Previous Page  7 / 20 Next Page
Information
Show Menu
Previous Page 7 / 20 Next Page
Page Background

Особенности получения сталеалюминиевых соединений методами сварки плавлением

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4

99

Окончание табл. 2

Температура

отжига, K

Толщина интерметаллидного слоя, мкм,

при выдержке, ч

Примечания

0,25

0,5

1

2

3

6

8

873

10,7

14

30,7

51

56,6

85,8

–

Со стороны

алюминия

903

То же

148

199

310

420

–

Со стороны

железа

923

10,7

14

168

246

384

473

–

Общая

Увеличение температуры приводит к росту толщины интерметаллидного

слоя при наименьшем времени выдержки 0,25 ч, так как увеличивается подвиж-

ность атомов материалов в диффузионных слоях. Из табл. 2 следует, что даже

длительное время выдержки при температурах до 773 K не вызывает роста ин-

терметаллидного слоя более 10 мкм, в то время как при увеличении температуры

выше 773 K происходит резкое увеличение скорости роста интерметаллидов и

они образуются практически мгновенно. Отмеченная тенденция подтверждается

результатами аналогичных исследований на биметаллических образцах, изготов-

ленных сваркой взрывом и обработанных впоследствии лазерным излучением. В

настоящем исследовании не измерялась температура нагрева интерметаллидной

зоны при обработке, но установлено, что во всех случаях происходит рост тол-

щины интерметаллидного слоя на 12…38 % начальной толщины, полученной при

сварке взрывом [7].

Удалось установить математическую зависимость толщин интерметаллид-

ного слоя отдельных фаз от времени нахождения стальной пластины в жидкой

алюминиевой ванне и от температуры ванны. Они определяются формулой

0,5

,

X Kt

(1)

где

Х

— толщина интерметаллидного слоя;

t

— время алитирования;

K

— коэффициент, определяемый как

 

 

0

– exp ,

Q

K K

RT

(2)

где

0

K

—

константа;

Q

— энергия активации роста интерметаллидного слоя;

R

— газовая постоянная;

Т

— абсолютная температура.

Энергия активации роста интерметаллидных фаз Fe

2

Al

5

, FeAl, Fe

3

Al состав-

ляет 141, 180 и 260 кДж/моль соответственно [8].

Таким образом, рост толщины интерметаллидной прослойки может быть

ограничен температурой нагрева границы сталь–алюминий, не предъявляя тре-

бований ко времени нахождения границы при этой температуре, или временем

пребывания границы сталь–алюминий при высоких температурах.