РАЗВИТИЕ ЛОКАЛИЗОВАННОЙ ДЕФОРМАЦИИ В АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВОМ СПЛАВЕ СО СВАРНЫМ ШВОМ

Создание соединений одно- и разнородных металлов является одним из приоритетных направлений в области получения специальных конструкционных материалов с уникальным сочетанием свойств. Помимо технологий получения неразъемных соединений металлов и сплавов, обладающих ограниченной свариваемостью, активно развиваются технологии аддитивного производства изделий с применением электронного пучка. В связи с развитием новых производственных процессов встает вопрос о влиянии структурно-фазовой неоднородности многослойных материалов на деформационное поведение. В частности, важной научной проблемой является влияние сформированной структурно-фазовой границы раздела в материале на процесс пластической деформации. Исследована кинетика фронтов деформации в алюминиево-магниевом сплаве со структурной неоднородностью в виде шва, полученного сваркой трением с перемешиванием. Установлено, что на кривой деформации в образцах в исходном состоянии и после термической обработки реализуется прерывистое пластическое течение. На кривой деформации в отожженных образцах появляется площадка текучести. При деформировании отожженных образцов область шва разделяет образец на участки основного металла, где происходит деформация Людерса, и зону перемешивания, где не происходит локализации деформации на участке текучести. На стадии прерывистого пластического течения процесс деформации в обоих состояниях происходит локализованно путем зарождения и периодического распространения фронтов деформации по всей рабочей площади образца. Кинетику фронтов можно описать в рамках автоволновой концепции пластической деформации аналогично однородным материалам.

1. Шибков А.А., Золотов А.Е., Михлик Д.В., Желтов М.А., Шуклинов А.В., Аверков В.А., Денисов А.А. Кинетика и морфология полос деформации на начальной стадии потери устойчивости пластического течения сплава АМг6. Деформация и разрушение материалов. 2009;8:23–30.

2. Панин В.Е., Дерюгин Е.Е. Мезомеханика формирования полосовых структур на мезо- и макромасштабных уровнях. Физика металлов и металловедение. 2003;6:1–15.

3. Benallal A., Berstad T., Børvik T., Hopperstad O.S., Koutiri I., Nogueira de Codes R. An experi-mental and numerical investigation of the behaviour of AA5083 aluminium alloy in presence of the Portevin–Le Chatelier effect. International Journal of Plasticity. 2008;24:1916–1945. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2008.03.008

4. Трусов П.В., Чечулина Е.А. Прерывистая текучесть: физические механизмы, экспериментальные данные, макрофеноменологические модели. Вестник ПНИПУ. 2014;3:186‒232. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2014.3.10

5. Зуев Л.Б., Хон Ю.А., Горбатенко В.В. Фи-зика неоднородного пластического тече-ния. Москва: Физматлит, 2024:320.

6. Zuev L. B., Barannikova S. A., Danilov V. I., Gorbatenko V. V. Plasticity: from Crystal Lattice to Macroscopic Phenomena. Progress in Physics of Metals. 2021;22:3–57. https://doi.org/10.15407/ufm.22.01.003

7. Зуев Л.Б. Автоволновая пластичность. Локализация и коллективные моды. Москва: Физматлит, 2018:208.

8. Danilov V.I., Orlova D.V., Gorbatenko V.V., Danilova L.V. Effect of temperature on the kinetics of localized plasticity autowaves in Lüders deformation. Metals. 2023;13:773. https://doi.org/10.3390/met13040773

9. Danilov V.I., Zuev L.B., Gorbatenko V.V., Orlova D.V., Danilova L.V. Autowave description of the Lüders and Portevin-Le Chatelier phenomena Rus-sian Physics Journal. 2022;65(7):1411‒1418. https://doi.org/10.1007/s11182-023-02784-9

10. Гусарова А.В., Рубцов В.Е., Колубаев Е.А., Бакшаев В.А., Никитин Ю.В. Влияние направления проката АМг5 на микроструктуру и свойства сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием. Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2020;22(4):124–136. https://doi.org/10.17212/1994-6309-2020-22.4-124-136

11. Калиненко А.А., Миронов С.Ю., Высоцкий И.В., Малафеев С.С. Влияние режима сварки трением с перемешиванием на термическую стабильность сплава АД33. Frontier Materials and Technologies. 2022;1:31–39. https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-1-31-39

12. Tarasov S.Y., Rubtsov V.E., Kolubaev E.A. A proposed diffusion-controlled wear mechanism of alloy steel friction stir welding (FSW) tools used on an aluminum alloy. Wear. 2014;318:130–134. https://doi.org/10.1016/j.wear.2014.06.014

13. Kumar K., Kailas Satish V. The role of friction stir welding tool on material flow and weld formation. Materials Science and Engineering: A. 2008;485(1-2):367‒374.

14. https://doi.org/10.1016/j.msea.2007.08.013

15. Mishra R.S., Ma Z.Y. Friction Stir Welding and Processing. Materials Science and Engi-neering: Reports. 2005;50:1–78.

16. https://doi.org/10.1016/j.mser.2005.07.001

17. Jacquina D., Guillemot G. A review of microstructural changes occurring during FSW in aluminium alloys and their modelling. Journal of Materials Processing Technology. 2021;288:16706. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2020.116706

18. Rigney D.A Transfer, mixing and associated chemi-cal and mechanical processes during the sliding of ductile materials. Wear. 2000;245(1-2):1‒9. https://doi.org/10.1016/S0043-1648(00)00460-9

19. Sutton M.A., Orteu J.-J., Schreier H.W. Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements-Basic Concepts, Theory and Applications. Berlin: Springer; 2009:317. https://doi.org/10.1007/978-0-387-78747-3

20. Zuev L.B., Gorbatenko V.V., Pavlichev K.V. Elaboration of speckle photography techniques for plastic flow analyses. Measurement Science and Technology. 2010;21(5):054014. https://doi.org/10.1088/0957-0233/21/5/054014

21. Данилов В.И., Смирнов А.Н., Горбатенко В.В., Орлова Д.В., Данилова Л.В. Деформация Людерса в сварных соединениях. Известия вузов. Черная металлургия. 2018;61(2):128‒134.

22. McCormick P.G. A Model for the Portevin-Le Chatelier Efffect in Substitutional Alloys. Acta Metallurgica. 1972;20(3):351‒354.

23. https://doi.org/10.1016/0001-6160(72)90028-4