Stir zone material flow patterns during friction stir welding of heavy gauge AA5056 workpieces and stability of its mechanical properties

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 4 2021 140 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Закономерности течения материала по контуру инструмента и стабильность механических свойств материала зоны перемешивания при СТП образцов сплава АМг 5 больших толщин Татьяна Калашникова 1, 2, a, * , Владимир Белобородов 1, b , Ксения Осипович 1, c , Андрей Воронцов 1, d , Кирилл Калашников 1, e 1 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН , пр . Академический , 2/4, 634055, г . Томск , Российская Федерация 2 Национальный исследовательский Томский государственный университет , пр . Ленина , 36, 634050, г . Томск , Российская Федерация a https://orcid.org/0000-0002-0388-4011 , gelombang@ispms.tsc.ru , b https://orcid.org/0000-0003-4609-1617, vabel@ispms.ru , c https://orcid.org/0000-0001-9534-775X , osipovich_k@ispms.ru, d https://orcid.org/0000-0002-4334-7616, vav@ispms.tsc.ru, e https://orcid.org/0000-0002-0286-7156, kkn@ispms.tsc.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021 Том 23 № 4 с . 140–154 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-140-154 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.791.1:620.184:620.178.152.341 История статьи : Поступила : 16 сентября 2021 Рецензирование : 28 сентября 2021 Принята к печати : 05 октября 2021 Доступно онлайн : 15 декабря 2021 Ключевые слова : Сварка трением с перемешиванием Фрикционная перемешивающая об - работка Структурно - фазовое состояние Механические свойства Финансирование : Результаты получены при выпол - нении комплексного проекта « Создание производства высоко - технологичного крупногабаритного оборудования интеллектуальной адаптивной сварки трением с пере - мешиванием для авиакосмической и транспортной отраслей РФ » ( согла - шение о предоставлении субсидии от 22.11.2019 № 075-11-2019-033), реализуемого НГТУ и ИФПМ СО РАН при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках по - становления Правительства РФ от 09.04.2010 № 218. АННОТАЦИЯ Введение . Обработка и сварка трением с перемешиванием являются практически идентичны - ми процессами интенсивной пластической деформации в условиях повышенной температуры . Раз - личаются технологии в основном целью использования : формирование упрочненного поверхностного слоя или получение неразъемного соединения . Однако известно , что как при сварке , так и при обра - ботке трением с перемешиванием заготовок больших толщин возникают температурные градиенты . В результате происходит изменение условий адгезионного взаимодействия , пластического течения ма - териала и формирования зоны перемешивания по сравнению с тонколистовыми заготовками с прин - ципиально отличными показателями отвода тепла . В связи с этим целью работы является опреде - ление закономерностей организации структуры и стабильности механических свойств в различных направлениях в материале заготовки из алюминиево - магниевого сплава толщиной 35 мм , полученном методом сварки / обработки трением с перемешиванием . Методика исследований . Описаны техника и режимы сварки , обработки трением с перемешиванием заготовок сплава АМг 5 толщиной 35 мм . Приведены данные по используемому для исследований оборудованию для механических испытаний и структурных исследований . Результаты и обсуждение . Полученные данные свидетельствуют о пре - вышении механических свойств материала зоны обработки над механическими свойствами материа - ла основного металла во всех направлениях относительно направления обработки . Неоднородности структуры материала после обработки / сварки трением с перемешиванием образцов больших толщин не оказывают определяющего влияния на свойства материала зоны перемешивания . При этом чет - кой корреляции между значениями прочностных показателей и направлением приложения усилия не выявляется , как не обнаруживается существенного отличия механических свойств от расположения образцов внутри зоны перемешивания . Средние значения предела прочности в вертикальном , по - перечном и продольном направлении составляют 302, 295 и 303 МПа , предела текучести – 155, 153 и 152 МПа , относительного удлинения после разрыва 27,2, 27,5, 28,7 % соответственно . Для цитирования : Закономерности течения материала по контуру инструмента и стабильность механических свойств матери - ала зоны перемешивания при СТП образцов сплава АМг 5 больших толщин / Т . А . Калашникова , В . А . Белобородов , К . С . Осипо - вич , А . В . Воронцов , К . Н . Калашников // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 4. – С . 140–154. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-140-154. ______ * Адрес для переписки Калашникова Татьяна Александровна , научный сотрудник Институт физики прочности и материаловедения СО РАН , пр . Академический , 2/4, 634055, г . Томск , Россия Тел .: 8 (913) 883-69-62, e-mail: gelombang@ispms.ru