Development of Selfoontrolling Friction Stir Welding for High Temperature Materials and Analysis of Micmsfructure Evolution during Friction Stir Welding

高温材料自控搅拌摩擦焊的研究进展及搅拌摩擦焊过程中微观结构的演变分析

基本信息

  • 批准号:
    17360354
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.36万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A new system was developed where the probe and the shoulder can individually rotate with the same rotation axis. Two 5mm aluminum alloys (1050 and 5083), 1.6mm IF and carbon steels, and 2mm commercially pure Ti were joined using this system. By changing the shoulder rotation speed between 0 and 1750rpm and the probe rotation speed between 0 and 1750rpm, the effects of rotation speeds of the shoulder and probe on the joint properties were clarified. As a result, it was found that under the conditions where no defect is formed, the rotation speed of the probe seldom influenced the strength of the joint, but the rotation speed of the shoulder significantly affected the joint strength. This indicates that the shoulder rather than the probe generates more heat. On the other hand, the formation of defects is significantly affected by the probe rotation speed, and at 250rpm or less, the defects are formed even when the rotation speed of the shoulder increases significantly.For Ti alloys which are suddenly softened in a certain temperature region, a stationary shoulder FSW is effective because the heat can be released from the shoulder as well as the heat input from the shoulder is restricted. The size, shape and orientation of the grains were analyzed in detail using TEM and EBSP, and it was found that the drop in the hardness in the stir zone can be decreased when only the rotating probe is used.addition, various tools were developed to use high melting point materials, and then the FSW of high melting point metals, such as steel material, nickel basis super alloy, Ti alloy, and pure Mo was succeeded. The melting point of pure Mo is 2620 degrees C, which is the world record at present.
开发了一种新的系统,其中探头和肩部可以单独旋转相同的旋转轴。两个5 mm的铝合金(1050和5083),1.6mm的IF和碳钢,和2 mm的商业纯钛使用该系统连接。通过在0 ~ 1750 rpm范围内改变台肩转速和在0 ~ 1750 rpm范围内改变探头转速,阐明了台肩转速和探头转速对接头性能的影响。结果发现,在不形成缺陷的条件下,探针的旋转速度几乎不影响接头的强度,但是肩部的旋转速度显著地影响接头强度。这表明肩部而不是探头产生更多热量。另一方面,缺陷的形成受探头转速的影响显著,在250 rpm以下,即使肩部转速显著提高,也会形成缺陷。对于在一定温度区域突然软化的Ti合金,固定的肩部FSW是有效的,因为热量可以从肩部释放并且来自肩部的热量输入受到限制。利用TEM和EBSP对晶粒的大小、形状和取向进行了详细的分析,发现仅使用旋转探针可以减小搅拌区硬度的下降。此外,开发了各种工具来使用高熔点材料,从而成功地实现了钢材料、镍基高温合金、钛合金和纯Mo等高熔点金属的搅拌摩擦焊。纯钼的熔点为2620 ℃,这是目前的世界纪录。

项目成果

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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Three defect types in friction stir welding of aluminum die casting alloy
New Metal Matrix Composites with Fullerene Dispersion by Friction Fabricated by Friction Stir Processing
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.;Morisada
  • 通讯作者:
    Morisada
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    M.;Hosokawa;M. Hosokawa
  • 通讯作者:
    M. Hosokawa
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M.;Hosokawa;M. Hosokawa;藤井英俊
  • 通讯作者:
    藤井英俊
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知道了