МИКРОСТРУКТУРНЫЕ АСПЕКТЫ АДДИТИВНОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ ХРОМЦИРКОНИЕВОЙ БРОНЗЫ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы микроструктурные аспекты аддитивной сварки трением с перемешиванием (СТП) хромциркониевой бронзы. Данная технология была использована для восстановления изношенной плиты кристаллизатора непрерывной разливки стали. Было установлено, что СТП способствовала существенному измельчению зеренной структуры, увеличению размеров частиц вторичных фаз и формированию слабовыраженной аксиальной текстуры простого сдвига типа <110>. Предположено, что эволюция зеренной структуры в ходе СТП определялась действием двух механизмов рекристаллизации — непрерывной и прерывистой, а также образованием двойников отжига.

Об авторах

Н. В. Лежнин

Институт физики металлов УрО РАН

Email: nlezhnin@bk.ru
ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Е. Г. Волкова

Институт физики металлов УрО РАН

ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

А. И. Бодякова

Белгородский национальный исследовательский университет

ул. Победы, 85, Белгород, 308015 Россия

И. С. Никитин

Белгородский национальный исследовательский университет

ул. Победы, 85, Белгород, 308015 Россия

С. Ю. Миронов

Белгородский национальный исследовательский университет

ул. Победы, 85, Белгород, 308015 Россия

А. А. Вопнерук

ЗАО “НПП “МАШПРОМ”

ул. Краснознаменная, 5, Екатеринбург, 620143 Россия

А. В. Макаров

Институт физики металлов УрО РАН

ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Список литературы

  1. Mishra R.S., Ma Z.Y. Friction stir welding and processing // Mater. Sci. Eng. R. 2005. V. 50. P. 1–78. https://doi.org/10.1016/j.mser.2005.07.001
  2. Nandan R., DebRoy T., Bhadeshia H.K.D.H. Recent advances in friction-stir welding — Process, weldment structure and properties // Progr. Mater. Sci. 2008. V. 53. P. 980–1023. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2008.05.001
  3. Threadgill P.L., Leonard A.J., Shercliff H.R., and Withers P.J. Friction stir welding of aluminium alloys // Int. Mater. Rev. 2009. V. 54. P. 49–93. https://doi.org/10.1179/174328009X411136
  4. Heidarzadeh A., Mironov S., Kaibyshev R., Cam G., Simar A., Gerlich A., Khodabakhshi F., Mostafaei A., Field D.P., Robson J.D., Deschamps A., Withers P.J. Friction stir welding/processing of metals and alloys: A comprehensive review on microstructural evolution // Progr. Mater. Sci. 2021. V. 117. P. 100752. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2020.100752
  5. Макаров А.В., Лежнин Н.В., Котельников А.Б., Вопнерук А.А., Коробов Ю.С., Валиуллин А.И., Волкова Е.Г. Восстановление стенок кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок из хромциркониевой бронзы методом многопроходной сварки трением с перемешиванием // Изв. ВУЗов. Цветная металлургия. 2023. Т. 29. № 6. С. 66–83. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2023-6-66-83
  6. Лежнин Н.В., Макаров А.В., Валиуллин А.И., Котельников А.Б., Вопнерук А.А. Применение аддитивной технологии на основе сварки трением с перемешиванием для восстановления исходной геометрии изношенных плит кристаллизаторов МНЛЗ // Тяжелое машиностроение. 2023. № 11–12. С. 26–33.
  7. Bodyakova A., Malopfeev S., Tkachev M., Chistyukhina E., Mironov S., Lezhnin N., Fu Y., Makarov A., Kaibyshev R. Effect of friction-stir processing and subsequent aging treatment on microstructure and service properties of Cu-Cr-Zr alloy // Mater. Characterization. 2024. V. 216. P. 114225. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2024.114225
  8. Liu F.C., Feng A.H., Pei X., Hovanski Y., Mishra R.S., Ma Z.Y. Friction stir based welding, processing, extrusion and additive manufacturing // Progr. Mater. Sci. 2024. V. 146. P. 101330. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101330.
  9. Lai R., He D., He G., Lin J., Sun Y. Study of the microstructure evolution and property response of a friction-stir-welded copper-chromium-zirconium alloy // Metals. 2017. V. 7. P. 381. https://doi.org/10.3390/met7090381
  10. Wang Y.D., Liu M., Yu B.H., Wu L.H., Xue P., Ni D.R., Ma Z.Y. Enhanced combination of mechanical properties and electrical conductivity of a hard state Cu-Cr-Zr alloy via one-step friction stir processing // J. Mater. Proc. Technol. 2021. V. 288. P. 116880. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2020.116880.
  11. Wang Y.D., Liu F.C., Xue P., Zhang H., Wu L.H., Ni D.R., Xiao B.L., Ma Z.Y. Thermal stability behaviors of ultrafine-grained Cu-Cr-Zr alloy processed by friction stir processing and rolling methods // J. All. Compd. 2023. V. 950. P. 169957. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.169957
  12. Wang Y.D., Zhu S.Z., Xie G.M., Wu L.H., Hue P., Ni D.R., Xia B.L., Ma Z.Y. Realizing equal-strength welding with good conductivity in Cu-Cr-Zr alloy via friction stir welding // Sci. Technol. Weld. Join. 2021. V. 26. P. 448–454. https://doi.org/10.1080/13621718.2021.1935151
  13. Wang Y.D., Xue P., Liu F.C., Wu L.H., Zhang H., Zhang Z., Ni D.R., Xiao B.L., Ma Z.Y. Influence of processing innovations on joint strength improvements in friction stir welded high strength copper alloys // Mater. Sci. Eng. A. 2023. V. 872. P. 144983. https://doi.org/10.1016/j.msea.2023.144983
  14. Li Y., Zhang J., Fu R., Wang J., Lv H., Xing H. Synergistic improvement of strength and electrical conductivity in Cu–Cr–Zr alloys through prestrain-assisted friction stir processing // J. Mater. Res. Technol. 2023. V. 27. P. 564–573. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.09.262.
  15. Васильев П.А., Христофоров О.В., Данилов П.Г., Калинин А.Г., Осанов В.Н., Васильев И.П., Григорьев В.С. Машина фрикционной сварки “Малахит” // Заготовительные производства в машиностроении. 2021. Т. 19. № 12. С. 537–544.
  16. Humphreys F.J. Quantitative metallography by electron backscatter diffraction // J. Micros. 1999. V. 195. P. 170–185. https://doi.org/10.1046/j.1365-2818.1999.00578.x
  17. Wilkinson A.J. A new method for determining small misorientations from electron back scatter diffraction patterns // Scripta Mater. 2001. V. 44. P. 2379–2385. https://doi.org/10.1016/S1359-6462(01)00943-5
  18. Humphreys F.J., Hatherly M. Recrystallization andrelated annealing phenomena. Elsevier. 2004. 605 p.
  19. Mahajan S., Pande C., Imam M., Rath B. Formation of annealing twins in f.c.c. crystals // Acta Mater. 1997. V. 45. P. 2633–2638. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(96)00336-9
  20. Левит В.И., Смирнова Н.А., Давыдова Л.С. Двойникование и измельчение зерна при динамической рекристаллизации никелевого сплава // ФММ. 1989. Т. 8. № 2. С. 334–341.
  21. Mironov S., Inagaki K., Sato Y.S., Kokawa H. Microstructural evolution of pure copper during friction stir welding // Phil. Mag. 2015. V. 94. № 4. P. 367–381. https://doi.org/10.1080/14786435.2015.1006293
  22. Нестерова Е.В., Рыбин В.В. Механическое двойникование и фрагментация технически чистого титана при больших пластических деформациях // ФММ. 1985. Т. 59. С. 395–406.
  23. Fonda R.W., Knipling K.E. Texture development in friction stir welds // Sci. Technol. Weld. Join. 2011. V. 16. P. 288–294. https://doi.org/10.1179/1362171811Y.0000000010
  24. Mishin V., Shishov I., Kalinenko A., Vysotskii I., Zuiko I., Malopheyev S., Mironov S., Kaibyshev R. Numerical simulation of the thermo-mechanical behavior of 6061 aluminum alloy during friction-stir welding // J. Manuf. Mater. Proc. 2022. V. 6. № 4. P. 68. https://doi.org/10.3390/jmmp6040068
  25. Savoie J., Zhou Y., Jonas J.J., Macewen S.R. Textures induced by tension and deep drawing in aluminum sheets // Acta Mater. 1996. V. 44. P. 587–605. https://doi.org/10.1016/1359-6454(95)00214-6
  26. Charit I., Mishra R.S. Abnormal grain growth in friction stir processed alloys // Scripta Mater. 2008. V. 58. P. 367–371. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2007.09.052
  27. Humphreys F.J. A unified theory of recovery, recrystallization and grain growth, based on the stability and growth of cellular microstructures—II. The effect of second-phase particles // Acta Mater. 1997. V. 45. P. 5031–5039. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(97)00173-0
  28. Kalinenko A., Mishin V., Shishov I., Malopheyev S., Zuiko I., Novikov V., Mironov S., Kaibyshev R., Semiatin S.L., Mechanisms of abnormal grain growth in friction-stir-welded aluminum alloy 6061-T6 // Mater. Character. 2022. V. 194. 112473. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2022.112473

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать