Obrabotka Metallov 2021 Vol. 23 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 2 2021 110 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Эти особенности структуры зоны переме - шивания наряду с формированием области вы - давленного металла со следами экструдирова - ния в зоне входа инструмента не объясняются исключительно адгезионным взаимодействием инструмента и свариваемого материала с его по - слойным переносом , что на сегодняшний день принято считать основным механизмом струк - турообразования при сварке трением с переме - шиванием [23]. Одним из возможных путей об - разования такой структуры является поэтапное экструзивное формирование зоны перемеши - вания , что согласуется с данными структурных исследований . Экструзивное выдавливание ма - териала проявляется уже на начальной стадии формирования соединения ( см . рис . 3–5). При этом структуры выдавленного материала на вхо - де инструмента и материала соединения являют - ся практически идентичными , с наличием мел - кодисперсного зерна и градиентным переходом к основному металлу через зону термомехани - ческого влияния ( см . рис . 5). Предположительно формирование соединения сопровождается из - мельчением размера зерна до величин , способ - ствующих деформации путем зернограничного скольжения [24] с последующим сверхпласти - ческим течением материала экструзивной при - роды . Это делает сходными процессы сварки и обработки трением с перемешиванием (friction stir processing, FSP) с процессом сверхпластиче - ского деформирования , который производится в условиях измельчения размера зерна в матери - але до 1…10 мкм при соответствующей темпе - ратуре [25]. Таким образом , полученные данные говорят о двойственной физической природе формирования структуры в зоне перемешива - ния , основанной на адгезионном переносе и экс - трузии материала из области перед инструмен - том в область за инструментом . Данные о микротвердости и размерах зерна материала характерных зон сварного соедине - ния в его поперечном сечении были сопостав - лены ( рис . 9). Среднее значение микротвердо - сти в зоне перемешивания составляет Н V ЗП = = 1,43 ГПа , в зоне термического влияния Н V ЗТВ = 1,17 ГПа и в зоне термомеханического влияния Н V ЗТМВ = 1,21 ГПа . Минимальные зна - чения микротвердости соответствуют зоне тер - мического влияния , что обусловлено перестари - ванием материала после сварки и ослаблением твердого раствора основного металла . Твердость на наступающей стороне соединения больше , Рис . 9. Распределение микротвердости и размеров зерен по ширине образца сварного соединения в его поперечном сечении Fig. 9. Distribution of microhardness and grain size across the width of cross-sectional sample of the joint