Formation of Intermetallic Compounds During Explosive Welding

Greenberg, B. A.; Иванов, М. А.; Pushkin, M. S.; Inozemtsev, A. V.; Пацелов, А. М.; Tankeyev, A. P.; Кузьмин, С. В.; Lysak, V. I.

doi:10.1007/s11661-016-3729-7

Cited by 20 publications

(5 citation statements)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The authors of [16] studied joints of metals that had sufficiently high mutual solubility. The formation of intermetallics upon explosive welding of copper and titanium was studied in [17]. According to the study, the following phases have been identified: the metastable Cu 3 Ti and equilibrium Cu 4 Ti.…”

Section: Intermetallics Formationmentioning

confidence: 99%

Microstructures upon explosion welding and processes which prevent joining of materials

Greenberg¹,

Иванов²,

Кузьмин³

et al. 2018

LoM

View full text Add to dashboard Cite

The present paper examines features of interface structure and analyzes possible risk zones for two to a certain degree alternative objects manufactured from composites produced by explosive welding. One of those is a chemical reactor vessel; the other is a petrochemical reactor vessel (a coke drum). The engineering of a chemical reactor vessel is an example of a successful implementation of explosive welding. The analysis of the chemical reactor wall structure containing a coppertantalum welded joint revealed the reasons for its stability that provides reactor's extended service life in a harsh environment. However, a risk zone can emerge due to the quasi-wave nature of the interface. On the contrary, factors that shorten the service life were found for the petrochemical reactor. The contact zone of the plates for the shell of the petrochemical reactor (the coke drum) produced by explosive welding and made of 08Cr13 and 12CrMo steel consists of five layers. The segregation of carbon provokes the eutectoid decomposition that causes formation of colonies of rod-shaped carbides. As a result, two risk zones can be observed: the melted zone and the segregation zone. Using the copper-titanium joints as examples, the effect of intermetallic reactions on the strength of a welded joint was studied. Disordered and unfaceted clusters were observed to turn into intermetallic particles and then into agglomerates. Attention is drawn to the fact that the variety of operating modes and conditions makes the formation of intermetallic compound really hazardous.

show abstract

Section: Intermetallics Formationmentioning

confidence: 99%

Microstructures upon explosion welding and processes which prevent joining of materials

Greenberg¹,

Иванов²,

Кузьмин³

et al. 2018

LoM

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Применение технологического горения для синтеза высокотемпературных материалов сдерживается недостаточной изученностью физикохимических процессов в волне высокотемпературного синтеза [1,2]. В то же время необходимо отметить, что изучению СВС в системе Ni-Al, как экспериментальному, так и теоретическому, посвящено значительное количество исследований, позволивших раскрыть и объяснить многие механизмы и закономерности, описывающие данный процесс [1][2][3][4][5][6].…”

Section: Introductionunclassified

Combustion in Ni–Al System with Cu Additive (Powder or Rod). Experiment and Mathematical Model

Лапшин

Shulpekov

Габбасов

et al. 2021

Russ. J. Non-ferrous Metals

View full text Add to dashboard Cite

Аннотация: Проведены экспериментальные исследования и с помощью разработанной математической модели выполнены теоретические расчеты волнового синтеза в системе Ni-Al-Cu. Получены приближенные аналитические формулы для оценки характеристик синтеза. С использованием данных экспериментов и аналитических соотношений методом обратной задачи найдены кинетические константы, определяющие динамику процесса. Показано, что при повышении относительной плотности реакционного образца в диапазоне значений относительной плотности от 0,4 до 0,6 скорость распространения фронта горения монотонно растет. Глубина проникновения расплава меди из центра образца в никельалюминиевую матрицу зависит от относительной плотности образца и диаметра медной проволоки: более высокие их значения приводят к увеличению области жидкофазной пропитки. Темп смачивания расплавом меди порошкового каркаса из никеля и алюминия лимитируется скоростью волны синтеза. На основе опытных данных и аналитических соотношений проведена оценка эффективных кинетических констант, характеризующих высокотемпературный синтез реакционной смеси Ni + Al в присутствии добавок меди. Вычислены тепловой эффект реакции образования интерметаллида NiAl и предэкспоненциальный множитель в уравнении химического превращения; установлена величина показателя степени в соотношении для теплопроводности смеси; найдена константа, определяющая процесс пропитки расплавом меди никель-алюминиевой матрицы. Макроскопический подход, используемый для анализа процесса синтеза интерметаллида NiAl, позволяет определить все искомые физико-химические характеристики и параметры модели. Математическая модель пригодна для прогностических оценок и анализа экспериментальных данных в макроскопическом приближении. Получены приближенные аналитические формулы для расчета характеристик синтеза интерметаллида NiAl. Они позволяют рассчитывать характеристики сквозного канала и могут быть применены для расчета изделий из NiAl.

show abstract

“…As a result, the sound aluminum and steel welded joint has gained extensive attention [1]. However, distinct differences in thermal physical properties and the formations of brittle intermetallic compounds (IMCs) at the bonding interface are obstacles to achieve effective connection [2]. Therefore, many welding methods have been applied to realize dissimilar metals welding of Al and steel [3].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Microstructure and Mechanical Properties of Al/Steel Butt Joint by Hybrid CMT Welding with External Axial Magnetic Field

Kang

Liu

et al. 2020

Materials

View full text Add to dashboard Cite

The 6061 aluminum alloy and 304 stainless steel were welded by hybrid cold metal transfer (CMT) welding with external axial magnetic field. The effects of magnetic intensity and frequency on joint microstructure and mechanical properties were studied. It was found that the magnetic field can promote the spreading of aluminum weld metal on the steel surface and thus increase the bonding area of Al/steel butt joint. The welding process stability improved, while the wetting behavior worsened with the introduction of alternating frequencies. The thickness of the intermetallic compound (IMC) layer at Al/steel interface was reduced to 3 μm with the coil current of 2 A. The application of the magnetic field promoted the aggregation of Si atoms at the interface and inhibited the formation of brittle (Al, Si)13Fe4 phase. The fracture paths were transformed from (Al, Si)13Fe4 layer to Al8Fe2Si layer with the application of the magnetic field. The maximum tensile strength reached 130.2 MPa, an increase of 61.6% in comparison to the normal CMT process.

show abstract

Formation of Intermetallic Compounds During Explosive Welding

Cited by 20 publications

References 9 publications

Microstructures upon explosion welding and processes which prevent joining of materials

Microstructures upon explosion welding and processes which prevent joining of materials

Combustion in Ni–Al System with Cu Additive (Powder or Rod). Experiment and Mathematical Model

Microstructure and Mechanical Properties of Al/Steel Butt Joint by Hybrid CMT Welding with External Axial Magnetic Field

Contact Info

Product

Resources

About