МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДИФФУЗИИ В БИМАТЕРИАЛЕ “МЕДЬ–АЛЮМИНИЙ”

Работа посвящена вопросам численного моделирования процессов диффузии в биметалле “алюминий–медь” методом конечных элементов. Основное внимание уделено описанию особенностей взаимной диффузии в процессе термообработки биметаллических алюминиево-медных материалов и процессу образования и роста интерметаллидных соединений в системе “алюминий–медь” при воздействии повышенной температуры. Использование миграционной модели диффузии позволило учесть влияние температуры и концентрации напряжений на процесс отжига и взаимодействие материалов и соединений при нагреве, что невозможно реализовать с применением стандартной диффузионной модели, а также получить графики распределения концентрации меди и алюминия при различных температурах и времени отжигов. Реализован программный алгоритм образования и роста интерметаллидных соединений в образце с учетом температуры отжига и концентрации диффундирующих элементов согласно диаграмме фазового равновесия “алюминий–медь”. Благодаря этому были получены слои интерметаллидов, возникающих на границе раздела металлов в процессе взаимной диффузии меди и алюминия, что наблюдали и в экспериментах. Показано, что численный эксперимент дает хорошее качественное и количественное совпадение с экспериментальными значениями толщины диффузионного слоя, на границе раздела “алюминий–медь” показывает совпадающие с натурным экспериментом в
пределах погрешности размеры возникших фаз.