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

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 4 2021 147 MATERIAL SCIENCE Рис . 7. Структура образцов 2.1 ( а , б ), 2.2 ( в , г ) и 2.3 ( д , е ) в зоне выхода инструмента , вырезанных в горизонтальном сечении по схеме , представленной на рис . 1 Fig. 7. Structure of samples 2.1 ( а , б ), 2.2 ( в , г ) and 2.3 ( д , е ) in the tool outlet zone, cut in the horizontal section according to the scheme shown in Fig. 1 а в д б г е мерах слоя переноса , а также в особенностях его состояния в зоне выхода инструмента ( рис . 7, в – е и 8, а – г ). Наименьшая толщина слоя переноса , как и зоны перемешивания ожидаемо находится в нижней части зоны обработки , где ди - аметр пина инструмента минимален ( рис . 8, в , г ). Кроме того , встречаются частично оторванные от зоны перемешивания слои переноса прак - тически на каждом уровне по высоте образца ( рис . 7, в – д и 8, а ). Отрыв части зоны переме - шивания при выходе инструмента обусловлен адгезией алюминиевого сплава к стальному ин - струменту , а также тем фактом , что достаточно большая часть материала при обработке нахо - дится между витками нарезки винтового пина . Определение микротвердости материала шва и околошовной зоны неразъемных со - едиений показывает , что в материале основ - ных для СТП - соединения структурных зон из сплава АМг 5 толщиной 35 мм не проис - ходит разупрочнения материала по сравне - нию с твердостью основного металла со – ответствующего сплава ( рис . 9). Данные , полученные в ходе измерений микротвердо - сти основных структурных зон по Виккерсу , также показывают отсутствие существенного упрочнения материала и небольшие различия в значениях твердости на разных по толщи - не участках соединения . При этом разброс значений микротвердости в целом по об - разцу достаточно существенный ( от 745 до 1045 МПа , т . е . 40 % от минимальной вели - чины ), что значительно выше , чем увеличе - ние микротвердости в центральной части