Elucidating of tool rotational speed in friction stir welding of 7020-T6 aluminum alloy

Golezani, Ali Salemi; Barenji, Reza Vatankhah; Heidarzadeh, Akbar; Pouraliakbar, Hesam

doi:10.1007/s00170-015-7252-6

Cited by 57 publications

(26 citation statements)

References 45 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The smaller the microstructural length scale, the higher is the required applied stress to propagate dislocations through the material . However, many conventional microstructural refinement mechanisms usually compromise ductility of engineering alloys, e.g., Fe‐C steel, FeMnAlC steel, Mg, Al alloy, and Ti‐6Al‐4V alloy, as illustrated in Figure . Also, established methods such as severe plastic deformation usually require specific and size‐limited processing equipment .…”

mentioning

confidence: 99%

Bidirectional Transformation Enables Hierarchical Nanolaminate Dual‐Phase High‐Entropy Alloys

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

conventional nanostructures, for instance with grain sizes below a critical value of ≈50 nm, can experience softening due to grain boundary sliding. [11,12] Over the past years, a novel approach to microstructure design, known as hierarchical laminate structure, has shown to greatly improve strength and ductility of conventional materials simultaneously, such as Ti alloys and steels, through massive microstructure refinement. [13][14][15][16] Typically, such materials with hierarchical laminate structures consist of a parent phase serving as soft matrix to improve ductility and a hard product phase impeding dislocation motion to strengthen the microstructure. Unfortunately, such heterogeneous materials with high local mechanical disparity among their constituting phases are often prone to internal damage initiation, thus limiting ductility to 3.8-15% for Ti alloys, [13,14] 20-33% for medium Mn steels, [17] and 23-33% for stainless steels. [16] Therefore, the mechanical properties of such hierarchical laminate materials need to be further improved to minimize the probability of internal damage and failure. Also, creating laminate structures in bulk materials often requires imposing complex processing methods, e.g., accumulative roll bonding. [18] Interestingly, a recently developed dual-phase high-entropy alloy (HEA) also exhibits a simultaneous increase of strength and ductility after grain refinement [19][20][21][22][23] as highlighted in Figure 1. The excellent strength-ductility combination of the novel dual-phase HEA has been reported to be related to the transformationinduced plasticity (TRIP) effect, i.e., the displacive phase transformation from the face-centered cubic (FCC γ) matrix into the hexagonal close-packed (HCP ε) phase upon deformation. [19,22] Depending on the magnitude of the stacking fault energy, different compositional variants of recently developed HEAs have shown deformation modes with planar dislocation slip, [24,25] twinning induced plasticity (TWIP), [26] or TRIP effect. [22] Here, we observe another state which is thermodynamically characterized by a similar stability of two co-existing phases (FCC γ and HCP ε). This means that the stacking fault energy of the FCC matrix must assume a near-zero yet positive value so that forward (γ → ε) and backward (ε → γ) transformations can be both triggered in the same material and loading state.We studied the deformation mechanisms in the dual-phase HEA (Fe 50 Mn 30 Co 10 Cr 10 , at%) in more detail via transmission electron microscopy (TEM) analysis and found that this novel TRIP-assisted HEA gradually develops a hierarchical Microstructural length-scale refinement is among the most efficient approaches to strengthen metallic materials. Conventional methods for refining microstructures generally involve grain size reduction via heavy cold working, compromising the material's ductility. Here, a fundamentally new approach that allows load-driven formation and permanent refinement of a hierarchical nanolaminate structure in a novel high-entropy allo...

show abstract

mentioning

confidence: 99%

Bidirectional Transformation Enables Hierarchical Nanolaminate Dual‐Phase High‐Entropy Alloys

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…AA-7075-T651 alüminyum alaşımı çökelme sertleşmesi uygulanmış Al-Mg-Zn alaşımıdır ve MgZn2, AlMgZnCu ve Al2CuMg ikinci faz çökeltilerin varlığı nedeni ile yüksek sertliğe sahiptir [7,10,11]. Bu küçük boyutlu ikinci faz çökeltileri hem tane irileşmesini önlerler hem de dislokasyonların önünde engeller teşkil ederler [7,11]. Bu çalışmada, yüksek sıcaklıklara çıkma sonucunda görülen ikinci faz çökeltileri tane sınırlarında yığılmış olduğu ve belli bir mesafede dağılım gösterdiği tespit edilmiştir.…”

Section: Kaynaklı Bağlantıların İçyapı İncelemeleriunclassified

“…Bu alaşım grupları içinde AA-2024 ve AA-7075 yukarıda bahsi geçen otomotiv ve havacılık endüstrilerinde sıklıkla kullanılan temel alüminyum alaşımlarıdır. TWI tarafından geliştirilen sürtünme karıştırma kaynağının bu grup alüminyum alaşımlarının birleştirme işlemlerinde olumlu sonuçlar verdiği yönünde literatür çalışmaları bulunmaktadır [1,3,7,[9][10][11]. Özellikle ergitme kaynaklarında ortaya çıkan kusurlar bu yöntemde görülmemektedir.…”

Section: Introductionunclassified

“…SKK ile kaynaklı birleştirmelerde ısının yanında pimin karıştırma işlemini gerçekleştirirken yarattığı deformasyonun ya da plastik şekil değişiminin de [5] etkisi görülmektedir. Bu iki etki karıştırma bölgesinde dinamik yeniden kristalleşmenin ortaya çıkmasına sebep olur ki bu durum bu bölgede tane yapısının değişmesi ile birlikte, hem sertliğin değişmesine hem de mikroyapısal özelliklerin değişmesine sebep olur [4,7,11]. Bununla birlikte uygun seçilmemiş kaynak koşulları ile yapılan kaynak uygulamalarında kusurlar en çok bu bölgede kendini gösterir.…”

Section: Introductionunclassified

See 1 more Smart Citation

Sürtünme Kariştirma Kaynaği İle Bi̇rleşti̇ri̇lmi̇ş Bağlantilarda Pi̇m Çakişmasinin Mekani̇k Özelli̇kler Üzeri̇ne Etki̇si̇

Kasman¹,

Ozan²

2018

Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

Bu çalışmada, AA-7075 T651 alüminyum alaşımlı plakaların sabit bir pim ofset mesafesi ve iki farklı ofset yönü ile üst üste bindirilmiş iki kaynak dikişi için mekanik özelliklerindeki değişimler araştırılmıştır. Herhangi bir ofset olmaksızın plakaların temas yüzeyinde gerçekleştirilen tek kaynak dikişinin mekanik özellikleri ile karşılaştırma yapılmıştır. Ayrıca kaynaklı bağlantılar için mikroyapısal incelemeler yapılarak kaynaklı bağlantılardaki kusurlar ve pim karıştırma bölgesine ait tane yapısındaki değişimler araştırılmıştır. Deneysel verilerin değerlendirilmesi sonucunda en yüksek çekme mukavemeti olan 423 MPa, 400 dev/dak takım dönme hızında ve herhangi bir çakışmanın olmadığı tek kaynak dikişine sahip kaynaklı bağlantıdan elde edilmiştir. Bu koşul için ölçülen birim uzama %10 iken, en yüksek birim uzama değeri %12,5, 400 dev/dak ve pim ofset yönü olarak pimin dönüş yönünün seçildiği kaynaklı bağlantıdan elde edilmiştir. En yüksek mukavemet ve birim uzama (%) değeri üç farklı pim ofset yönü için de takım dönme hızının 400 dev/dak olduğu durumda elde edilmiştir. Takım dönme hızındaki artış ile çekme dayanımında ve birim uzama (%) değerinde azalma meydana geldiği ortaya çıkmıştır.

show abstract

“…Unlike conventional welding processes, FSW does not cause welding defects, such as distortion, heat-affected zone, cracking, porosity, and other defects [4][5][6][7][8]. Given these advantages, FSW has become a popular solid-state welding process with high tensile properties when joining two welded elements that comprise metals/alloys [9,10]. The functional performance and reliability of the final product rely on the properties of welded elements.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Characterization of the tensile properties of friction stir welded aluminum alloy joints based on axial force, traverse speed, and rotational speed

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

Friction stir welding (FSW) process has gained attention in recent years because of its advantages over the conventional fusion welding process. These advantages include the absence of heat formation in the affected zone and the absence of large distortion, porosity, oxidation, and cracking. Experimental investigations are necessary to understand the physical behavior that causes the high tensile strength of welded joints of different metals and alloys. Existing literature indicates that tensile properties exhibit strong dependence on the rotational speed, traverse speed, and axial force of the tool that was used. Therefore, this study introduces the experimental procedure for measuring tensile properties, namely, ultimate tensile strength (UTS) and tensile elongation of the welded AA 7020 Al alloy. Experimental findings suggest that a welded part with high UTS can be achieved at a lower heat input compared with the high heat input condition. A numerical approach based on genetic programming is employed to produce the functional relationships between tensile properties and the three inputs (rotational speed, traverse speed, and axial force) of the FSW process. The formulated models were validated based on the experimental data, using the statistical metrics. The effect of the three inputs on the tensile properties was investigated using 2D and 3D analyses. A high UTS was achieved, including a rotational speed of 1050 r/min and traverse speed of 95 mm/min. The results also indicate that 8 kN axial force should be set prior to the FSW process.

show abstract

Elucidating of tool rotational speed in friction stir welding of 7020-T6 aluminum alloy

Cited by 57 publications

References 45 publications

Bidirectional Transformation Enables Hierarchical Nanolaminate Dual‐Phase High‐Entropy Alloys

Bidirectional Transformation Enables Hierarchical Nanolaminate Dual‐Phase High‐Entropy Alloys

Sürtünme Kariştirma Kaynaği İle Bi̇rleşti̇ri̇lmi̇ş Bağlantilarda Pi̇m Çakişmasinin Mekani̇k Özelli̇kler Üzeri̇ne Etki̇si̇

Characterization of the tensile properties of friction stir welded aluminum alloy joints based on axial force, traverse speed, and rotational speed

Contact Info

Product

Resources

About