Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Микроструктура и особенности разрушения алюминиевого сплава AA7075-T651, охлажденного в процессе сварки трением с перемешиванием

Т. Сриниваза Рао, С. Р. Котесвара Рао, Г. Мадхусудхан Редди

Аннотация


Исследованы сварные соединения из пластин толщиной 16 мм из алюминиевого сплава АА7075, полученные методом сварки трением с перемешиванием. Определены макроструктура области сварки вдоль толщины пластин и микроструктура разных участков сварного соединения на световом и просвечивающем электронном микроскопах. Проведены испытания на растяжение сварных образцов и рассчитаны средние значения пределов прочности и текучести, а также относительного удлинения. Измерены профили твердости по Виккерсу середины поперечного сечения сварного шва. Опробована сварка трением с принудительным охлаждением (потоком сжатого воздуха или погружением в воду) для снижения тепловых повреждений и повышения механических свойств. Показана эффективность такой сварки.

Ключевые слова


алюминиевый сплав AA7075; сварка трением с перемешиванием; принудительное охлаждение; разрушение; просвечивающая электронная микроскопия; aluminum alloy AA7075; friction stir welding; forced cooling; fracture; transmission electron microscopy

Полный текст:

PDF

Литература


Микроструктура и особенности разрушения алюминиевого сплава AA7075-T651, охлажденного в процессе сварки трением с перемешиванием

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Abhay K., Sreekumar K. Metallurgical studies on cracked Al - 5.5Zn - 2.5Mg - 1.5Cu aluminum alloy injector disc of turbine rotor // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2008. V. 4. P. 327 - 332.

Thomas W. M., Nicholas E. D., Needham J. C. et al. GB Patent Application, No. 9125978.8, December, 1991.

Sua J. Q., Nelson T. W., Sterling C. J. Microstructure evolution during FSW/FSP of high strength aluminum alloys // Materials Science and Engineering A. 2005. V. 405. P. 277 - 286.

Fujii H., Cui L., Maeda M., Nogi K. Effect of tool shape on mechanical properties and microstructure of friction stir welded aluminum alloys // Materials Science and Engineering A. 2006. V. 419. P. 25 - 31.

Chen H. B., Yan K., Lin T. et al. The investigation of typical welding defects for 5456 aluminum alloy friction stir welds // Materials Science and Engineering A. 2006. V. 433. P. 64 - 69.

Mishra R. S., Ma Z. Y. Friction stir welding and processing // Materials Science and Engineering. 2005. V. R50. P. 1 - 78.

Hassan K. A. A., Prangnell P. B., Norman A. F. et al. Effect of welding parameters on nugget zone microstructure and properties in high strength aluminium alloy friction stir welds // Science and Technology of Welding and Joining. 2003. V. 8. P. 257 - 268.

Rhodes C. G., Mahoney M. W., Bingel W. H. Effects of friction stir welding on microstructure of 7075 aluminum // Scripta Materialia. 1997. V. 36. P. 69 - 75.

Jata K. V., Sankaran K. K., Ruschau J. J. et al. Friction-stir welding effects on microstructure and fatigu K. V. of aluminum alloy 7050-T7451 // Metallurgical and Materials Transactions. V. 31A. 2000. P. 2181 - 2192.

Mahoney M. W., Rhodes C. G., Flintoff J. G. et al. Properties of friction-stir-welded 7075 T651 aluminum // Metallurgical and Materials Transactions. 1998. V. 29A. P. 1955 - 1964.

Peel M., Steuwer A., Preuss M., Withers P. J. Microstructure, mechanical properties and residual stresses as a function of welding speed in aluminum AA5083 friction stir welds // Acta Materialia. 2003. V. 51. P. 4791 - 4801.

Reynolds A. P., Lockwood W. D., Seidel T. U. Processing-property correlation in friction stir welds // Materials Science Forum. 2000. V. 331 - 337. P. 1719 - 1724.

Liu H. J., Fujii H., Maeda M., Nogi K. Tensile properties and fracture locations of friction-stir-welded joints of 2017-T351 aluminum alloy // Journal of Materials Processing Technology. 2003. V. 142. P. 692 - 696.

Yang B., Yan J., Sutton M. A., Reynolds A. P. Banded microstructure in AA2024-T351 and AA2524-T351 aluminum friction stir welds: Part I. Metallurgical studies // Materials Science and Engineering A. 2004. V. 364. P. 55 - 65.

Hassan K. A. A., Norman A. F., Prangnell P. B. The Stability of the Nugget Zone Grain Structure in AA7010 Alloy Friction Stir Welds during Solution treatment // Materials Science Forum. 2002. V. 396 - 402. P. 1549 - 1554.

Hassan K. A. A., Norman A. F., Prangnell P. B. The effect of welding conditions on the microstructure and mechanical properties of the nugget zone in AA7010 alloy friction stir welds // Third International Symposium on Friction Stir Welding. Kobe: Japan. 2001.

Jata K. V. Friction Stir Welding of High Strength Aluminum Alloys // Materials Science Forum. 2000. V. 331 - 337. P. 1701 - 1712.

Robson J. D., Sullivan A., Shercliff H. R., McShane G. Microstructural evolution during friction stir welding of AA7449 // Fifth International Friction Stir Welding Symposium. Metz. France. 2004.

Chen Y. C., Liu H. J., Feng J. C. Effect of post-weld heat treatment on the mechanical properties of 2219-O friction stir welded joints // Journal of Materials Science. 2006. V. 41(1). P. 297 - 299.

Liu H. J., Chen Y. C., Feng J. C. Effect of heat treatment on tensile properties of friction stir welded joints of 2219-T6 aluminum alloy // Materials Science and Technology. 2006. V. 22(2). P. 237 - 241.

Benavides S., Li Y., Murr L. E., Brown D., McClure J. C. Low-temperature friction-stir welding of 2024 aluminum // Scripta Materialia. 1999. V. 41. P. 809 - 815.

Staron P., Kocak M., Williams S. Residual stresses in friction stir welded Al sheets // Applied Physics. 2002. V. 74. S1161 - S1162.

Nelson T. W., Steel R. J., Arbegast W. J. In situ thermal studies and post-weld mechanical properties of friction stir welds in age hardenable aluminium alloys // Science and Technology of Welding & Joining. 2003. V. 8(4). P. 283 - 288.

Su J. Q., Nelson T. W., Sterling C. J. A new route to bulk nanocrystalline materials // Journal of Materials Research. 2003. V. 18(8). P. 1757 - 1760.

Fratini L., Buffa G., Shivpuri R. In-process heat treatments to improve FS-welded butt joints // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2009. V. 43. P. 664 - 670.

Fratini L., Buffa G., Shivpuri R. Mechanical and metallurgical effects of in process cooling during friction stir welding of AA7075-T6 butt joints // Acta Materialia. 2010. V. 58. P. 2056 - 2067.

Liu H. J., Zhang H. J., Huang Y. X., Yu L. Mechanical properties of underwater friction stir welded 2219 aluminum alloy // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010. V. 20. P. 1387 - 1391.

Upadhyay P., Reynolds A. P. Effects of thermal boundary conditions in friction stir welded AA7050-T7 sheets // Materials Science and Engineering A. 2010. V. 527. P. 1537 - 1543.

Zhang H. J., Liu H. J., Yu L. Microstructure and mechanical properties as a function of rotation speed in underwater friction stir welded aluminum alloy joints // Materials and Design. 2011. V. 32. P. 4402 - 4407.

Sharma C., Dwivedi D. K., Kumar P. Influence of in-process cooling on tensile behavior of friction stir welded joints of AA7039 // Materials Science and Engineering A. 2012. V. 556. P. 479 - 487.

Zhang Z., Xiao B. L., Ma Z. Y. Influence of water cooling on microstructure and mechanical properties of friction stir welded 2014Al-T6 joints // Materials Science and Engineering A. 2014. V. 614. P. 6 - 15.

Zhang H. J., Liu H. J. Mathematical model and optimization for underwater friction stir welding of a heat-treatable aluminum alloy // Materials and Design. 2013. V. 45. P. 206 - 211.

Papahn H., Bahemmat P., Haghpanahi M. Study on governing parameters of thermal history during underwater friction stir welding // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. V. 78. P. 1101 - 1111.

Srinivasa Rao T., Madhusudhan Reddy G., Koteswara Rao S. R. Microstructure and mechanical properties of friction stir welded AA7075-T651 aluminum alloy thick plates // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015. V. 25. P. 1170 - 1178.

Srinivasa Rao T., Madhusudhan Reddy G., Srinivasa Rao G., Koteswara Rao S. R. Studies on salt fog corrosion behavior of friction stir welded AA7075-T651 aluminum alloy // International Journal of Materials Research. 2014. V. 105. P. 375 - 385.

Selvaraj M., Murali V., Koteswara Rao S. R. Mechanism of weld formation during friction stir welding of aluminum alloy // Materials and manufacturing processes. 2013. V. 28. P. 595 - 600.

Wert J. A. Identification of precipitates in 7075 Al after high- temperature aging // Scripta Materialia. 1981. V. 15. P. 445 - 447.

Lorimer G. W. Precipitation in aluminum alloys / K. C. Russell, H. I. Aaronson (eds.). Precipitation Processes in Solids. Metallurgical Society of AIME. Warrendale PA. 1978. P. 87 - 119.





© Издательский дом «Фолиум», 1993–2021