Характеристики алюмінійового стопу AA7075, звареного методом двостороннього тертя з перемішуванням

В. Кіран Кумар$^{1,2}$, К. В. Дурга Раджеш$^{1}$, С. Р. Котесвара Рао$^{3}$, Т. Срініваса Рао$^{4}$

$^{1}$Департамент машинобудування, Освітній фонд Конеру Лакшмая, 522 302 Ваддесварам, Андхра-Прадеш, Індія
$^{2}$Факультет машинобудування, Технологічний інститут Васіредді Венкатадрі, 522 508 Намбур, Гунтур, Андхра-Прадеш, Індія
$^{3}$Кафедра машинобудування, Інженерний коледж Шрі Шівасубраманія Надар, 603 110 Ченнаї, Тамілнад, Індія
$^{4}$Академія «Корнерстоун», 600 129 Ченнаї, Тамілнад, Індія

Отримано: 17.04.2025; остаточний варіант - 30.08.2025. Завантажити: PDF

Автомобільна промисловість сьогодні все більше потребує легких конструкцій для підвищення ефективности використання палива, продуктивности автомобілів і відповідности нормам викидів. Традиційно основним методом пониження ваги та підвищення міцности було зменшення товщини крицевого листа, але цей підхід часто понижує жорсткість панелей. Для вирішення цієї проблеми було запропоновано замінити криці легшими матеріялами, такими як алюміній, які демонструють порівнянні структурні властивості. AA7075, алюмінійовий стоп серії 7000 з високою міцністю, одержаний методом дисперсійного гартування, є однією з альтернатив. Однак вважається, що з’єднання пластин 7075 звичайними методами зварювання топленням є складним. Зварювання тертям з перемішуванням, що є процесом з’єднання у твердому стані, виявилося життєздатною технікою для успішного з’єднання цих високоміцних стопів, зокрема AA7075. Однак такий спосіб призводить до погіршення властивостей зварювання, і це пониження більш виражене у товстих зварних швах. Двостороннє зварювання тертям з перемішуванням вважається одним з можливих рішень для розв’язання проблеми пониження властивостей зварювання. У даній роботі пластини AA7075-T651 товщиною у 6,35 мм були зварені тертям з перемішуванням з обох боків. Механічні властивості зварних з’єднань оцінювали за допомогою випробувань на розтяг відповідно до стандартів ASTM B557 та випробувань на твердість. Окрім того, мікроструктуру зварного шва досліджували також за допомогою оптичної мікроскопії. Вищі значення твердости спостерігаються у місці зварювання, а зона термічного впливу має нижчі значення твердости. Зона зварювання продемонструвала ефективність з’єднання у 67% з точки зору межі плинности, і було виявлено, що в зварному шві відбуваються розривні руйнування. Область зварного шва, одержаного тертям з перемішуванням, має дрібні рівновісні, рекристалізовані зерна, тоді як у зоні термічного впливу відбувається незначний ріст зерен.

Ключові слова: двостороннє зварювання тертям з перемішуванням, алюмінійовий стоп 7075, мікроструктура шва, властивості під час розриву, дослідження твердости.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i09/0973.html

PACS: 06.60.Vz, 61.72.Ff, 62.20.mm, 62.20.Qp, 68.35.Gy, 81.20.Vj, 81.40.Pq


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. M. B. D. Ellis and M. Strangwood, Mater. Sci. Technol., 12, Iss. 11: 970 (1996).
  2. S. W. Williams, Air Space Eur., 3: 64 (2001).
  3. M. Ericsson and R. Sandstrom, Int. J. Fatigue, 25: 1379 (2003).
  4. T. Srinivasa Rao, G. Madhusudhan Reddy, and S. R. Koteswara Rao, Trans. Nonferrous. Met. Soc. China, 25, No. 6: 1170 (2015).
  5. T. Srinivasa Rao, G. Madhusudhan Reddy, G. Srinivasa Rao, and S. R. Koteswara Rao, Int. J. Mater. Res., 105, Iss. 4: 375 (2014).
  6. K. Thamilarasan, S. Rajendraboopathy, G. Madhusudhan Reddy, T. Srinivasa Rao, and S. R. Koteswara Rao, Mater. Test., 58, Nos. 11–12: 932 (2016).
  7. C. G. Rhodes, M. W. Mahoney, W. H. Bingel, R. A. Spurling, and C. C. Bampton, Scr. Mater., 36: 69 (1997).
  8. M. W. Mahoney, C. G. Rhodes, J. G. Flintoff, R. A. Spurling, and W. H. Bingel, Metall. Mater. Trans. A, 29: 1955 (1998).
  9. R. S. Mishra and Z. Y. Ma, Mater. Sci. Eng. R, 50, Iss. 1–2: 1 (2005).
  10. T. Srinivasa Rao, G. Madhusudhan Reddy, and S. R. Koteswara Rao, La Metall. Ital., 1, No. 5: 29 (2016).
  11. T. Srinivasa Rao, G. Madhusudhan Reddy, and S. R. Koteswara Rao, Mater. Test., 59, No.2: 155 (2017).
  12. T. Srinivasa Rao, M. Selvaraj, S. R. Koteswara Rao, and T. Ramakrishna, Materialwiss. Werkstofftech., 52: 308 (2021).
  13. T. Srinivasa Rao, S. R. Koteswara Rao, and G. Madhusudhan Reddy, Materialwiss. Werkstofftech., 49: 851 (2018).
  14. V. Kiran Kumar, K. V. Durga Rajesh, S. R. Koteswara Rao, T. Ramakrishna, and T. Srinivasa Rao, Metall. Res. Technol., 121, No. 107: 1 (2024).
  15. J. A. Wert, Scr. Mater., 15, No. 4: 445 (1981).
  16. G. W. Lorimer, Precipitation Processes in Solids (Eds. K. C. Russell and H. I. Aaronson) (Warrendale, PA: 1978).