Обработка трением с перемешиванием (ОТП) и сверхпластичность

T.R McNelley1
1Department of Mechanical and Aerospace Engng Naval Postgraduate School Monterey, CA 93943 USA
Аннотация
Обработка трением с перемешиванием (ОТП) представляет собой технологию, родственную технологии сварки трением с перемешиванием (СТП). Дан обзор развития и применения этих технологий и обсуждены дополнительные вопросы, такие как схема обработки и длина шага по поверхности между последовательными проходами при ОТП. Поле деформации для вращающегося и движущегося поступательно инструмента несимметрично относительно направления движения инструмента. Поэтому различные спиральные схемы обработки с длиной шага менее диаметра наконечника инструмента приводят к замене интерфейсов движущейся вперед стороны (тангенциальная скорость инструмента и скорость поступательного движения складываются) интерфейсами движущейся назад стороны (тангенциальная скорость инструмента и скорость поступательного движения вычитаются) и к более высокой однородности микроструктуры зоны перемешивания. Микроструктуры, формируемые в результате ОТП, часто демонстрируют однородное распределение измельченных недеформируемых составляющих, а также сильно измельченную зеренную структуру, и после ОТП кованых алюминиевых сплавов 7XXX и 5XXX достигается сверхпластическое поведение. Обобщены данные о применении многопроходной ОТП к литым металлам, включая сплавы AA5083 и AA356, полученные непрерывным литьем, а также Al-7Si, модифицированный Na, и показано преобразование литой микроструктуры в кованую без изменения внешней формы. Измельчение зерен является результатом рекристаллизации при быстром термомеханическом цикле ОТП. Механизмы, определяющие однородное распределение частиц, предстоит выяснить. Будет документировано сверхпластическое поведение сплава AA5083, вызванное ОТП. В противоположность, измельчение зерен в сплаве Al-7Si, модифицированном Na, было недостаточно для достижения сверхпластичности.
Принята: 26 марта 2015
Просмотры: 174   Загрузки: 53
Ссылки
1.
R. S. Mishra and Z. Y. Ma, Mater. Sci. Eng. R 50, 1 (2005).
2.
Friction Stir Welding and Processing, ASM International, R. S. Mishra and M. W. Mahoney, Eds., Materials Park, OH (2007).
3.
W. M. Thomas, et al., G. B. Patent Application No. 9125978.8, 1991; U. S. Patent No. 5460317, 1991.
4.
R. S. Mishra, in Friction Stir Welding and Processing. ASM International, R. S. Mishra and M. W. Mahoney, Eds., Materials Park, OH. 309 (2007).
5.
T. R. McNelley, K. Oh-Ishi and A. P. Zhilyaev, in Friction Stir Welding and Processing. ASM International, R. S. Mishra and M. W. Mahoney, Eds., Materials Park, OH. 155 (2007).
6.
K. Oh-Ishi and T. R. McNelley, Metall. Mater. Trans. A, 35, 2951 (2004).
7.
K. Oh-Ishi and T. R. McNelley, Metall. Mater. Trans. A, 36, 1575 (2005).
8.
K. Oh-Ishi, A. P. Zhilyaev and T. R. McNelley, Metall. Mater. Trans. A, 37, 2239 (2006).
9.
S. Swaminathan, et al., Metall. Mater. Trans. A, 41, 631 (2010).
10.
R. D. Doherty, et al., Mater. Sci. Eng. A 238, 219 (1997).
11.
A. Askari, S. Silling, B. London, M. W. Mahoney, in Friction Stir Welding and Processing, K. V. Jata, et al., Eds., TMS, Warrendale, PA, 43 (2001).
12.
D. P. Field, T. W. Nelson, Y. Hovanski, K. V. Jata, Metall. Mater. Trans. A, 32, 2869 (2001).
13.
T. R. McNelley, S. Swaminathan and J. Q. Su, Scri. Mater., 58, 349 (2008).
14.
J. Q. Su, T. W. Nelson and C. J. Sterling, J. Mater. Res., 18, 1757 (2003).
15.
J. A. Wert, N. E. Paton, C. H. Hamilton and M. W. Mahoney, Metall. Trans. A, 12A, 1265 (181).
16.
T. R. McNelley, et al., Metall. Mater. Trans. A, 39, 50 (2008)
17.
R. S Mishra, et al., Scri. Mater., 42, 163 (2000).
18.
R. S. Mishra and M. E. Mahoney, Mater. Sci. Forum, 357—359, 507 (2001).
19.
M. W. Mahoney, R. S. Mishra and T. W. Nelson, in Proceedings of the 3rd Int’l Symp. On Friction Stir Welding, JWS, Kobe, Japan, (2001).
20.
M. W. Mahoney, et al., in Friction Stir Welding and Processing, K. V. Jata, et al., Eds., TMS, Warrendale, PA, 183 (2001).
21.
M. W. Mahoney, R. S. Mishra and T. W. Nelson, Industrial Heating, 31 (February, 2002).
22.
Z. Y. Ma, R. S. Mishra, M. W. Mahoney and R. Grimes, Acta Mater., 50, 4419 (2002).
23.
Z. Y. Ma, R. S. Mishra, M. W. Mahoney and R. Grimes, Mater. Sci. Eng., A351, 148 (2003).
24.
M. W. Mahoney, A. J. Barnes, W. H. Bingel and C. Fuller, in Proceedings of the International Conference on Superplasticity in Advanced Materials, IOM3, Oxford, U. K. (2003).
25.
Z. Y. Ma, R. Mishra and M. W. Mahoney, Scri. Mater., 50, 931 (2004).
26.
M. W. Mahoney, R. S. Mishra, T. W. Nelson and A. J. Barnes, in Proceedings of LiMAT-2003, W. E. Frazier, Y. D. Han, N. J. Kim and E. W. Lee, Eds., Center for Advanced Materials, POSTECH, Korea (2004).
27.
Z. Y. Ma, R. S. Mishra, M. W. Mahoney and R. Grimes, Metall. Mater. Trans. A, 35, 1951 (2004).
28.
M. W. Mahoney, A. J. Barnes, W. H. Bingel and C. Fuller, Mater. Sci. Forum, 447—448, 505 (2004).
29.
J. G. Shroth, in Proceedings of Advances in Superplasticity and Superplastic Forming, E. M. Taleff, et al., Eds., TMS, Warrendale, PA, 9 (2004).
30.
M. A. Kulas, et al., Metall. Mater. Trans. A, 36, 1249 (2005).
31.
M. A. Kulas, et al., Metall. Mater. Trans. A, 37, 645 (2006).
32.
W. P. Green, et al., Metall. Mater. Trans. A, 37, 2727 (2006).