Structure and Mechanical Properties of Explosive Welded Mg/Al Bimetal

• Autorzy: Balga D. , Ostroushko D. , Saksl K. , Mazancová E. , Milković O.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0270

Warianty tytułu

PL

Struktura i właściwości mechaniczne połączenia uzyskanego metodą zgrzewania wybuchowego bimetalu Mg/Al

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the article we analyzed shape, local mechanical properties, chemical and phase composition of Magnesium/Aluminium cladded material prepared by explosion welding. In particular we focus our investigation on Mg/Al interface and areas close to the joint. Hardness of the joined materials measured far from their interface is similar for both materials, however in the region of interface the hardness drops down by 40%. Phase transformations in the interface was examined by a hard X-ray micro-diffraction experiment performed at beamline P07 at PETRA III at the energy of 99 keV which helped us identify in Al: fcc-Al, Al₂ Cu tetragonal and Al₇ Cu₂ Fe tetragonal and in Mg: hcp-Mg, Mg₂ Si cubic phases. In the interface we haven’t observed any new intermetallics, but computation of lattice parameters and profiles of Al and Mg peaks proved an existence of solid solution with different gradient of chemical composition.

PL

W pracy analizowano kształt, lokalne właściwości mechaniczne, chemiczne oraz składników fazowych Mg/Al materiałów platerowanych otrzymanych metodą zgrzewania wybuchowego. W szczególności, skupiono się na badaniach połączenia fazy Mg/Al oraz obszarów znajdujących się w pobliżu połączenia. Twardość połączonych materiałów badano w znacznej odległości od warstwy samego połączenia, i zauważono, iż jest ona podobna do twardości materiałów wyjściowych, jednakże twardość w regionie warstwy połączenia spada o 40%. Przemiana fazowa w warstwie połączenia została poddana badaniom mikrodyfrakcyjnym, na urządzeniu P07, PETRA III o energii 99 keV, dzięki której zidentyfikowano w Al fazy tetragonalne: fcc-Al, Al₂ Cu oraz Al₇ Cu₂ Fe i w Mg: heksagonalna Mg oraz kubiczna Mg₂ Si. W warstwie połączenia nie zaobserwowano żadnych innych nowych faz międzymetalicznych. Obliczone parametry sieci komórki elementarnej i profile pików Al i Mg potwierdzają występowanie roztworu stałego z różnym gardientem składu chemicznego.

Słowa kluczowe

EN

explosive welding; Mg/Al bimetal; micro-hardness; micro-diffraction; PETRA III

PL

zgrzewanie wybuchowe; bimetal Mg/Al; mikrotwardość; mikrodyfrakcja; PETRA III

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 4
• Strony: 1593--1597
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Balga D.

• Institute of Materials Research, Slovak Academy of Sciences, Wattsonova 47, 040 01 Kosice, Slovak Republic

autor

Ostroushko D.

• Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, TR. 17. Listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Saksl K.

• Institute of Materials Research, Slovak Academy of Sciences, Wattsonova 47, 040 01 Kosice, Slovak Republic

autor

Mazancová E.

• Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, TR. 17. Listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Milković O.

• Technical University of Kosice, Faculty of Metallurgy, Letna 9, 042 00 Kosice, Slovak Republic

Bibliografia

• [1] http://www.jsw.co.jp/en/mg_f/mg_mg_f/mg_mg_chare.htm
• [2] Y. B. Yan, Z. W. Zhang, W. Shen, J. H. Wang, L. K. Zhang, B. A. Chin, Microstructure and properties of magnesium AZ31B-aluminum 7075 explosively welded composite plate, Mat. Sci. Eng. 9, 2241-2245 (2010) .
• [3] F. Findik, Recent development in explosive welding, Mat. Design 32, 1081-1093 (2011).
• [4] T. Z. Blazynski, Explosive weldig, forming and compaction, AppliedScience Publisher Ltd., GB 1983.
• [5] G. E. Limmert, Welding Metalurgy - Carbon and Alloy Steels, AWS, Miami, Florida 1994.
• [6] S. Krol, Obrobka ciepla bimetalu zgrzevanego wybuchowo, Przeglad Spawalnictwa, 1991.
• [7] M. Turňa, Špeciálne metódy zvárania, Alfa, Bratislava 19.
• [8] D. Cutter, What you can do with explosion welding, Welding Journal 85, 38-43 (2006).
• [9] C. Merriman, The fundamentals of Explosion Welding, Welding Journal 85, 27-29 (2006).
• [10] M. Marônek, Zváranie kovových materiálov výbuchom, Slovenská technická Univerzita v Bratislave, Bratislava 2009.
• [11] B. Deo, R. Boom, Fundamentals of steelmaking metallurgy, Prentice Hall International, New York 1993.
• [12] B. Kosec, L. Kosec, G. Čevnik, P. Fajfar, M. Gojić, I. Anžel, Analysis of interface at explosive welded plates from low-carbon steel and titanium, Metallurgy 43, 83-86 (2004).
• [13] N. V. Rao, D. S. Sarma, S. Nagarjuna, G. Madhusundan, Mater. Sci. Technol. 25, 1387-1396 (2009).
• [14] G. R. Cowan, O. R. Bergmann, A. H. Holzmann, Mat. Trans. 2A, 3145-3155 (1971).
• [15] I. A. Bataev, A. A. Bataev, V. I. Mali, M. A. Esikov, P. S. Ya rtsev, A. S. Gontarenko, in A.D.Deribas, Ju.B. Scheck (Ed.), Explosive production of New Materials, Science, Technology, Business and Inovations (EPNM2012) 11, Torus press, 5-6, Moscow (2012).
• [16] K. Hokamoto, P. Manikandan, J. O. Lee, A. Mari, in A. D. Deribas, Ju. B. Scheck (Ed.), Explosive production of New Materials, Science, Technology, Business and Inovations (EPNM2012) 11, Torus press, 43-45, Moscow (2012).
• [17] Y. C. Chen, K. Makata, Scr. Mater. 58, 433-436 (2008).
• [18] N. Schell, A. King, F. Beckmann, H. U. Ruhnau, R. Kirchhof, R. Kiehn, M. Mueller, A. Schreyer, The High Energy Materials Science Beamline (HEMS) at PETRA III, In: 10th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation, Australian Synchrotron, Melbourne, Australia, 391-394 (2009).
• [19] PETRA III Technical Design Report, DESY 2004-035.
• [20] B. H. Toby, CMPR - a powder diffraction toolkit, Journal of Applied Crystallography 38, 1040-1041 (2005)