Analysis of Structures at the Boundary of Contact Melting Al–Mg–Mn and Zn Based Alloys
- Authors: Batalova E.А.1, Kamaeva L.V.1, Shutov I.V.2, Korolev M.N.2, Krivilev M.D.1,2
-
Affiliations:
- Udmurt Federal Research Center, UB RAS
- Udmurt State University
- Issue: No 5 (2024)
- Pages: 82-90
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/264385
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096024050125
- EDN: https://elibrary.ru/FTETGC
- ID: 264385
Cite item
Abstract
The processes of contact melting of the AMg6 (Al-6%Mg-1%Mn) alloy with Zn–Cu–Al solder and the model Zn–Al alloy, as well as the structure of the contact fusion zone, are studied. Samples were obtained in two stages. At the first step, the solder was mechanically applied (tinned) to the surface of the AMg6 plates. Аt the second step, the resulting composite samples were subjected to heat treatment with a varied exposure time in the liquid state. According to the data of metallographic and X-ray diffraction analyses, as well as differential scanning calorimetry, it was shown that already at the tinning stage the active interaction between Zn and Al occurs, which leads to the formation of a developed microstructure in the joint zone. The presence of copper in the solder HTS-2000 reduces the melting point of the Zn-Al alloy by 30-40°C and improves the conditions for contact interaction with the grade AMg6 matrix. Active diffusion of zinc ensures the formation of an extensive melting zone during heat treatment, while zinc-rich areas during crystallization contain the Zn5Cu intermetallic phase, which prevents the formation of intermetallic ZnxMgy compounds, which does not lead to embrittlement of the contact zone.
About the authors
E. А. Batalova
Udmurt Federal Research Center, UB RAS
Author for correspondence.
Email: elizaveta.smagina.97@mail.ru
Russian Federation, Izhevsk
L. V. Kamaeva
Udmurt Federal Research Center, UB RAS
Email: lara_kam@mail.ru
Russian Federation, Izhevsk
I. V. Shutov
Udmurt State University
Email: elizaveta.smagina.97@mail.ru
Russian Federation, Izhevsk
M. N. Korolev
Udmurt State University
Email: elizaveta.smagina.97@mail.ru
Russian Federation, Izhevsk
M. D. Krivilev
Udmurt Federal Research Center, UB RAS; Udmurt State University
Email: elizaveta.smagina.97@mail.ru
Russian Federation, Izhevsk; Izhevsk
References
- Алюминиевые сплавы. Состав, свойства, технология, применение. / Ред. Белецкий В.М. Киев: Коминтех, 2005. 365 с.
- Бродова И.Г., Попель П.С., Барбин Н.М., Ватолин Н.А. Исходные расплавы как основа формирования структуры и свойств алюминиевых расплавов. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 367 с.
- Kamaeva L.V., Lad’yanov V.I., Ryltsev R.E., Chtchelkatchev N.M. // J. Molecular Liquids. 2020. V. 299. P. 112207. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114636
- Баталова Е.А., Камаева Л.В. // Химическая физика и мезоскопия. 2021. Т. 23. № 3. С. 325. https://doi.org/10.15350/17270529.2021.3.29
- Камаева Л.В., Корепанов А.Ю., Ладьянов В.И. // Теплофизика высоких температур. 2018. Т. 56. № 4. С. 534. https://doi.org/10.1134/S0040364419020066
- Бельтюков А.Л., Стерхова И.В., Ладьянов В.И., Хуснутдинов Р.М., Мокшин А.В. // Журнал физической химии. 2022. Т. 96. № 12. С. 1724. https://doi.org/10.31857/S004445372212007X
- Бродова И.Г., Ширинкина И.Г., Распосиенко Д.Ю., Акопян Т.К. // Физика металлов и металловедение. 2020. Т. 121. № 9. С. 987. https://doi.org/10.31857/S001532302009003X
- Бродова И.Г., Кленов А.Н., Ширинкина И.Г., Смирнов Е.Б., Орлова Н.Ю. // Физика металлов и металловедение. 2021. Т. 122. № 12. С. 1309. https://doi.org/10.31857/S0015323021120032
- Шуркин П.К., Белов Н.А., Мусин А.Ф., Аксенов А.А. // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2020. № 1. С. 48. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2020-1-48-58
- Справочник по пайке. / Ред. Лоцманов С.Н., Петрунин И.Е. и д.р. М.: Машиностроение, 1975.
- Измайлов В.В., Новоселова М.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 8. С. 64. https://doi.org/10.31857/S1028096022050119
- Карамурзов Б.С., Кутуев Р.А., Понежев М.Х., Созаев В.А., Шерметов А.Х., Шокаров А.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. № 6. С. 109. https://doi.org/10.31857/S1028096021030055
- Sekulic D.P., Galenko P.K., Krivilyov M.D., Walker L., Gao F. // Int. J. Heat Mass Transf. 2005. № 12. P. 2372. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2005.01.034
- Shutov I.V., Kamaeva L.V., Krivilyov M.D., Yu C.-N., Mesarovic S.Dj., Sekulic D.P. // J. Crystal Growth. 2020. V. 530. P. 125287. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2019.125287
- Bazhenov V.E., Pashkov I.N., Pikunov M.V., Cheverikin V.V. // Mater. Sci. Technol. 2016. V. 32. №8. P. 752. https://doi/org//10.1179/1743284715Y.0000000135
- Bazhenov V.E., Pikunov M.V., Pashkov I.N. // Russ. Metall. 2018. V. 2018. № 5. P. 445. https://doi.org/10.1134/S0036029518050026
- Shapiro L.A. // Welding Journal. 2009. V. 88. № 10. P. 43.
- Шутов И.В., Камаева Л.В., Баталова Е.А., Королев М.Н., Кривилев М.Д. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 8. C. 80. https://doi.org/10.31857/S1028096022080167
- Sterkhova I.V., Kamaeva L.V. // J. Non-Cryst. Solids. 2014. V. 401. P. 250. https://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2014.01.027
- Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 1 / Ред. Лякишев Н.П. М.: Машиностроение, 1996. 992 с.