SPEAKING OF MECHANISM RESPONSIBLE FOR A COMPOSITE MATERIAL MICROSTRUCTURE FORMATION UNDER WELDING OF HETEROGENEOUS COMPONENTS IN A FRICTION WITH STIRRING MODE

详细

The problem of joint formation under friction treatment of composite materials based on immiscible components is viewed. The role of adiabatic shear bands (AShB) in the interaction with the elements forming the composite material is shown. The effects of migration of heavy low-melting components compared to adiabatic shear bands at speeds much higher than the speeds of traditional diffusion are described, making possible to take a fresh look at the possibilities of the effect of friction welding with stirring not only as an effective welding method, but also as the basis for an alternative technology for the production of alloys for immiscible components in bulk samples. It was found that the temperature in the stirring zone was high enough for intensive formation of solid solutions and intermetallic phases. The structure of such particles was formed under the influence of heating and intense plastic deformation under the conditions of the possible implementation of two mechanisms of component migration – diffusion and migration ones along AShB, reproduced with each rotation of the tool. An increase in the lead content in the composite material from 5 to 44 % led to a decrease in the coefficient of friction from 0,28 to 0,13. The main reduction in the coefficient of friction of the composite material of the Al – Pb system is achieved in the range of lead content of 0…30 wt. %. The development of the alternative technology for the production of special–purpose composite materials (CM) discussed above provides for two interrelated directions - expanding the range of new functional CM using the unique capabilities of FSW technology and clarifying the mechanism of structural and phase transformations underlying this technology. In particular, it is obvious that the mechanism and kinetics of AShB formation and their role in the formation of the microstructure and properties of composites need additional research.

作者简介

Anatolyi Shlyapin

Moscow Polytechnic University

Email: 6883412@mail.ru
department “Materials Science”, professor, doctor of technical sciences

Viktor Ovchinnikov

Moscow Polytechnic University

Email: vikovl956@mail.ru
doctor of technical sciences

Nadezhda Uchevatkina

Moscow Polytechnic University

ORCID iD: 0000-0002-4772-6170

参考

  1. Авраамов Ю.С., Шляпин А.Д. Сплавы на основе систем с ограниченной растворимо¬стью в жидком состоянии (теория, технология, структу¬ра и свойства): Монография. М.: Интерконтакт наука, 2002. 372 с.
  2. Wingrove A.L. A Note on the Structure of Adiabatic Shear Bands in Steel: Journal of Australian Institute of Metals. 1971. vol. 16. P. 67–70.
  3. Walley S.M. Shear Localization: A Historical Overview, Metallurgical and materials transactions A, 38A, (2007), pp. 2629–2654.
  4. Буравова С.Н. Эффект самозалечивания откольной повреждаемости, Журнал технической физики, 2017, том 87, вып. 10. С.1502–1509.
  5. Буравова С.Н., Петров Е.В., Сайкова Г.Р., Алымов М.И. Физико-химические процессы, сопровождающие локализацию пластической деформации при импульсном нагружении. Доклады академии наук, 2018, том 481. № 6. С. 634–637.
  6. Овчинников В.В., Дриц А.М. Технологические особенности сварки трением с перемешиванием соединений алюминиевых сплавов системы Al–Mg // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2019. №3. С. 7–19.
  7. Kumar R. Material flow visualization and determination of strain rate during friction stir welding / R. Kumar, V. Pancholi, R.P. Bharti // Journal of Materials Processing Technology. – 2018. Vol. 255. P. 470–476.
  8. Ren S.R. Effect of welding parameters on tensile properties and fracture behavior of friction stir welded Al–Mg–Si alloy / S.R. Ren, Z.Y. Ma, L.Q. Chen // Scripta Materialia. 2007. Vol. 56. P. 69–72.
  9. Патент на изобретение RU №2828266 от 20.12.2023. Способ получения композиционных материалов из несмешивающихся компонентов на основе технологии сварки трением с перемешиванием. / Овчинников В.В., Шляпин А.Д., Курбатова И.А. Лукьяненко Е.В. Учеваткина Н.В. Якутина С.В. Опубликовано: 08.10.2024 Бюл. № 28.
  10. Ma Z.Y., Feng A.H., Chen D.L. & Shen J. (2017): Recent Advances in Friction Stir Welding/Processing of Aluminum Alloys: Microstructural Evolution and Mechanical Properties, Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, doi: 10.1080/10408436.2017.1358145

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».