Characterization of friction stir welds of 6013 and 6013/2017A aluminium alloy sheets

• Autorzy: Mroczka K. , Dutkiewicz J. , Pietras A.

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka zgrzein blach stopów 6013 i 6013/2017A wykonanych metodą FSW

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of studies of microstructure and mechanical properties of Wells of 6013 aluminium alloy and welds of 6013 with 2017A alloys are presented. The welds were prepared by a conventional method Friction Stir Welding (FSW). The microstructure of the analyzed welds does not contain any cracks or decohesion. In the centre of the welds of 6013 "onion rings" type of microstucture is observed. Moreover, a clear visible border of recrystallized region was also noticed. Microstructures of a nugget of the weld observed by TEM are characterized by an increased density of dislocations and nanoprecipitates formed at dislocations. The microstructure of the weld of the 6013/2017A alloys is composed of the separate regions of both alloys. Determination of microhardness profiles of the welds revealed hardening of the welds due to ageing. On the contrary, the fracture of the sample ruptured during static tension test shows the working place of a pin-tool and much weaker border of this area.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i właściwości mechanicznych zgrzein stopu aluminium 6013 oraz zgrzein stopów aluminium 6013 i 2017A. Zgrzeiny wykonano konwencjonalną metodą Friction Stir Welding (FSW) - zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny. Mikrostruktura badanych złącz jest ciągła metalurgicznie, bez pięknieć i dekohezji. Analiza mikrostruktury (mikroskopia świetlna) ujawniła w złączu stopu 6013 wyraźną granicę obszaru rekrystalizowanego oraz mikrostrukturę typu onion structure. Mikrostruktura TEM w okolicy jądra badanej zgrzeiny wykazuje podwyższoną gęstość dyslokacji i nanowydzielenia utworzone na dyslokacjach. Mikrostruktura złącza stopów 6013/2017A składa się z odrębnie występujących obszarów obu stopów. Wyznaczenie profili mikrotwardości złącz wykazało umacnianie się materiału w wyniku starzenia. Na powierzchni przełomu próbki po statycznej próbie rozciągania wyraźnie widoczny jest obszar działania trzpienia narzędzia zgrzewającego, co świadczy o zmienionych właściwościach mechanicznych materiału w tym obszarze.

Słowa kluczowe

EN

FSW; 2017A; 6013; dynamic recrystalization

PL

FSW; 2017A; 6013; rekrystalizacja dynamiczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 586--589
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Mroczka K.

autor

Dutkiewicz J.

autor

Pietras A.

• Institute of Technology, Pedagogical University of Cracow,

Bibliografia

• [1] Hamilton C., Sommers A., Dymek S.: A thermal model of friction stir welding applied to Sc-modified Al-Zn-Mg-Cu alloy extrusions. International Journal of Machine Tools and Manufacture 49 (3-4) (2009) 230.
• [2] Hassan Kh. A. A., Norman A. F., Price D. A., Prangnell P. B.: Stability of nugget zone grain structure in high strength Al alloy friction stir welds during solution treatments. Acta Materialia 51 (2003) 1923-1936.
• [3] Su J.-Q., Nelson T. W., Mishra R., Mahoney M.: Microstructural investigation of friction stir welded 7050-T651 aluminium. Acta Materialia 51 (2003) 713-729.
• [4] Pouget G., Reynolds A. P.: Residual stress and microstructure effects on fatigue crack growth in AA 2050 friction stir welds. International Journal of Fatigue 30 (2008) 463-472.
• [5] Cavaliere P., Nobile R., Panella F. W., Squillance A.: Mechanical and microstructural behavior of 2024-7075 aluminum alloy sheets joined by friction stir welding. International Journal of Machine Tools and Manufacture 46 (2006) 588-594.
• [6] Hamilton C., Dymek S., Blicharski M.: Mechanical properties of Al 6101-T6 welds by friction stir welding and metal inert gas welding. Archives of Metallurgy and Materials 52 (2007) Issue 1.
• [7] Chen C. M., Kovacevic R.: Joining of Al 601 alloy to 1018 steel by combined effects of fusion and solid state welding. International Journal of Machine Tool & Manufacture 44 (2004) 1205-1214.
• [8] Mroczka K., Dutkiewicz J., Lityńska-Dobrzyńska L., Pietras A.: Microstructure and properties of FSW joints of 2017A/6013 aluminium alloys sheets. Archives of Materials Science and Engineering 33 (2008) 93-96.
• [9] Kalemba I., Dymek S., Hamilton C., Blicharski M.: Microstructural investigation of friction stir welded 7136-T76511 aluminum. International Conference Electron Microscopy EM’2008.
• [10] Lityńska L., Braun R., Staniek G., Dalle Donne C., Dutkiewicz J.: TEM study of the microstructure evolution friction stir-welded AlCuMgAg alloy. Materials Chemistry and Physics 81 (2003) 293-295.
• [11] Barbosa C., Dille J., Delplancke J.-L., Rebello J. M. A., Acselrad O.: A microstructural study of flash welded and aged 6061 and 6013 aluminum alloys. Materials Characterization 57 (2006) 187-192.
• [12] Mroczka K., Pietras A.: Characterization of FSW joints of 6082 aluminium alloys sheets. Archives of Material Science and Engineering (2009) – przyjęte do druku.
• [13] Uzun H., Donne C. D., Argagnotto A., Ghidini T., Gambaro C.: Friction stir welding of dissimilar Al 6013-T4 to X5CrNi18-10 stainless steel. Materials and Design 26 (2005) 41-46.
• [14] Adamowski J., Gambaro C., Lertora E., Ponte M., Szkodo M.: Analysis of FSW welds made of aluminium alloy AW6082-T6. Archives of Materials Science and Engineering 28 (2007) 453-460.
• [15] Di S., Yang X., Luan G., Jian B.: Comparative study on fatigue properties between AA2024 T4 friction stir welds and base material. Mater. Sci. Eng. A435-436 (2006) 389-395.
• [16] Czechowski M.: Low-cycle fatigue of friction stir welded Al-Mg alloys. Journal of Materials Processing Technology 164-165 (2005) 1001-1006.
• [17] Mrowka-Nowotnik, Sieniawski J., Wierzbińska M.: Intermetallic phase particles in 6082 aluminium alloy. Archives of Materials Science and Engineering 28 (2007) 69-76.
• [18] Wert J. A.: Microstructures of friction stir weld joints between an aluminium- base metal matrix composite and a monolithic aluminium alloy Scripta Materialia 49 (2003) 607-612.