Microstructure evolution in friction stir welded aluminum alloys

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

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura połączeń stopów aluminium wykonanych metodązgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Friction stir welding (FSW) is a relatively new technique which was invented by The Welding Institute in the early nineties. It is a very promising method of welding aluminum alloys on a large scale. FSW is a novel solid-state joining process that is gaining popularity in the manufacturing sector and, in particular, the aerospace industry. During the FSW process the material is mixed and undergoes intense plastic deformation accompanied by a temperature increase. This results in significant microstructural evolution, including change in grain size, grain boundary character, coarsening and dissolution of precipitates and their further re-precipitation. The objective of this study was to evaluate the microstructural changes produced by friction stir welding of age-hardenable aluminum alloys from the 6xxx and 7xxx series. This research also addresses microstructure correlation with basic mechanical properties. The microstructure of the weld was examined by light and electron microscopy. The particular regions, i.e. thermomechanically affected zone, heat affected zone and unaffected base material, were studied in detail to better understand the microstructural evolution during FSW in various aluminum alloys.

PL

Zgrzewanie tarciowe z mieszaniem materiału zgrzeiny (ang. friction stir welding – FSW) jest jedną z nowych technologii spajania, która została opracowana w The Welding Institute w 1991 roku. Jest to bardzo obiecująca technika łączenia stopów aluminium, która umożliwia ich stosowanie na szerszą skalę. W ostatnich latach znalazła ona szerokie praktyczne zastosowanie, szczególnie w przemyśle lotniczym. Proces zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny zachodzi bez udziału fazy ciekłej, w odróżnieniu od metod konwencjonalnych. W procesie FSW materiał poddawany jest intensywnemu odkształceniu plastycznemu w podwyższonej temperaturze, czego wynikiem jest zmiana mikrostruktury. Obejmuje ona zmiane rozmiaru ziaren, charakteru granic ziaren, koagulacje i rozpuszczanie cząstek oraz ich ponowne wydzielanie. Celem badań jest ocena mikrostruktury połączeń utwardzanych wydzieleniowo stopów aluminium z serii 6xxx i 7xxx wykonanych metodą FSW. Przeprowadzono rownież badania własności mechanicznych w celu korelacji ich z mikrostrukturą złącza. Badania mikrostruktury obejmowały mikroskopie świetlną i elektronową. W celu dokładniejszego zrozumienia zmian mikrostrukturalnych podczas procesu FSW w różnych stopach, obserwacji mikroskopowej poddano próbki z charakterystycznych obszarow tj. środka zgrzeiny, strefy cieplno-plastycznej, strefy wpływu ciepła i materiału rodzimego.

Słowa kluczowe

EN

friction stir welding; aluminium alloys; microstructure; mechanical properties

PL

zgrzewanie tarciowe; stopy aluminium; mikrostruktura; własności mechaniczne

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, iss. 1
• Strony: 75--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Kalemba I.

autor

Dymek S.

autor

Hamilton C.

autor

Blicharski M.

• AGH UNIVERISTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, FACULTY OF METALS ENGINEERING AND INDUSTRIAL COMPUTER SCIENCE, 30-059 KRAKÓW, 30 MICKIEWICZA AV., POLAND

Bibliografia

• [1] W. M. Thomas, Great Britain Patent Application No. 9125978.8, December 1991.
• [2] http://www.twi.co.uk/j32k/unprotected/band_1/fswintro.html
• [3] R. S. Mishra, M. W. Mahoney, Friction Stir Welding and Processing, ASM International, Ohio, USA, p. 1 (2007).
• [4] M. A. Sutton, B. C. Yang, A. P. Reynolds, J. H. Yan, Mat. Sci. Eng. A 364, 66 (2004).
• [5] H. Hori, H. Tanikawa, N. S e o, K. Namba, Proc. of the 6th Int. Symp. on Friction Stir Welding, Montreal, Canada, October 10-13, (2007).
• [6] R. M. Leal, A. Loureiro, Mat. Sci. Forum514-516, 697 (2006).
• [7] M. A. Sutton, B. C. Yang, A. P. Reynolds, R. Taylor, Mat. Sci. Eng. A323, 160 (2002).
• [8] Y. S. Sato, S. H. C. Park, H. Konawa, Metall. Mater. Trans. A32, 3023 (2001).
• [9] G. Biallas, R. Braun, C. Dalle Donne, G. Staniek, W. A. Kaysser, Proc. of 1st Int. Symp. on Friction Stir Welding, Thousand Oaks, CA, USA, (1999).
• [10] K. N. Kirshnan, Mat. Sci. Eng. 327A, 246 (2002).
• [11] M. W. Mahoney, C. G. Rhodes, J. G. Flintoff, R. A. Spurlig, W. H. Bingel, Metall. Mater. Trans. A29, 1955 (1998).