Microstructure and Mechanical Properties of Brass L63 after Friction Mixing Treatment

Autor: A.V. Sudarikov, A.V. Chumaevskii, A.M. Cheremnov, A.P. Zykova, E.A. Kolubaev
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 67-73
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 67-73
ISSN: 1561-9451
1561-9443
DOI: 10.14258/izvasu(2022)4-10
Popis: The processing of materials by the friction mixing method is one of the advanced technologies for hardening and modifying the surface of metals and alloys in modern mechanical engineering. This technology has been widely used in the processing of aluminum, titanium and, in particular, copper alloys. Recent studies in the field of frictional mixing processing (FMA) of zinc-based copper alloys show that, depending on the technological parameters (speed of rotation and movement of the tool, load) and processing modes, a change in the microstructure and mechanical properties of the material is observed. However, the effect of a multipass FPO on the L63 brass alloy has not actually been studied. Therefore, in this work, we studied the effect of a four-pass FPO on the structure and mechanical properties of the L63 copper alloy. According to the analysis, it was revealed that the microstructure in the mixing zone is a region of equiaxed recrystallized grains with an average grain size of about 1.5-2 μm. Due to severe plastic deformations, a fine-grained structure is formed in the material, which causes the increase of microhardness in the mixing zone. The tensile strength of the material after one pass by the tool increases from 314 to 487 MPa, and after the fourth pass up to 497 MPa, no softening of the metal occurs. No visible defects were found in the cross-section of the material due to the optimally selected processing modes.
Обработка материалов фрикционным перемешивающим методом является одной из передовых технологий по упрочнению и модификации поверхности металлов и сплавов в современном машиностроении. Данная технология получила широкое применение в обработке алюминиевых, титановых и, в частности, медных сплавов. Последние исследования в области фрикционной перемешивающей обработки (ФПО) медных сплавов на основе цинка показывают, что в зависимости от технологических параметров (скорость вращения и перемещения инструмента, нагрузка) и режимов обработки наблюдается изменение микроструктуры и механических свойств материала. Однако влияние многопроходной ФПО на сплав латуни Л63 фактически не изучено. Поэтому в настоящей работе было исследовано влияние четырехпроходной ФПО на структуру и механические свойства медного сплава Л63. Согласно проведенному анализу было выявлено, что микроструктура в зоне перемешивания представляет собой область равноосных рекристаллизованных зерен, имеющих средний размер порядка 1,5-2 мкм. Из-за интенсивных пластических деформаций в материале формируется мелкозернистая структура, вследствие чего микротвердость в зоне перемешивания возрастает. Предел прочности материала после одного прохода инструментом возрастает с 314 до 487 МПа, а после четвертого прохода — до 497 МПа, разупрочнения металла не происходит. За счет оптимально подобранных режимов обработки видимых дефектов в поперечном сечении материала не обнаружено.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: