АО «Композит», Королев, Россия:

Д. Н. Махина, младший научный сотрудник, эл. почта: loskutovadn@gmail.com
В. Н. Денисов, старший научный сотрудник, канд. техн. наук
А. С. Кляцкин, начальник сектора сварки и пайки

НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:
С. А. Никулин, зав. кафедрой металловедения и физики прочности, докт. техн. наук

Ракетно-космическая, судостроительная и автомобильная отрасли промышленности активно используют биметаллы на основе алюминиевых сплавов и нержавеющей стали. В зависимости от требований и назначения биметалла алюминиевый сплав – сталь ответственные детали получают преимущественно способами сварки в твердом состоянии. Методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), микрорентгеноспектрального анализа (МРСА), механических испытаний и фрактографии исследовано влияние температуры на структуру и прочность соединения алюминиевого сплава марки АМг6 с нержавеющей сталью марки 12Х18Н10Т через промежуточный слой алюминия марки АД1, полученного способом диффузионной сварки в условиях горячего изостатического прессования (ГИП). Получение биметалла проводили в лабораторном газостате в температурном интервале от 530 до 570 ^oC. Представлены результаты исследования структуры переходной области на границе между сталью и промежуточным слоем алюминия. Установлено, что в переходной области на границе стали 12Х18Н10Т и алюминия АД1 образуется слой интерметаллида на основе железа, хрома, никеля и алюминия, толщина и структура которого определяют прочностные свойства биметалла алюминиевый сплав АМг6 – сталь 12Х18Н10Т. Установлено, что при темпера туре ГИП биметалла 540 ^oC на границе стали с промежуточным слоем алюминия формируется несплошной слой толщиной до 3 мкм, состоящий из отдельных частиц интерметаллида. При этом предел прочности при растяжении и изгибе биметаллического соединения составляет 157–205 и 282–352 МПа соответственно.

1. Орыщенко А. С., Осокин Е. П., Павлова В. И., Зыков С. А. Биметаллические сталеалюминиевые соединения в судостроительных корпусных конструкциях // Автоматическая сварка. 2009. № 10. С. 43–47.
2. Гуревич Л. М., Проничев Д. В., Трудов А. Ф., Трыков Ю. П., Трунов М. Д. Исследование влияния режимов сварки взрывом и термической обработки на структуру и свойства биметалла АД1 – сталь СТ3 // Известия ВолгГТУ. 2014. № 9. Т9. С. 17–21.
3. Yokoyama T. Impact performance of friction welded butt joints between 6061-T6 aluminium alloy and type 304 stainless steel // Materials Science and Technology. 2003. Vol. 19, Iss. 10. P. 1418–1426.
4. Sivaprasad K., Muralimohan C. H., Haribabu S., Hariprasada Reddy Y. еt al. Joining of AISI 1040 Steel to 6082-T6 Aluminium Alloy by Friction Welding // Journal of Advances in Mechanical Engineering and Science. 2015. Vol. 1, Iss. 1. P. 57–64.
5. Kimura M., Kusaka M., Kaizu K., Nakata K., Nagatsuka K. Friction welding technique and joint properties of thin-walled pipe friction-welded joint between type 6063 aluminum alloy and AISI 304 austenitic stainless steel // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. Vol. 82. P. 489–499.
6. Aryshnskii E. V., Bazhin V. Yu., Kawalla R. Strategy of refining the structure of aluminummagnesium alloys by complex microalloying with transition elements during casting and subsequent thermomechanical processing // Non-ferrous Metals. 2019. No. 1. Р. 28–32
7. Диффузионная сварка материалов : справочник / под ред. Н. Ф. Казакова. — М. : Машиностроение, 1981.
8. Springer H., Kostka A., dos Santos J. F., Raabe D. Influence of intermetallic phases and Kirkendall-porosity on the mechanical properties of joints between steel and aluminium alloys // Materials Science and Engineering: A. 2011. Vol. 528. P. 4630–4642.
9. Butrim V., Beresnev A., Denisov V., Klyatskin A., Medvedev D., Makhina D. Experience in HIP diffusion welding of dissimilar metals and alloys // HIP17 — 12th International conference on Hot Isostatic Pressing 2017. — Sydney, Australia, 5–8 December 2017 / Materials Research Proceeding. 2019. Vol. 10. P. 65–72.
10. Махина Д. Н., Денисов В. Н., Перминова Ю. С., Бутрим В. Н., Никулин С. А. Структура и механические свойства биметалла молибден–сталь, полученного в условиях горячего изостатического прессования // Деформация и разрушение материалов. 2019. № 5. С. 27–32.
11. Ordás N., Samaniego F., Iturriza I., Gómez A., Escudero C. et al. Mechanical and microstructural characterization of HIP joints of a simplified prototype of the ITER NHF First Wall Panel // Fusion Engineering and Design. 2017. Vol. 124. P. 999–1003.
12. Соколова Т. В. Исследование переходной зоны биметалла аустенитная сталь ЭП838-алюминий // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2005. № 1. С. 74–79.
13. Hongxin Shi, Shuang Qiao, Ranfeng Qiu, Xiaojiao Zhang, Hua Yu. Effect of Welding Time on the Joining Phenomena of Diffusion Welded Joint between Aluminum Alloy and Stainless Steel // Materials and Manufacturing Processes. 2012. Vol. 27. P. 1366–1369.
14. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 01.01.1986.
15. ГОСТ 14019–2003. Материалы металлические. Метод испы тания на изгиб. — Введ. 01.09.2004.