Сверхвысокие скорости охлаждения на границе свариваемых взрывом материалов и их влияние на формирование структуры зон перемешивания

Для свариваемых взрывом металлических пластин характерно формирование на межслойных границах локальных микрообъемов, в пределах которых происходит перемешивание взаимодействующих материалов. Эти микрообъемы могут располагаться дискретно вдоль границ волнообразной формы либо непрерывно в виде тонких прослоек вдоль плоских границ. На основании множества опубликованных работ было показано, что материал в этих зонах оплавляется, а последующее его затвердевание происходит с высокой скоростью, приводящей к формированию метастабильных фаз. В данной работе выполнен анализ формирования метастабильных фаз в соединениях сталь–сталь, $\mathrm{Ta}$–сталь, $\mathrm{Nb}$–$\mathrm{Al}$ и $\mathrm{Zr}$–$\mathrm{Cu}$. Проведена оценка скоростей охлаждения указанных материалов в зонах перемешивания. Расчетным путем показано, что скорость охлаждения расплавов, возникающих в зонах сварных швов исследуемых композитов, находится в диапазоне $10^3\div10^6$ К/с. В результате охлаждения зон перемешивания с такими высокими скоростями в них формируются метастабильные структуры. В отдельных случаях кристаллизация материалов подавляется и в зонах расплава формируются металлические стекла и квазикристаллические фазы.