Structure and Mechanical Properties of Explosive Welded Mg/Al Bimetal

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.

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.