает ее оплавление. Благодаря кратковременности процесса и отсутствию длительного высокотемпературного нагрева диффузионные процессы и рост интерметаллидных фаз оказываются ограниченными. Это, в свою очередь, способствует формированию границы раздела с минимальной объемной долей зон, содержащих интерметаллиды. Необходимо подчеркнуть, что для установления точного фазового состава и определения толщины интерметаллидного слоя требуются дополнительные экспериментальные исследования, а также моделирование с применением методов, учитывающих диффузионные процессы, таких как молекулярная динамика [43]. Выводы 1. С использованием метода гидродинамики сглаженных частиц (SPH) в пакете AnsysAutodyn проведено численное моделирование процесса сварки взрывом биметаллической композиции А5 / 12Х18Н10Т. Расчеты выполнялись при постоянной скорости точки контакта VK = 2500 м/с и трех значениях углов соударения (9,5°, 12° и 14,5°). 2. Показано, что с ростом угла соударения увеличиваются температура, эффективная пластическая деформация и скорость деформации в зоне соединения, тогда как давление изменяется немонотонно, достигая наибольшего значения при γ = 12°. Наибольшие значения температуры (1372 К при t = 0,719 мкс) и деформации (3,61 при t = 0,554 мкс) достигаются при γ = 14,5°. Однако в этом случае наблюдается резкое снижение температуры после достижения максимального значения и формируется несимметричная
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1