Mikrostruktura połączeń stopów aluminium 2017A i 7075 wykonanych metodą tarciową z mieszaniem materiału

• Autorzy: Kopyściański M. , Pietras A. , Węglowska A. , Małyszko M. , Dymek S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.5.28

Warianty tytułu

EN

Microstructure of dissimilar friction stir welds between 2017A and 7075 aluminum alloys

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy badano mikrostrukturę zgrzein stopów aluminium 2017A i 7075 wykonanych metodą tarciową z mieszaniem materiałów (FSW). Zgrzeiny były pozbawione wad i niezgodności spawalnicze. Mikrostruktura połączeń była różna dla różnych konfiguracji łączonych materiałów, tzn. zależała od tego, który ze stopów znajdował się po stronie natarcia, a który po stronie spływu. W obu przypadkach mikrostruktura spoiny jest zbudowana z naprzemiennych pasm obu mieszanych materiałów. Mikrostruktura tych pasm była różna: pasma stopu 7075 charakteryzowały się mniejszym ziarnem i większą ilością wydzieleń w przeciwieństwie do pasm stopu 2017A. W środku jądra dominował materiał, który znajdował się po stronie natarcia. Profile zmian twardości na przekroju poprzecznym połączeń wykonane wzdłuż linii w środku grubości złącza wykazywały różnice w obszarze jądra zgrzein w zależności od konfiguracji złącza. Profile twardości miały kształt litery W, który jest charakterystyczny dla stopów aluminium umacnianych wydzieleniowo. Profil twardości dla konfiguracji 2017A–7075 był symetryczny względem środka zgrzeiny, a profil dla konfiguracji odwrotnej był przesunięty w kierunku strony natarcia. Granica plastyczności i wytrzymałość złącza była większa, gdy stop miększy (2017A) znajdował się po stronie natarcia.

EN

The paper deals with an investigation of dissimilar friction stir welding of 2017A and 7075 aluminium alloys. The produced welds were free from cracks and welding discontinuities. The weld microstructure was unlike in nature for different configuration of welded alloys, i.e. it depended on the material that was placed on advancing and retreating sides. In both configurations the microstructure exhibited banded structure consisted of alternating welded alloys. The microstructure of particular bands was different: bands of the 7075 alloy exhibited smaller grain size and higher amount of second phase particles comparing to the bands of 2017A alloy. The material that was placed on the advancing side dominated in the centre of the weld nugget. The hardness profiles across different zones on the transverse section taken along a line in the weld mid-thickness showed substantial differences within the weld nugget depending on the weld configuration. In both cases the hardness exhibited a W-shaped profile typical for heat treated aluminium alloys. The profile for the configuration 2017A–7075 was symmetrical in relation to the weld center while the profile for the opposite configuration was shifted toward the advancing side. The yield and tensile strengths were higher when the softer material (2017A) was located on the advancing side.

Słowa kluczowe

PL

FSW; stopy aluminium; stop 2017A; stop 7075; zgrzewanie

EN

FSW; aluminium alloy; 2017A aluminium alloy; 7075 aluminium alloy; welding

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 5
• Strony: 334--337
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kopyściański M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie

autor

Pietras A.

• Instytut Spawalnictwa, Gliwice

autor

Węglowska A.

• Instytut Spawalnictwa, Gliwice

autor

Małyszko M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie

autor

Dymek S.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie

Bibliografia

• [1] Ouyang J. H., Kovacevic R.: Material flow and microstructure in the friction stir butt welds of the same and dissimilar aluminum alloys. Journal of Materials Engineering and Performance 11 (1) (2002) 51÷63.
• [2] Sato Y. S., Kurihara Y., Kokawa H.: Microstructural characteristics of dissimilar butt friction stir welds of AA7075 and AA2024. Proc. 6th Int. FSW Symp., Saint-Sauveur, Que., Canada, October (2006) TWI, CD-ROM.
• [3] Khodir S. A., Shibayanagi T.: Microstructure and mechanical properties of friction stir welded dissimilar aluminum joints of AA2024-T3 and AA7075-T6. Materials Transactions 48 (7) (2007) 1928÷1937.
• [4] Cavaliere P., Cerri E., Squillace A.: Mechanical response of 2024–7075 aluminium alloys joined by Friction Stir Welding. Journal of Materials Science 40 (2005) 3669÷3676.
• [5] DebRoy T., Bhadesia H. K. D. H.: Friction stir welding of dissimilar alloys — a perspective. Science and Technology of Welding and Joining 15 (4) (2010) 266÷270.
• [6] Murr L. E.: A review of FSW research on dissimilar metal and alloy systems. Journal of Materials Engineering and Performance 19 (8) (2010) 1071÷1089.
• [7] Bahemmat P., Haghpanahi M., Givi M. K. B., Seighalani K. R.: Study on dissimilar friction stir butt welding of AA7075-O and AA2024-T4 considering the manufacturing limitation. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 59 (2012) 939÷953.
• [8] Avinash P., Manikandan M., Arivazhagan N., Devendranath Ramkumar K., Narayanan S.: Friction stir welded butt joints of AA2024 T3 and AA7075 T6 aluminum alloys. Procedia Engineering 75 (2014) 98÷102.
• [9] Kumar N., Yuan W., Mishra R. S.: Friction Stir Welding of dissimilar alloys and materials. Butterworth-Heinemann, Elsevier (2015).
• [10] Węglowski M. S., Pietras A., Kalemba I., Dymek S., Kopyściański M., Węglowska A., Jachym R.: Microstructure of friction stir welds of cast to wrought aluminum alloys. Inżynieria Materiałowa 34 (4) (2013) 390÷392.
• [11] Mroczka K., Pietras A., Dutkiewicz J.: Characterization of joints of friction stir welded 2017A and 7075 aluminum alloy sheets. Materiały konferencyjne 8th International Symposium on Friction Stir Welding, Timmendorfer, Germany (2012) session 4B-1.
• [12] Kalemba I., Kopyściański M.: Electron microscopy characterization of friction stir welded 5083-H111 and 7075-T651 aluminum alloys. Solid State Phenomena 231 (2015) 93÷99.
• [13] Mroczka K.: Charakterystyka mikrostruktury i właściwości zgrzein FSW wybranych stopów aluminium. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Pedagogicznego, Kraków (2014).
• [14] Kalemba I., Dymek S., Hamilton C., Blicharski M.: Microstructure and mechanical properties of friction stir welded 7136-T76 aluminum alloy. Materials Science and Technology 27 (2011) 903÷908.
• [15] Kalemba I., Hamilton C., Dymek S.: Natural aging in Friction Stir Welded 7136-T76 aluminum alloy. Materials & Design 60 (2014) 295÷301.
• [16] Khodir S. A., Shibayanagi T.: Friction stir welding of dissimilar AA2024 and AA7075 aluminum alloys. Materials Science and Engineering B 148 (2008) 82÷87.
• [17] Threadgill P. L., Leonard A. J., Sherliff H. R., Withers P. J.: Friction stir welding of aluminum alloys. International Materials Review 54 (2009) 49÷93.
• [18] Park S.-K, Hong S.-T, Park J.-H, Park K.-Y, Kwon Y.-Y, Son H.-J.: Effect of material locations on properties of friction stir welding joints of dissimilar aluminium alloys. Science and Technology of Welding and Joining 15 (2010) 331÷33.