Formation features of a welding joint of alloy Ti-5Al-3Mo-1V by the friction stir welding using heat-resistant tool from ZhS6 alloy

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 4 2022 57 TECHNOLOGY Рис. 3. Зона перемешивания (SZ) СТП-соединений сплава ВТ14, полученных по режимам 1–3 Fig. 3. Stirred zone (SZ) of FSW joints of Ti-4Al-3Mo-1V alloy, obtained by modes 1–3 Анализ микроструктуры зоны перемешивания сварных соединений показал, что материал этой зоны состоит из фрагментированных и рекристаллизованных зерен титанового сплава. Кроме того, следует отметить, что при прочих постоянных параметрах режима сварки повышение осевого усилия на инструменте приводит к снижению размера зерна в зоне перемешивания (рис. 3). Это является положительным эффектом, способствующим упрочнению зоны перемешивания сварного соединения согласно механизму Холла–Петча. Анализ микроструктуры сварных соединений также свидетельствует о наличии узкой зоны термомеханического воздействия (TMAZ), которая характеризуется наличием нерекристаллизованных зерен, сильно деформированных в направлении пластического течения металла (рис. 4). Следует отметить, что повышение осевого усилия на инструменте приводит к увеличению степени деформации структурных зерен в зоне TMAZ. Линия, обозначающая границу между структурными зонами и отчетливо различимая на рис. 2, пролегает между зонами TMAZ и HAZ сварного соединения. Резкий переход между двумя структурными состояниями материала связан с низкой теплопроводностью титанового сплава, которая обеспечивает его локальный разогрев непосредственно в зоне контакта со сварочным инструментом и препятствует его пластификации, достаточной для формирования протяженной зоны термомеханического воздействия. Различие между структурными состояниями в HAZ и TMAZ сварного соединения определяет резкое изменение прочностных характеристик его материала. Граница раздела характерных зон выступает в качестве фактора, определяющего прочность неразъемного соединения. Внешний вид образцов неразъемных соединений, испытанных на одноосное статическое растяжение, свидетельствует о том, что разрушение материала происходит по линии, соответствующей вышеуказанной границе раздела характерных зон (рис. 5). Рис. 4. Граница между структурными зонами СТП-соединений сплава ВТ14, полученных по режимам 1–3 Fig. 4. The boundary between structural zones of FSW joints of Ti-4Al-3Mo-1V alloy, obtained by modes 1–3

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1