Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 434 2 в ) согласно модели Бахрани-Кроссланда. Относительно «спокойный» ламинарный характер течения материалов на стыке способствует интенсивному их механическому перемешиванию, а прочность соединения обеспечивается в основном за счет образования зон перемешивания из расплава на гребнях волн (рис. 3). Рис. 2 . Особенности волнового течения металлов на стыке соединения «сталь Ст3 + сталь 12Х18Н10Т» Рис. 3 . Образование зон расплава на стыке соединения «сталь Ст3 + сталь 12Х18Н10Т» Совершенно иной характер волнового течения – турбулентный наблюдается на стыке композиции «сталь Ст3 + алюминий А5М» (рис. 1 б ). В данном случае существенная асимметрия волн определяется значительной разницей плотностей стали и алюминия. Каждый гребень волны сформирован в результате захлапывания «вихревого мешка». Строение «вихревого мешка», представленное на рис. 4, показывает на наличие зоны механического перемешивания металлов, которой является оболочка «вихревого мешка», образованная из расплава алюминия и элементов стали Ст3 и участки кристаллизации из расплава алюминия (рис. 4 а ). Образование последних, очевидно, происходило после завершения формирования «вихревых мешков» и завершения процессов интенсивного пластического деформирования. Наличие вихревых и турбулентных потоков привело к появлению дефектов внутри зон завихрения в виде пор и пустот, а образование в зоне перемешивания интерметаллидов (типа FeAl 3 , FeAl 5 ) – появлению трещин. В зоне «вихревого мешка» возможно появление отдельных элементов в виде кусков соединяемых металлов (рис. 4 б ). Факт образования жидкой фазы алюминия после завершения формирования «вихревого мешка» подтверждается отсутствием в ней дефектов в виде пор и осколков (рис. 4 в ). Низкая температура кристаллизации алюминия способствует этому. Рис. 4 . Особенности строения «вихревого мешка» на стыке соединения «сталь Ст3 + алюминий А5М» а б в а б в а б в