Зношування з'єднань криці AA 7075, виготовлених двостороннім зварюванням тертям з перемішуванням

В. Кіран Кумар$^{1,2}$, К. В. Дурга Раджеш$^{1}$, С. Р. Котесвара Рао$^{3}$, П. Венкатешвара Бабу$^{2}$, 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: 31.08.2025; остаточний варіант - 01.05.2026. Завантажити: PDF

Зварювання тертям з перемішуванням (ЗПТ) алюмінійових стопів стає все більш важливим у багатьох галузях промисловости, де від зварних з’єднань вимагаються прийнятні структурні та функціональні властивості. Традиційне одностороннє ЗПТ, особливо в товстоперерізних з’єднаннях, часто призводить до пониження властивостей зварного шва через надмірне підведення тепла. Двостороннє зварювання тертям з перемішуванням виникло як потенційне рішення для пом’якшення цих обмежень шляхом балансування термічних циклів і поліпшення властивостей з’єднань. У даній роботі двостороннє зварювання тертям з перемішуванням було виконано на пластинах AA7075-T651 товщиною у 10 мм, а одержані з’єднання були методично оцінені на зносостійкість за допомогою установки для випробування на знос «штифт на диску». Мікроструктурні особливості та морфологія преципітатів також були оцінені за допомогою оптичної мікроскопії та просвітлювальної електронної мікроскопії. З’єднання продемонстрували чудову зносостійкість, про що свідчать менші коефіцієнти тертя та понижені питомі швидкості зносу порівняно як з основним матеріялом, так і з’єднаннями одностороннім ЗПТ. Металурґійна характеризація показала, що заготівка, зварювана двостороннім ЗПТ, містила дрібні рівновісні зерна, що супроводжувалося значним повторним осадженням зміцнювальних фаз після розчинення їх під час зварювання. Сукупний вплив подрібнення зерен і поліпшеного вмісту зміцнювальних осадів визначено як основні чинники, що сприяють поліпшенню зносостійкости з’єднань двостороннім ЗПТ. Загалом, одержані результати визначають двостороннє ЗПТ як ефективну техніку для поліпшення зносостійкости зварних швів високоміцних алюмінійових стопів, головним чином, у товстопрофільних застосуваннях.

Ключові слова: двостороннє зварювання тертям з перемішуванням, стоп AA 7075, зношування, оптична мікроскопія, просвітлювальна електронна мікроскопія.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v48/i05/0537.html

PACS: 06.60.Vz, 46.55.+d, 61.72.Ff, 62.20.Qp, 68.47.De, 81.20.Vj, 81.40.Pq


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. W. M. Thomas, E. D. Nicholas, J. C. Needham, M. G. Church, P. Temple-Smith, and C. J. Dawes (G.B. Patent Application No. 9125978.8: December 1991).
  2. R. S. Mishra and Z. Y. Ma, Mater. Sci. Eng. R, 50, Iss. 1–2: 1 (2005).
  3. G. Cam and S. Mistikoglu, J. Mater. Eng. Perform., 23, No. 6: 1936 (2014).
  4. R. Rai, A. De, H. K. D. H. Bhadeshia, and T. DebRoy, Sci. Technol. Weld. Joining, 16, Iss. 4: 325 (2011).
  5. A. Arora, A. De, and T. DebRoy, Scr. Mater., 64: 9 (2011).
  6. M. Mehta, A. Arora, A. De, and T. DebRoy, Metall. Mater. Trans. A, 42A, No. 9: 2716 (2011).
  7. A. Arora, M. Mehta, A. De, and T. DebRoy, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 61: 911 (2012).
  8. M. Mehta, A. De, and T. DebRoy, Sci. Technol. Weld. Joining, 19, No. 6: 534 (2014).
  9. X. He, F. Gu, and A. Ball, Prog. Mater. Sci., 65: 1 (2014).
  10. Z. Y. Ma, A. H. Feng, D. L. Chen, and J. Shen, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci., 43, Iss. 1: 269 (2018).
  11. A. K. Srivastava, A. Nag, S. Dwivedi, A. R. Dixit, and S. Hloch, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 127, Iss. 3–4: 1243 (2023).
  12. A. K. Srivastava, N. Kumar, A. Saxena, and S. Tiwari, Int. J. Cast Met. Res., 34, Iss. 6: 169 (2021).
  13. A. K. Srivastava, A. R. Dixit, M. Maurya, A. Saxena, N. K. Maurya, S. P. Dwivedi, and R. Bajaj, Mater. Chem. Phys., 266: 124572 (2021).
  14. A. K. Srivastava, N. Kumar, and A. R. Dixit, Mater. Sci. Eng. B, 263: 114832 (2021).
  15. R. Kumar, K. Singh, and S. Pandey, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 22, Iss. 2: 288 (2012).
  16. P. Vincent, J. Alexis, E. Andrieu, J. Delfosse, M. C. Lafont, and C. Blanc, Corros. Sci., 73: 130 (2013).
  17. T. Srinivasa Rao, G. Madhusudhan Reddy, and S. R. Koteswara Rao, Trans. Nonferrous. Met. Soc. China, 25, No. 6: 1170 (2015).
  18. T. Srinivasa Rao, S. R. Koteswara Rao, and G. Madhusudhan Reddy, Materialwiss. Werkstofftech., 49: 851 (2018).
  19. T. Srinivasa Rao, M. Selvaraj, S. R. Koteswara Rao, and T. Ramakrishna, Materialwiss. Werkstofftech., 52: 308 (2021).
  20. I. Hejazi, S.E. Mirsalehi, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 26, Iss. 3: 676 (2016).
  21. W. F. Xu, W. Zhang, and X. L. Wu, Metall. Mater. Trans. A, 48: 1078 (2017).
  22. M. R. Zhou, Y. Morisada, H. Fujii, and T. Ishikawa, J. Mater. Process. Technol., 254: 91 (2018).
  23. 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).
  24. X. Zhou, Z. Li, J. Wang, and Y. Chen, Wear, 526: 204993 (2023).
  25. Y. Li, H. Wu, and B. Sun, Mater. Today Commun., 26: 102016 (2021).
  26. A. Suresh, S. Natarajan, and R. Rathi, Procedia Struct. Integr., 45: 166 (2023).
  27. J. A. Wert, Scr. Mater., 15, No. 4: 445 (1981).
  28. G. W. Lorimer, Precipitation Processes in Solids (Eds. K. C. Russell and H. I. Aaronson) (Warrendale, PA: 1978).