Вплиав швидкості обертання і часу тертя на з’єднання сталей AISI 4340—2205 зварюванням тертям

У. Калігулу$^{1}$, М. Ялкіноз$^{2}$, Н. Каті$^{2}$, З. Балалан$^{3}$, С. Іслак$^{4}$

$^{1}$Університет Фірат, технологічний факультет, департамент металургії та матеріалознавства, 23119 Елязиг, Туреччина
$^{2}$Університет Фірат, технічний факультет, департамент металургії, 23119 Елязиг, Туреччина
$^{3}$Університет Бінґьоль, інженерний факультет, департамент металургії та матеріалознавства, 12000 Бінґьоль, Туреччина
$^{4}$Університет Кастамону, інженерно-архітектурний факультет, Кастамону, Туреччина

Отримано: 20.01.2015. Завантажити: PDF

Зварювання тертям являє собою процес твердотільного з’єднання, який в теперішній час інтенсивно використовується завдяки таким його перевагам, як низька підвідна теплота, висока продуктивність, простота реалізації та дружність до довкілля. Матеріяли, які важко з’єднуються зварюванням топленням, можуть бути успішно зварені зварюванням тертям. Методи зварювання топленням при з’єднанні різних матеріялів характеризуються утворенням в зоні стоплення фаз крихких інтерметалевих з’єднань, які знижують міцність зварного з’єднання. В даній роботі досліджується вплив швидкости обертання та часу тертя на з’єднання тертям сталей AISI 4340—2205. Зразки з відгартованої сталі AISI 4340 і двофазної неіржавійної сталі AISI 2205, кожний діяметром у 12 мм, використовувалися для виготовлення з’єднань. Випробування зварювання тертям виконувалися з використанням машини для зварювання тертям безредукторного типу, яку було сконструйовано та виготовлено нами для цього. Після зварювання тертям для визначення мікроструктурних змін в області роздільчої межі зварених зразків використовувалися методи оптичної та сканувальної електронної мікроскопії, а також енергодисперсійна рентґенівська спектроскопія та рентґенодифракційний аналіз. Для визначення механічних властивостей зварених зразків виконувалися дослідження мікротвердости та випробування на розрив. Результати експериментів показують, що відгартована сталь AISI 4340 може з’єднуватися з двофазною неіржавійною сталлю AISI 2205 методою зварювання тертям з одержанням зварного шва достатньої міцности. Значення міцности на розрив також підтвердили цей результат і те, що в області контакту не виникають інтерметалеві фази. Максимальної міцности на розрив у 635,66 МПа було досягнуто для з’єднань, яких було одержано за наступних умов зварювання: швидкість обертання – 2200 об/хв., тиск тертя – 40 МПа, тиск пресування – 80 МПа, час тертя – 6 с, а час пресування – 3 с.

Ключові слова: AISI 4340, AISI 2205, зварювання тертям, швидкість обертання, час тертя.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v37/i05/0665.html

PACS: 06.60.Vz, 62.20.Qp, 81.20.Vj, 81.40.Pq, 81.70.Bt, 81.70.Jb, 83.50.Uv


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. ASM Handbook on Welding (Eds. K. Ferjutz and J. R. Davis), vol. 6, p. 471 (1993).
  2. J. Charles, Proc. of 7th Duplex Int. Conf. and Expo (Grado: 2007).
  3. J. C. Lippold and D. J. Kotecki, Welding Metallurgy and Weldability of Stainless Steels (Hoboken, NJ: Wiley-Interscience: 2005).
  4. A. V. Jebaraj and L. Ajaykumar, Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, No. 21: 155 (2014).
  5. S. D. Meshram, T. Mohandas, and G. Madhusudhan Reddy, J. Mater. Processing Technol., 184, Iss. 1–3: 330 (2007). Crossref
  6. P. Sathiya, S. Aravindan, and A. Noorul Haq, Materials and Design, 29, Iss. 6: 1099 (2008). Crossref
  7. S. Celik and I. Ersozlu, Material Design, 30, Iss. 4: 970 (2009). Crossref
  8. http://www.celmercelik.com
  9. M. Sahin and H. E. Akata, Indust. Lubricat. Tribol., 56, No. 2: 122 (2004). Crossref
  10. M. Sahin, Materials and Design, 28: 1348 (2007). Crossref
  11. I. Kirik and N. Ozdemir, Int. J. Mater. Res., 104, No. 8: 769 (2013). Crossref
  12. N. Ozdemir, F. Sarsilmaz, and A. Hascalik, Material Design, 28, Iss. 1: 301 (2007). Crossref
  13. Welding Handbook. Vol. 2. Welding Processes (8th Ed.) (Miami: American Welding Society Inc.: 1997), No.739–761.
  14. R. E. Chalmers, Manufacturing Engineering, No. 126: 64 (2001).
  15. N. Ozdemir, Mater. Lett., 59, Iss. 19–20: 2504 (2005). Crossref
  16. D. E. Spindler, Welding Journal, 73, No. 3: 37 (1994).
  17. I. Kirik, N. Ozdemir, and U. Caligulu, Kovove Materials, No. 51: 4 (2013).
  18. I. Kirik, N. Ozdemir, and F. Sarsilmaz, MP Material Testing, No. 54: 10 (2012).
  19. M. B. Uday, M. N. Ahmad Fauzi, H. Zuhailawati, and A. B. Ismail, Sci. Technol. Welding and Joining, No. 15: 7 (2010).
  20. J. Domblesky and F. F. Kraft, J. Mater. Process. Technol., 191, Iss. 1–3: 82 (2007). Crossref
  21. A. Urena, E. Otero, M. V. Utrilla, and C. J. Múnez, J. Mater. Process. Technol., 182, Iss. 1–3: 624 (2007). Crossref
  22. J. S. Ku, N. G. Ho, and S. C. Tjong, J. Mater. Process. Technol., 63, Iss. 1–3: 770 (1997). Crossref
  23. T. Kannan and N. Murugan, J. Mater. Process. Technol., 176, Iss. 1–3: 230 (2006). Crossref
  24. U. Reisgen, M. Schleser, O. Mokrov, and E. Ahmed, Optic Laser Technology, 44, Iss. 1: 92 (2012). Crossref
  25. A. N. Dobrovidov, Weld Prod., No. 22: 3 (1975).
  26. A. Ishibashi, S. Ezoe, and S. Tanaka, Bulletin of the JSME, No. 26: 216 (1983).
  27. P. Sathiya, S. Aravindan, and A. Noorul Haq, Int. J. Adv. Man. Tech., 26, Iss. 5–6: 505 (2005). Crossref
  28. D. Ananthapadmanaban, V. Seshagiri Rao, Nikhil Abraham, and K. Prasad Rao, Materials and Design, 30, Iss. 7: 2642 (2009). Crossref
  29. V. V. Satyanarayana, G. Madhusudhan Reddy, and T. Mohandas, J. Materials Processing Technology, 160, Iss. 2: 128 (2005). Crossref
  30. M. Yilmaz (Istanbul: Technical University of Yildiz: 1993).
  31. R. Paventhan, P. R. Lakshminarayanan, and V. Balasubramanian, J. Iron and Steel Research, International, 19, Iss. 1: 66 (2012). Crossref
  32. S. Mercan and N. Ozdemir, NWSA: Technological Applied Sciences, 8, Iss. 2: 15 (2013). Crossref
  33. N. Kati and S. Ozan, New World Science Academy (NWSA), 2A0086, No. 9 (3): 22 (2014).