Microstructure and mechanical properties of friction stir welded aluminum 6101-T6 extrusions

• Autorzy: Dymek S. , Hamilton C. , Blicharski M.

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura i własności mechaniczne plączeń stopu Al 6101-T6 wykonanych metodą zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This investigation correlates the mechanical performance of friction stir welded 6101-T6 panels with the microstructural characteristics of the weld nugget. Tin plated 6101-T6 aluminum extrusions were friction stir welded in a 90° butt-weld configuration. A banded microstructure of interleaved layers of particle-rich and particle-poor material comprised the weld nugget. Scanning and transmission electron microscopy revealed the strong presence of tin particles within the nugget. Tin was neither found in thermomechanically affected zone nor heat affected zone and base material. Since tin is limited to the surface of the pre-weld extrusions, surface material flowed into the nugget region to form the particle-rich bands, while the particle-poor bands originated from material within the extrusion thickness. The morphology of the principle strengthening phases also indicated the relative temperature profile across the welded joint. Hardness profiles of the friction stir welds displayed the lowest hardness on the retreating side, and mechanical testing of welded specimens resulted in consistent failure on this side of the weld. When the excised specimens were solution heat treated and aged, however, the specimens consistently failed within the weld nugget.

PL

Zaprezentowane badania dotyczą zależności własności mechanicznych złącza stopu Al 6101-T6, wykonanego metodą zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału, z mikrostrukturą spoiny i jej najbliższego sąsiedztwa. Pokryte cienką warstwą cyny płyty ze stopu 6101-T6 połączono techniką zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału w konfiguracji doczołowej. Jądro spoiny charakteryzowało się naprzemiennymi warstwami bogatymi i ubogimi w cząstki innej fazy. Badania z użyciem elektronowych mikroskopów: skaningowego i transmisyjnego wykazały obecność cząstek cyny w jądrze spoiny. W strefach odkształcenia plastycznego i wpływu ciepła, jak również w materiale rodzimym, obecności cyny nie stwierdzono. Ponieważ cyna znajdowała się tylko na powierzchni, to oznacza to, że materiał z powierzchni przepłynął do jądra spoiny tworząc warstwy bogate w cząstki Sn. Pod wpływem wzrostu temperatury w czasie procesu łączenia morfologia fazy umacniającej stop uległa przeobrażeniu w spoinie i jej najbliższym sąsiedztwie. Wyznaczone profile twardości na przekroju spoiny ujawniły najmniejszą twardość po stronie "cofania" materiału. Rozerwanie próbek podczas rozciągania następowało również po stronie "cofania". Gdy próbki przed rozciąganiem noddano obróbce cieplnej, to pękanie następowało w obszarze jądra.

Słowa kluczowe

PL

złacza stopu Al 6101-T6; metoda zgrzewania tarciowego; cyna; jądro spoiny

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 527--530
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dymek S.

autor

Hamilton C.

autor

Blicharski M.

• AGH University of Science and Technology,

Bibliografia

• [1] Mishra R.S. and Ma Z.Y.: "Friction stir welding and processing", Mat. Sci. Eng. Reports, vol. 50 (2005) 1-78.
• [2] Hassan K.A.A., Norman A.F., Price D.A., Prangnell P.B.: Acta Materialia 51(2003), 1923–1936.
• [3] Mahoney M., Rhodes C., Flintoff J., Spurling R.A., Bingel W.H.: Metall. Mat. Trans. A 29 (1998) 1955.
• [4] Su J.Q., Nelson T.W., Mishra R., and Mahoney, M.: Acta Materialia 51 (2003) 713–729.
• [5] Polmear I.: "Light Alloys - From Traditional Alloys to Nanocrystals", fourth edition, Elsevier 2006.
• [6] Sutton M.A., Yang B., Reynolds A.P., Taylor R.: "Microstructural studies of friction stir welds in 2024-T3 aluminum", Mat. Sci. Eng. A, vol. 323 (2002) 160-166.
• [7] Thomas W.M., K. I. Johnson K.I., Wiesner C.S.: "Friction stir welding-recent developments in tool and process technologies", Advanced Engineering Materials, vol. 5 (2003) 485-490.
• [8] Sato T., Otsuka D., Watanabe Y.:, "Designing of Friction Stir Weld Parameters with Finite Element Flow Simulation", Proc. of the 6th Int. Symp. on FSW, Montreal, Canada, October 2007.