Закономерности формирования структуры алюминиево-магниевых сплавов в условиях адгезионного взаимодействия при сварке трением с перемешиванием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Калашникова Татьяна Александровна

• Калашникова Татьяна Александровна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Калашникова Татьяна Александровна

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Перспективные алюминиевые сплавы для авиационно-космического применения

1.2 Адгезионное взаимодействие и особенности формирования структуры приповерхностных слоев при трении скольжения

1.3 Особенности формирования структуры сварных соединений при сварке трением с перемешиванием

1.3.1 Метод сварки трением с перемешиванием

1.3.2 Особенности и механизмы формирования структуры сварного соединения, полученного сваркой трением с перемешиванием

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материал исследования и экспериментальные методики

2.2 Методы исследования

2.2.1 Механические испытания

2.2.2 Структурные исследования

3 ФОРМИРОВАНИЕ СЛОЕВ ПЕРЕНОСА ПРИ ТРИБОЛОГИЧЕСКОМ КОНТАКТЕ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВОГО СПЛАВА СО СТАЛЬЮ

3.1 Изучение адгезионного взаимодействия и особенностей переноса в условиях трения скольжения пары «алюминиевый сплав - сталь»

3.1.1 Изучение термического воздействия на условия взаимодействия пары «алюминиевый сплав - сталь» при трении скольжения

3.1.2 Закономерности формирования слоев переноса в результате адгезионного взаимодействия пары «алюминиевый сплав - сталь» при трении скольжения

3.1.3 Особенности формирования структуры приповерхностного слоя в алюминиевом сплаве в результате адгезионного взаимодействия

3.2 Особенности взаимодействия слоя адгезионного переноса с металлом инструмента для сварки трением с перемешиванием

3.3 Формирование структуры алюминиевых сплавов с медью при сварке трением с перемешиванием

3.4 Заключение по разделу

4 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ПРИ АДГЕЗИОННОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ В УСЛОВИЯХ СВАРКИ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВОГО СПЛАВА 01570 БОЛЬШИХ ТОЛЩИН

4.1 Особенности деформирования сплава

4.1.1 Особенности микроструктуры и свойства сплава в исходном состоянии

4.1.2 Особенности пластической деформации сплава 01570 при сжатии в зависимости от направления приложения нагрузки

4.2 Особенности формирования мезо- и микроструктуры, обусловленные адгезионным взаимодействием стального инструмента и алюминиевого сплава 01570 при сварке трением с перемешиванием

4.3 Закономерности формирования структуры при сварке трением с перемешиванием в алюминиево-магниевом сплаве

больших толщин

4.3.1 Особенности макро-, мезо- и микроструктуры соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием

4.3.2 Влияние адгезии металла к инструменту

4.3.3 Микроструктура зоны перемешивания

4.3.4 Исследование пластического течения в зоне перемешивания

4.4 Сравнение прочностных характеристик металла шва со слоистой структурой, полученного сваркой трением с перемешиванием, с характеристиками послойно наплавленного металла

4.5 Заключение по разделу

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Закономерности формирования структуры алюминиево-магниевых сплавов в условиях адгезионного взаимодействия при сварке трением с перемешиванием»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время в инновационной технике используются термически неупрочняемые алюминиевые сплавы с высокими прочностными характеристиками, однако, достаточно актуальной остается проблема поиска более совершенных новых промышленных сплавов системы Л1-М£ с улучшенными свойствами [1] и способов изготовления конструкций из них [2, 3, 4]. Перспективным представителем такого семейства материалов, является алюминиево-магниевый сплав 01570. Предел текучести сплава 01570 в 1,5-2 раза превосходит массово используемый в авиастроении сплав АМг6, что является большим преимуществом, так как все корпусные конструкции работают в области упругой деформации. За счет этого можно добиться снижения веса конструкции до 20 %.

Технология изготовления конструкций космического назначения предполагает сварку толстостенных изделий с последующей фрезеровкой, поэтому требуется сварка заготовок и деталей больших толщин. Существует проблема потери прочности сварного соединения из данного сплава, связанная с ликвацией соединений скандия при формировании сварочной ванны. В связи с этим наиболее подходящим методом получения неразъемных соединений большой толщины для сплава 01570 является сварка трением с перемешиванием.

Сварка трением с перемешиванием предполагает перенос материала с помощью специального инструмента (СТП-инструмент). Комбинация высоких температур и глубокой пластической деформации способствует сильной адгезии свариваемого материала к инструменту, что в свою очередь оказывает большое влияние на формирование шва. Наличие трения способствует высокоскоростной субповерхностной пластической деформации, которая создает трибологический слой наноразмерных зерен, адгезионная способность которого возрастает и влияет на перенос материала [5, 6, 7].

Актуальность диссертационной работы связана с исследованием адгезионного взаимодействия и переноса свариваемого материала в процессе сварки трением с перемешиванием во взаимосвязи с параметрами сварки, что делает возможным управление механизмами формирования равнопрочных неразъемных соединений, полученных методом сварки трением с перемешиванием, высокопрочного алюминиевого сплава больших толщин и подтверждается тем, что получена поддержка Минобрнауки России (Госзадание Ш.23.2.4. «Разработка компьютерных моделей и развитие подходов к созданию материалов и покрытий с многоуровневой структурой, в том числе триботехнического назначения, для систем, работающих в сложных динамических условиях эксплуатации», а также Соглашение № 14.610.21.0013, идентификатор проекта RFMEFI61017X0013).

Степень разработанности темы исследования. Вопросам исследования трибологического взаимодействия материалов и процессам, происходящим при сварке трением с перемешиванием, посвящено большое количество работ известных зарубежных и российских ученых - R.S. Mishra, P.J. Blau, F.P. Bowden, J. Zhang, J.M. Ziman, D.H. Buckley, J. Yang, А.В. Колубаева, А.В. Автократовой, В. В. Карманова и др., в которых рассматривалось трение твердых тел, формирование структуры приповерхностных слоев, пластическая деформация, эволюция структуры металла и адгезионный перенос.

Большинство работ по сварке трением с перемешиванием посвящено подбору технологических режимов, сравнению полученных структур со структурами, полученными процессами интенсивной пластической деформации, такими, как равноканальное угловое прессование, экструзия, кручение под высоким давлением, прокатка и прочие, т.е. там, где трение играет побочную роль в формировании структуры материала. При сварке трением с перемешиванием трение играет непосредственную и основную роль в формировании соединения и поэтому требует детального

рассмотрения. Использование полученных при этом результатов может быть полезно для получения высокопрочных соединений.

Таким образом, цель настоящей работы заключалась в установлении закономерностей переноса металла в трибологических процессах и формировании сварного соединения алюминиево-магниевого сплава 01570 в условиях адгезионного трибологического контакта со стальным инструментом при сварке трением с перемешиванием.

Для достижения цели в работе ставились следующие задачи:

1. Исследовать трибологический перенос металла в условиях высокотемпературного сухого трения скольжения модельной пары «алюминиевый сплав-сталь» в зависимости от температуры контакта.

2. Установить особенности формирования и разрушения структуры приповерхностного слоя стального инструмента в результате адгезионно-диффузионного изнашивания при сварке трением с перемешиванием.

3. Выявить особенности переноса металла и формирования макроструктуры сварного соединения при сварке трением с перемешиванием на примере сварки разнородных материалов.

4. Выявить особенности образования макро- и микроструктуры сварных соединений алюминиевого сплава 01570 больших толщин.

Научная новизна. В работе впервые:

1. На основе результатов модельного эксперимента было показано, что интенсивность прямого и обратного трибологического адгезионного переноса определяется температурой испытания. При этом обратный перенос активизируется при более высокой температуре испытаний

2. Показано, что при сварке трением с перемешиванием происходит послойный перенос материала, связанный с адгезией материала к инструменту и дальнейшей когезией его к материалу шва.

3. Проведены комплексные исследования закономерностей формирования структуры сварных соединений больших толщин из алюминиево-магниевого сплава 01570, полученной сваркой трением с

перемешиванием. Показано, что материал зоны термомеханического влияния подвержен гофрированию под давлением от зоны перемешивания.

Теоретическая значимость. Результаты, изложенные в диссертационной работе, имеют фундаментальный характер и вносят вклад в существующие представления о закономерностях формирования структур в характерных зонах и механических свойствах неразъемных соединений при сварке трением с перемешиванием из алюминиево-магниевых сплавов, что может служить основой для дальнейших исследований.

Установленные закономерности формирования структуры расширяют представления об адгезионном конвективном массопереносе при сварке трением с перемешиванием и при трении скольжения пары «алюминиевый сплав - сталь», а также о формировании интерметаллидных соединений на поверхности инструмента в результате адгезионно-диффузионного взаимодействия со свариваемым материалом.

Практическая значимость. Полученные экспериментальные сведения о закономерностях формирования структуры алюминиево-магниевых сплавов больших толщин в условиях адгезионного взаимодействия при сварке трением с перемешиванием позволят получать качественные неразъемные соединения.

Выявленные закономерности формирования структуры при сварке трением с перемешиванием и проведенные исследовательские испытания позволили подобрать параметры технологических режимов для усовершенствованной технологии сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием, о чем был составлен акт испытаний с ЗАО «Чебоксарское предприятие «Сеспель».

Результаты работы использованы в учебном процессе инженерной школы новых производственных технологий Федерального государственного автономного образовательного учреждения «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (ТПУ) при разработке магистерской программы «Технологии космического

материаловедения», а также программы повышения квалификации «Формирование неразъемных соединений методом сварки трением с перемешиванием» совместно с ТПУ и ПАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва», г. Королёв, Московская обл.

Методология и методы исследования. В качестве методологической основы использованы труды отечественных и зарубежных ученых, указанные в диссертации. Для изучения особенностей структуры и свойств исследуемых материалов использован комплекс методов исследования: оптическая микроскопия, лазерная сканирующая микроскопия, растровая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, механические испытания на сжатие, растяжение, измерение микротвердости, наноиндентирование, рентгеноструктурный анализ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Совокупность экспериментальных данных, подтверждающая дискретный характер адгезионного прямого и обратного переноса на алюминиево-магниевом сплаве в условиях трибологического контакта.

2. Адгезионно-диффузионный механизм взаимодействия СТП-инструмента со свариваемым металлом, обеспечивающий послойный перенос материала за инструмент.

3. Особенности процесса формирования сварного соединения при сварке трением с перемешиванием сплава 01570 больших толщин, заключающиеся в неоднородности адгезионного взаимодействия материала с инструментом в результате неравномерного нагрева материала шва по толщине свариваемой заготовки.

4. Структурные особенности формирования зоны перемешивания в алюминиево-магниевом сплаве 01570 при сварке трением с перемешиванием, обусловленные образованием слоев переноса, формирование которых происходит в результате пластической деформации и фрагментации при фрикционном контакте материала с инструментом.

Достоверность результатов исследований, полученных в работе, обеспечивается использованием современных методов экспериментальных исследований на сертифицированном оборудовании, их физической обоснованностью. Результаты работы не противоречат данным, приведенным в литературных источниках.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих международных и всероссийских конференциях: Международной конференции «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций», г. Томск, 2015 г.; XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», г. Томск, 2016 г.; LVII Международной конференции «Актуальные проблемы прочности», Севастополь, 2016 г.; Международной конференции «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций», г. Томск, 2016 г.; Международной конференции «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций», г. Томск, 2017 г.; XII Международной конференции «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций», Екатеринбург, 2018 г., Международный симпозиум «Иерархические материалы: разработка и приложения для новых технологий и надежных конструкций», г. Томск 2018 г.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах, из них 3 статьи в журналах, входящих в перечень рецензируемых научных журналов и изданий из списка ВАК, 4 статьи в журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus.

Личный вклад автора состоит в подготовке образцов для исследования, проведении экспериментов по трению и сварке трением с перемешиванием на стенде для экспериментальных исследований технологических режимов сварки трением с перемешиванием,

микроструктурных исследований, механических испытаний, обработке полученных результатов, написании статей по теме диссертации, совместном с научными руководителями формулировке и обсуждении цели и задач диссертационной работы, основных научных положений и выводов.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, выводов, списка литературы, включающего 123 наименования, и 2 приложений. Всего 153 страницы, в том числе 88 рисунков и 4 таблицы.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Перспективные алюминиевые сплавы для авиационно-космического

применения

Алюминиевые сплавы нашли применение в авиационной промышленности, ракетостроении, судостроении, железнодорожном и автомобильном транспорте для сварки ответственных конструкций в виду низкой плотности при сравнительно высоких показателях механической прочности [8, 9].

Основным конструкционным материалом гражданского самолетостроения являются непрерывно совершенствующиеся сплавы системы алюминий-магний ^-И^, АМг) [9, 10], так как они обладают повышенной прочностью, высокой пластичностью и высокой коррозионной стойкостью [11, 12].

Снижение массы конструкций в авиакосмической отрасли является актуальным направлением повышения массы полезного груза и снижения расхода топлива [13, 14]. В связи с чем, в настоящее время существует проблема поиска более совершенных термически неупрочняемых высокопрочных алюминиево-магниевых сплавов, для создания конструкций авиакосмического назначения [1].

Перспективным направлением для создания сплавов с более высокими прочностными характеристикам, технологичностью, надежностью, но при этом сниженной массой и металлоемкостью является легирование сплавов системы Al-Mg переходными металлами, такими как скандий, цирконий и др., например Al-Mg-Sc [1, 10, 15, 16].

Известно, что сплав системы Al-Mg-Sc является наследственно мелкозернистым сплавом, в котором естественным образом проявляется свойство сверхпластичности, так что деформируемые полуфабрикаты из него

могут подвергаться сверхпластичной формовке без специальной подготовки структуры, при этом, при повышении температуры испытаний он быстро разупрочняется. Коррозионная стойкость сплава Al-Mg-Sc не отличается от стойкости обычных сплавов, массово используемых в авиастроении (например, АМг6) и является достаточно высокой [15, 17].

Существенное влияние на свойства сплавов алюминия, легированных марганцем, скандием или цирконием, в том числе Al-Mg-Sc, оказывает образование наноразмерных частиц Al6Mn, AlзSc, Alз(Sc,Zr) и др. Одним из положительных аспектов влияния таких частиц на свойства, формирующиеся при термомеханической обработке (например, РКУП или прокатка с последующим отжигом), является возможность получения структур с существенно меньшим размером зерна в сравнении с другими сплавами (например АМг или Д16). При этом наноразмерные частицы Al3Sc и др. в ряде экспериментальных работ демонстрируют низкую склонность к увеличению размера. Например, в работе [18] при отжиге в 350 °С в течении 7 дней средний диаметр частиц Al3Sc увеличился с 13,7 нм только лишь до 15,4 нм. Наличие в структуре сплава при обработке трением с перемешиванием нанодисперсных частиц Al6Mn, Al3Sc, Al3(Sc,Zr) и др., являющихся достаточно сильными ингибиторами роста зерен [19], что оказывает влияние на формирование в зоне перемешивания ультрамелкозернистой структуры (аналогично с формированием мелкозернистой структуры при механической обработке), характеризующейся наличием большеугловых границ. Эффективность влияния типа дисперсных частиц на сдерживание роста зерен при механической обработке может быть представлена в виде ряда: AlзSc>Alз(Sc,Zr)>Al6Mn [20], а влияние частиц нанометрового диапазона может быть обусловлено генерацией дислокаций и стабилизацией границ зерен в процессе деформации и отжига. Показательным является увеличение предела прочности и предела текучести в соединениях, полученных сваркой

трением с перемешиванием, сплавов, легированных Sc и 7г на 23,8 % и 11,9 % соответственно [21].

Одним из положительных свойств сплавов алюминия, подвергнутых обработке трением с перемешиванием, является возможность получения высоких характеристик сверхпластичности [22, 23, 24, 25, 26]. В работах [22, 23] были получены высокие показатели сверхпластического поведения при различной скорости и температуре деформации Al-Mg-Sc сплава в ультрамелкозернистом состоянии, полученном обработкой трением с перемешиванием. Отмечается высокая стойкость таких сплавов к укрупнению зерна в процессе деформации при высокой температуре за счет выделения частиц AlзSc и возможность получения обработкой трением с перемешиванием равноосной мелкозернистой структуры в зоне перемешивания, что труднодостижимо даже с использованием таких методов, как равноканальное угловое прессование. В работе [22] показано, что, несмотря на то, что размер зерна, полученный обработкой трением с перемешиванием, был больше, чем при других методах, было получено удлинение образцов до 2000% за счет сверхпластичности по механизму зернограничного проскальзывания при высокой скорости деформации. Отмечается высокая стабильность микроструктуры при температуре деформации до 450 °С.

В работе [27] проведена оценка критического размера зерна при деформации ультрамелкозернистых Al-Mg-Sc сплавов, полученных обработкой трением с перемешиванием. Показано, что размер зерна по отношению к размеру субзерен при заданной температуре и скорости деформации играет ключевую роль в деформационном поведении сплава. Прямое взаимодействие дислокаций с большеугловыми границами для зерна меньшего размера привело к повышению вероятности аннигиляции дислокаций на границе зерен, в результате чего наступали пластические неустойчивости. Критический размер зерна, при котором происходит изменение в деформационном поведении, был оценен в 400-500 нм.

Термическая устойчивость при термообработке структуры ультрамелкозернистых сплавов алюминия, легированных скандием и цирконием, и подвергнутых обработке трением с перемешиванием, исследовалась в работе [28]. Отмечается высокая стойкость к укрупнению зерна до температуры 723 К при отжиге в течении 16 часов, что объясняется наличием дисперсных частиц Al3(Sc,Zr), способствующих подавлению роста зерна при термическом воздействии.

В работе [21] было проведено сравнительное исследование влияния легирования скандием и цирконием на механические свойства сварных соединений, полученных методом сварки трением с перемешиванием и сваркой в инертном газе с применением вольфрамового электрода. Показано, что положительный эффект от Sc и Zr, заключающийся в измельчении зерна, лучше сохраняется в процессе сварки трением с перемешиванием.

В работе [29] проведено исследование влияния предварительного упрочнения на микроструктуру и механические свойства соединений Al-54Mg-0.2Sc-0.1Zr сплава, полученных сваркой трением с перемешиванием. Показано, что микроструктура зоны перемешивания мало зависит от исходного состояния сплава. Практически полная прочность соединений была получена в отожженном, частично упрочненном и стабилизированном состояниях, что обусловлено сохранением когерентных наночастиц и измельчением зерна. При этом в полностью упрочненном состоянии прочность достигала только 65 %, что связано с аннигиляцией дислокаций и субструктурным упрочнением, а также рекристаллизацией в зоне перемешивания.

Немаловажным с конструкционной точки зрения для аппаратов и устройств, работающих при низких температурах, является наличие у соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием на сплавах алюминия, легированных скандием и цирконием, хороших криогенных свойств. Такое положение обусловлено формированием в зоне перемешивания ультрамелкозернистой структуры с высокой долей

большеугловых границ и большим содержанием нанодисперсных частиц AlзSc. Например, в работе [30] отмечается, что в зоне перемешивания в таких соединениях преобладают рекристаллизованные зерна размером ~ 1 мкм, при этом происходит разрушение сетки крупных частиц Al6Mn по границам зерен, что определяет высокую вязкость разрушения при температурах до 190 °С. Также в работах отмечается влияние исходного состояния (литое, горячекатаное) на механические свойства и характерное строение излома соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием, в условиях низких температур [30]. В интервале от 20 °С до 100 °С разрушение сварных швов происходило по зоне перемешивания, эффективность соединений составила 95 %. Такое положение связано с ликвидацией исходной упрочненной структуры в результате рекристаллизации при сварке трением с перемешиванием. При температурах ниже 100 °С разрушение образцов происходило по области базового металла, что связано с подавлением поперечного скольжения и сложностью размножения дислокаций.

Усталостные свойства материала в зоне соединений, полученных методом сварки трением с перемешиванием, изучались в работе [31]. Как показано авторами, усталостные трещины образуются в основном вокруг зоны перемешивания и зоны термомеханического воздействия. В зависимости от приложенных напряжений усталостные трещины могут появляться как в зоне перемешивания, так и в зоне термомеханического воздействия. Развитие трещин в зоне однородной микроструктуры зоны перемешивания происходит перпендикулярно оси нагружения и не зависит от локальной микроструктуры, а в зоне термомеханического воздействия разрушение, наоборот, зависит от структуры. В аналогичных исследованиях на алюминиевых сплавах, легированных скандием, получены данные в работах [32, 33], которые свидетельствуют о существенном вкладе в усталостную прочность наноразмерных частиц AlзSc, Alз(Sc,Zг), наличие которых является основным фактором, влияющим на устойчивость к росту

усталостной трещины [32], а их размер оказывает влияние на циклическое разупрочнение при испытаниях [33].

Коррозионные свойства ультрамелкозернистых сплавов алюминия, после обработки трением с перемешиванием и сварки трением с перемешиванием данных сплавов исследовались в работах [34, 35]. В результате исследований в работе [34] показано, что фрикционная обработка трением существенно повышает коррозионную стойкость Al-Mg сплавов под нагрузкой в растворе №0. В работе [35] выявлено, что материал шва соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием, проявляет более высокую коррозионную стойкость, чем основной металл.

1.2 Адгезионное взаимодействие и особенности формирования

структуры приповерхностных слоев при трении скольжения

Изучение фундаментальной природы трения является серьезной проблемой в связи с тем, что изменения условий трения вносят существенные изменения в поведение трибологической системы в целом. В данном разделе рассмотрен адгезионный перенос как существенная составляющая процесса трения скольжения без смазки.

Трение, представляет из себя набор различных процессов, которые при совместном действии на поверхности контакта создают характерное сопротивление скольжению [36]. К процессам трения можно отнести образование и разрушение трибологических слоев, изменение шероховатости поверхности и адгезионный перенос материала с одной поверхности на другую. При этом несколько процессов могут работать одновременно в одной трибологической системе. Разнообразие видов трения делает изучение его фундаментальной природы серьезной проблемой, так как вследствие даже небольшого различия в условиях трения могут произойти большие изменения в поведение системы.

Новым толчком в развитии суждений о трении стала система взглядов о структурных уровнях деформации твердых тел [37], на которых основывается многоуровневый подход к процессам деформации, вследствие появления диссипативных структур и движения трехмерных структурных элементов. За счёт этого пластическая деформация носит вихревой характер. Данный подход можно использовать для решения задач трения и изнашивания с точки зрения физической мезомеханики [38].

Как известно, любой металл при контакте с воздухом покрывается оксидной пленкой. Это пленка настолько тонкая, что она невидима, и металл кажется незагрязненным. Однако, имея толщину несколько нанометров, оксидная пленка препятствует адгезии между контактирующими металлами и, следовательно, такой контакт не позволяет в полной мере оценить роль адгезии в процессе трения. Во избежание негативных последствий окисления металлов, авторы работы [39] проводили эксперименты в вакууме. Было показано, что по мере уменьшения степени загрязнения поверхностей контактирующих материалов, адгезия между ними увеличивается.

Многочисленные эксперименты на различных материалах показали, что адгезия способствует переносу более мягкого металла на твердый металл. Схематически этот процесс показан на рисунке 1.1.

Контакт Адгезия Перенос

Рисунок 1.1 - Процесс адгезионного переноса материала

Такое адгезионное взаимодействие можно описать, прибегая к модели под названием «Jellшm», введенной в работе [40]. Согласно данной модели, электроны, при условии, что расстояние между двумя контактирующими телами мало (менее 1 нм), могут перемещаться из одного тела в другое. В результате электроны могут связать два твердых тела, несмотря на различные атомные структуры. При этом, металл с более высокой электронной плотностью передают электроны другому металлу, как показано на рисунке 1.2. Помимо этого, на поверхность контакта и прочность его связи, а также тангенциальные смещения при скольжении, оказывает значительное влияние кристаллографическая ориентация поверхностей двух взаимодействующих тел [41].

Рисунок 1.2 - Модель обмена электронами при адгезионном контакте между металлами [41]

Исследования [41 ] показали, что в поликристаллах трение в различно ориентированных зернах разное. Но что более важно, это касается и границ зерен. На рисунке 1.3 (а) видно, что при скольжении от зерна с ориентацией (210) к зерну (111) трение на плоскости (210) и на границе зерна выше, чем на плоскости (111). Влияние границы зерна можно легко увидеть при начале скольжения на плоскости (111), как показано на рисунке 1.3 (б).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Калашникова Татьяна Александровна, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Бронз А. В. Сплав 1570С — Материал для герметичных конструкций перспективных многоразовых изделий РКК «Энергия» / А. В. Бронз, В. И. Ефремов, А. Д. Плотников, А. Г. Чернявский // Космическая техника и технологии. - 2014. - № 4 (7). - С. 62-67.

2 Шачнев С. Ю. Отработка технологии сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов 1570С, АМг6 большой толщины для использования в перспективных разработках РКК «Энергия» / С. Ю. Шачнев, В. А. Пащенко, И. Д. Махин, А. В. Базескин, А. Д. Дубовицкий // Космическая техника и технологии. - 2016. - № 4(15). - С. 24-30.

3 Предко П. Ю. Влияние сварки трением с перемешиванием на структуру и свойства листосварных конструкций из термически неупрочняемых сплавов системы Al-Mg-Sc / П. Ю. Предко, Е. В. Автократова, М. В. Маркушев, В. Ю. Конкевич, Ю. А. Филатов // Технология легких сплавов. - 2013. - № 2. -C. 76-83.

4 Mishra R. S. Friction stir welding and processing / R. S. Mishra, Z. Y. Ma // Materials Science and Engineering R: Reports. - 2005. - V. 50. - P. 1-78.

5 Tarasov S. Yu. Adhesion transfer in sliding a steel ball against an aluminum alloy / S. Yu. Tarasov, A. V. Filippov, E. A. Kolubaev, T. A. Kalashnikova // Tribology International. - 2017. - V. 115. - P. 191-198.

6 Tarasov S. Y. A proposed diffusion-controlled wear mechanism of alloy steel friction stir welding (FSW) tools used on an aluminum alloy / S. Y. Tarasov, V. E. Rubtsov, E. A. Kolubaev // Wear. - 2014. - V. 318 - P. 130-134.

7 Рубцов В. Е. Одномерная модель неоднородного сдвига при трении скольжения / В. Е. Рубцов, С. Ю. Тарасов, А. В. Колубаев // Физическая мезомеханика. - 2012. - № 15 (4). - С. 103-108.

8 Гуреева М. А. Свариваемые алюминиевые сплавы в конструкциях транспортных средств / М. А. Гуреева, О. Е. Грушко, В. В. Овчинников // Заготовительные производства в машиностроении. - 2009. - № 3 - С. 11-21.

9 Фридляндер И. Н. Алюминиевые сплавы в летательных аппаратах в периоды 1970-2000 и 2001-2015 гг. / И. Н. Фридляндер // Технология легких сплавов. - 2002. - № 4. - С. 12-17.

10 Автократова Е. В. Перспективный А1-М§^с сплав для самолетостроения / Е. В. Автократова // Вестник уфимского государственного авиационного технического университета. - 2007. - Т. 9. - № 1. - С. 182-183.

11 Колачев Б. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов : учебник для вузов / Б. А. Колачев, В. И. Елагин, В. А. Ливанов. -3-е изд., перераб. и доп. - М.: МИСИС, 1999. - 416 с.

12 Алиева, С. Г. Промышленные алюминиевые сплавы : справ. изд. / С. Г. Алиева, М. Б. Альтман, С. М. Амбарцумян [и др.]. - М. : Металлургия, 1984. - 528 с.

13 Филатов Ю. А. Деформируемые сплавы на основе системы А1-М§^с и перспективы их применения в автомобилестроении / Ю. А. Филатов // Цветные металлы. - 1997. - № 2. - С. 60-62.

14 Елагин В. И. Алюминиевые сплавы, легированные скандием / В. И. Елагин, В. В. Захаров, Т. Д. Ростова // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1992. - № 1. - С. 24-28.

15 Величко И. И. Проблемы применения алюминиевых сплавов 01570, 01421, 01535 и других, легированных скандием / И. И. Величко, Г. В. Додин, Б. К. Метелев // Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Скандий и перспективы его использования», 18-19 октября 1994 г. М. - 1994. - С. 15.

16 Андреев В. В. Экспериментальное исследование прокатываемости алюминиевого сплава системы AL-MG-SC / В. В. Андреев, А. Н. Головко, О. В. Бондаренко // Вестник Нац. техн. ун-та «ХПИ» : сб. науч. тр. Темат.

вып. : Новые решения в современных технологиях. - Харьков : НТУ "ХПИ", 2010. - № 42. - С. 14-19.

17 Филатов Ю. А. Деформируемые сплавы на основе системы Al-Mg-Sc / Ю. А. Филатов // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1996.

- № 6. - С. 33-36.

18 Tuan N. Q. Effects of substituting ytterbium for scandium on the microstructure and age-hardening behaviour of Al-Sc alloy / N. Q. Tuan, A. M. P. Pinto, H. Puga a, L. A. Rocha, J. Barbosa // Materials Science & Engineering A. -2014. - V. 601.

- P. 70-77.

19 Meng Y. Effect of minor Zr and Sc on microstructures and mechanical properties of Al-Mg-Si-Cu-Cr-V alloys / Y. Meng, Z. Zhao, J. Cui // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. - 2013. - V. 23 (7). - P. 1882-1889.

20 Nikulin I. Effect of second phase particles on grain refinement during equal-channel angular pressing of an Al-Mg-Mn alloy / I. Nikulin, A. Kipelova, S. Malopheyev, R. Kaibyshev // Acta Materialia. - 2012. - V. 60. - P. 487-497.

21 Deng Y. Effects of Sc and Zr on mechanical property and microstructure of tungsten inert gas and friction stir welded aerospace high strength Al-Zn-Mg alloys / Y. Deng, B. Peng, G. Xu, Q. Pan, Z. Yin, R. Ye, Y. Wang, L. Lu // Materials Science & Engineering A. - 2015. - V. 639. - P. 500-513.

22 Liu F. C. Achieving exceptionally high superplasticity at high strain rates in a micrograined Al-Mg-Sc alloy produced by friction stir processing / F. C. Liu, Z. Y. Ma // Scripta Materialia. - 2008. - V. 59. - P. 882-885.

23 Liu F. C. Contribution of grain boundary sliding in low-temperature superplasticity of ultrafine-grained aluminum alloys / F. C. Liu, Z. Y. Ma // Scripta Materialia. - 2010. - V. 62. - P. 125-128.

24 Liu F. C. Low-temperature superplasticity of Al-Mg-Sc alloy produced by friction stir processing / F. C. Liu, Z. Y. Ma, L. Q. Chen // Scripta Materialia. -2009. -V. 60. - P. 968-971.

25 Liu F. C. Microstructural evolution in recrystallized and unrecrystallized Al-Mg-Sc alloys during superplastic deformation / F. C. Liu, P. Xue, Z. Y. Ma. // Materials Science and Engineering A. - 2012. - V. 547. - P. 55-63.

26 Malopheyev S. Superplasticity of friction-stir welded Al-Mg-Sc sheets with ultrafine-grained microstructure / S. Malopheyev, S.Mironov, I. Vysotskiy, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A. - 2016. - V. 649. - P. 85-92.

27 Kumar N. Critical grain size for change in deformation behavior in ultrafine grained Al-Mg-Sc alloy / N. Kumar R. S. Mishra, C. S. Huskamp, K. K. Sankaran // Scripta Materialia. - 2011. - V. 64. - P. 576-579.

28 Kumar N. Thermal stability of friction stir processed ultrafine grained Al-Mg-Sc alloy / N. Kumar, R. S. Mishra // Materials Characterization. - 2012. - V. 74. -P. 1-10.

29 Malopheyev S. Friction stir welding of an Al-Mg-Sc-Zr alloy in as-fabricated and work-hardened conditions / S. Malopheyev, V. Kulitskiy, S. Mironov, D. Zhemchuzhnikova, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A. - 2014. -V. 600. - P. 159-170.

30 Zhemchuzhnikova D. Cryogenic properties of Al-Mg-Sc-Zr friction-stir welds / D. Zhemchuzhnikova, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A. - 2014. - V. 598. - P. 387-395.

31 Besel M. Fatigue behavior of friction stir welded Al-Mg-Sc alloy / M. Besel, Y. Besel, U. A. Mercado, T. Kakiuchi, Y. Uematsu // International Journal of Fatigue. - 2015. - V. 77. - P. 1-11.

32 Li M. Fatigue crack growth behavior of Al-Mg-Sc alloy / M. Li, Q. Pan, Y. Wang, Y. Shi // Materials Science & Engineering A. - 2014. - V. 598. - P. 350354.

33 Watanabe C. Low-cycle fatigue behavior and dislocation structure of an Al-Mg-Sc alloy / C. Watanabe, C. Y. Jin, R. Monzen, K. Kitagawa // Materials Science and Engineering: A. - 2004. - V. 387-389. - P. 552-555.

34 Argade G. R. Stress corrosion cracking susceptibility of ultrafine grained Al-Mg-Sc alloy / G. R. Argade, N. Kumar, R. S. Mishra // Materials Science & Engineering A. - 2013. - V. 565. - P. 80-89.

35 Zucchi F. Pitting and stress corrosion cracking resistance of friction stir welded AA 5083 / F. Zucchi, G. Trabanelli, V. Grassi // Materials and Corrosion. - 2001.

- V. 52. - P. 853-859.

36 Blau P. J. Friction science and technology: From Concepts to Applications / P. J. Blau. - 2nd ed. - CRC Press, 2008. - 432 p.

37 Панин В. Е. Структурные уровни деформации твердых тел / В. Е. Панин, В. А. Лихачев, Ю. В. Гриняев. - Новосибирск: Наука, 1985. - 229 с.

38 Панин В. Е. Износ в парах трения как задача физической мезомеханики / В. Е. Панин, А. В. Колубаев, А. И. Слосман, С. Ю. Тарасов, С. В. Панин, Ю. П. Шаркеев // Физическая мезомеханика. - 2000. - Т. 3. - № 1. - С. 67-74.

39 Bowden F. P. The adhesion of clean metals / F. P. Bowden, G. W. Rowe // Proceedings of the Royal Society A. - 1956. - V. 233 - P. 429-442.

40 Ziman J. M. Electrons in metals. a short guide to the fermi surface / J. M. Ziman. - London : Taylor and Francis, 1963 - 80 p.

41 Buckley D. H. The metal-to-metal interface and its effect on adhesion and friction / D. H. Buckley // Journal of Colloid and Interface Science. - 1977. - V. 58 (1) - P. 36-53.

42 Buckley D. Surface effects in adhesion, friction, wear, and lubrication / D. Buckley. - Amsterdam: Elsevier Science, 1981. - 642 p.

43 Sikorski M. E. Correlation of the coefficient of adhesion with various physical and mechanical properties of metals / M. E. Sikorski // Journal of Basic Engineering. - 1963. - V. 85. - P. 279-285.

44 Sikorski M. E. The adhesion of metals and factors that influence it / M. E. Sikorski // Wear. - 1964. - V. 7 (2). - P. 144-162.

45 Stachowiak G. W. Engineering tribology / G. W. Stachowiak, A. W. Batchelor.

- Amsterdam: Elsevier Science, 1993. - 871 p.

46 Bowden F. P. The friction and lubrication of solids, Part 2 / F. P. Bowden, D. Tabor. - Oxford : Clarendon Press, 1964. - 337 p.

47 Kerridge M. The stages in a process of severe metallic wear / M. Kerridge, J. K. Lancaster // Proceedings of the Royal Society A. - 1956. - V. 236. - P. 250-264.

48 Antler M. Processes of metal transfer and wear / M. Antler // Wear. - 1964. -V. 7. - P. 181-204.

49 Sasada T. The behaviour of adhered fragments interposed between sliding surfaces and the formation process of wear particles / T. Sasada, S. Norose, H. Mishina // Proceeding International Conference on Wear of Materials, Dearborn, Michigan, 16-18 April 1979. - Michigan, 1979. - P. 72-80.

50 Rigney D. A. Wear process in sliding systems / D. A. Rigney, L. H. Chen, M. G. S. Naylor, A. R. Rosenfeld // Wear. - 1984. - V. 100. - P. 195-219.

51 Komvopoulos K. The mechanism of friction in boundary lubrication / K. Komvopoulos, N. Saka, N. P. Suh // Journal of Tribology. - 1985. - V. 107. - P. 452-463.

52 Карманов В. В. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов: сущность и специфические особенности процесса, особенности структуры сварного шва / В. В. Карманов, А. Л. Каменева, В. В. Карманов // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. - 2012. - №32. - C. 67-80.

53 Raghuram V. Fatigue fracture and microstructural analysis of friction stir welded butt joints of aerospace aluminum alloys : A Thesis of Master of Science in Mechanical Engineering / V. Raghuram. - Baton Rouge, 2009. - 152 p.

54 Pat. Appl. no. 9125978.8 GB Friction stir butt welding /Thomas W.M., Nicholas E.D., Needham J.C. - International patent application No. PCT/GB92/002203GB; Publ. Dec. 1991.

55 Khodir S. A. Microstructure and mechanical properties of friction stir welded dissimilar aluminum joints of AA2024-T3 and AA7075-T6 / S. A. Khodir, T. Shibayanagi //Materials Transactions. - 2007. - V. 48 (7). - P. 1928-1937.

56 Threadgill P. L. Friction stir welding of aluminium alloys / P. L. Threadgill, A. J. Leonard, H. R. Shercliff, P. J. Withers // TWI Bull. - 1997. - V. 28.- P. 3033.

57 Dawes C. J. Friction stir process welds aluminium alloys: the process produces low-distortion, highquality, low-cost welds on aluminium / C. J. Dawes, W. M. Thomas // Welding Journal. - 1996. - V. 75. - P. 41-45.

58 McNelley T. R. Recrystallization mechanisms during friction stir welding/processing of aluminum alloys / T. R. McNelley, S. Swaminathan, J. Q. Su // Scripta Materialia. - 2008. - 58. - P. 349-354.

59 Mishra R. S. Friction stir welding and processing / R. S. Mishra, P. S. De, N. Kumar // Science and Engineering. - Springer International Publishing Switzerland, 2014. - 338 p.

60 Hassan K. A. A. Effect of welding parameters on nugget zone microstructure and properties in high strength aluminium alloy friction stir welds / K. A. A. Hassan, P. B. Prangnell, A. F. Norman, D. A. Price & S. W. Williams // Science and Technology of Welding and Joining. - 2003. - №8 (4). - P. 257 - 268.

61 Podrzaj P. Welding defects at friction stir welding / P. Podrzaj, B. Jerman, D. Klobcar // Metalurgija. - 2015. - V. 54 (2). - P. 387-389.

62 Qian J. W. An analytical model to optimize rotation speed and travel speed of friction stir welding for defect-free joints / J. W. Qian, J. L. Li, F. Sun, J. T. Xiong, F. S. Zhang, X. Lin // Scripta Materialia. - 2013. - V. 68 (3-4). - P. 175-178.

63 Threadgill P. L. Terminology in friction stir welding / P. L. Threadgill // Science and Technology of Welding and Joining. - 2007. - V. 12. - P. 357-360.

64 Kosec G. Failure of the pinion from the drive of a cement mill / G. Kosec, A. Nagode, I. Budak, A. Antic, B. Kosec // Engineering Failure Analysis. - 2011. -V. 18 (1). - P. 450-454.

65 Vidal C. Fatigue behaviour at elevated temperature of friction stir channelling solid plates of AA5083-H111 aluminium alloy / C. Vidal, V. Infante, P. Vila?a // International Journal of Fatigue. - 2014. - V. 62. - P. 85-92.

66 Ensminger D. Ultrasonics: data, equations and their practical uses / D. Ensminger, F. B. Stulen. - 1st ed. - New York: CRC press; 2009. - 508 p

67 Liu Y. Microstructure of the pure copper produced by upsetting with ultrasonic vibration / Y. Liu, S. Suslov, Q. Han, C. Xu, L. Hua // Materials Letters. - 2012. -V. 67. - P. 52-55.

68 Tarasov S. Yu. Ultrasonic-Assisted Aging in Friction Stir Welding on Al-Cu-Li-Mg Aluminum Alloy / S. Yu. Tarasov, V. E. Rubtsov, S. V. Fortuna,

A. A. Eliseev, A. V. Chumaevsky, T. A. Kalashnikova, E. A. Kolubaev // Welding in the World, Le Soudage Dans Le Monde. - 2017. - V. 61 (4). - PP. 679-690.

69 Threadgill P. L., Leonard A. J. Macro and microstructural features of friction stir welds in various materials [Electronic resource] // TWI: members report. -1999. - N. 693. - URL: https://www.twi-global.com/technical-knowledge/industrial-member-reports/macro-and-microstructural-features-of-friction-stir-welds-in-various-materials-693-1999/.

70 Standard D17-3:200X. Specification for friction stir welding of aluminum alloys for aerospace applications. - 1st ed. - Miami, FL : American Welding Society, 2006. - 58 p.

71 Eliseev A.A. Microstructure of Fixed Butt Joints Formed by Friction Stir Welding on 2024T3 Aluminum Alloy / A. A. Eliseev, T. A. Kalashnikova, S. Yu. Tarasov, V. E. Rubtsov, S. V. Fortuna, E. A. Kolubaev // Key Engineering Materials. - 2016. - V. 683. - PP. 203 - 208.

72 Steuwer A. A combined approach to microstructure mapping of an Al-Li AA2199 friction stir weld / A. Steuwer, M. Dumont, J. Altenkirch, S. Birosca, A. Deschamps, P. B. Prangnell, P. J. Withers //Acta Materialia. - 2011. - V.59. - P. 3002-3011.

73 Mahoney, M. W. Properties of friction-stir-welded 7075 T651 / M. W. Mahoney, C. G. Rhodes, J. G. Flintoff, R. A. Spurling, W. H. Bingel // Metallurgical and Materials Transactions A. - 1998. - V. 29. - P. 1955-1964.

74 Leonard A. J. Microstructure and ageing behavior of FSW in aluminium alloys 2014A-T651 and 7075-T651 [Electronic resource] : Proc. 2nd Int. Symp. on Friction stir welding, TWI, Gothenburg, Sweden, June 2000. - Gothenburg, 2000. - 1 CD-ROM.

75 Peel M. Microstructure, mechanical properties and residual stresses as a function of welding speed in aluminium AA5083 friction stir welds / M. Peel, A. Steuwer, M. Preuss, P. J. Withers // Acta Materialia. - 2003. - V. 51 (16). - P. 4791-4801.

76 Chen Z. W. On the forming mechanism of banded structures in aluminium alloy friction stir welds / Z. W. Chen, S. Cui // Scripta materialia. - 2008. - № 58. - P. 417- 420.

77 Фролов В. А. Сварка трением с перемешиванием термически упрочняемого сплава В95 системы Al-Zn-Mg-Cu. / В. А. Фролов, В. Ю. Конкевич, П. Ю. Предко, В. В. Белоцерковец // Сварочное производство. -2013. - № 3. - С. 21- 26.

78 Su Q. Microstructure investigation of friction stir welding 7050-T651 aluminum / Q. Su, T. W. Nelson, R. Mishra, M. Mahoney // Acta Materialia. -2003. - V. 53 (1). - P. 713-729.

79 Norman A. F. High resolution EBSD analysis of the grain structure in an AA2024 friction stir weld / A. F. Norman, I. Brough, P. B. Prangnell: Materials Science Forum. - 2000. - V. 331-333. - P. 1713-1718.

80 Attallah M. M. Influence of base metal microstructure on microstructural development in aluminium based alloy friction stir welds / M. M. Attallah, C. L. Davis, M. Strangwood // Science and Technology of Welding & Joining. - 2007. -V. 12 (4). - P. 361-369.

81 Луц А. Р. Алюминий и его сплавы : Учебное пособие / А. Р.Луц, А. А. Суслина. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. - 81 с.

82 Ahmad Z. The properties and application of scandium-reinforced aluminum / Z. Ahmad // JOM February. - 2003. - V. 55 (2). - P. 35-39.

83 Norman A. F. Development of new high strength Al - Sc filler wires for fusion welding 7000 series aluminium aerospace alloys / A. F. Norman, S. S. Birley, P. B. Prangnell // Science and Technology of Welding and Joining. - 2003. - V. 8 (4). -P. 235-245.

84 Yin Z. Effect of minor Sc and Zr on the microstructure and mechanical properties of Al-Mg based alloys[J] / Z. Yin, Q. Pan, Y. Zhang, et al. // Materials Science and Engineering: A. - 2000. - V. 280 (1). - P. 151-155.

85 Yin Z. Recrystallization of Al-Mg-Mn and Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloys / Z. Yin, D. Zhu, F. Jiang // Journal of Material Engineering. - 2004. - V. 6. - P. 3-6.

86 Wang Y. Recrystallization of Al-5.8Mg-Mn-Sc-Zr alloy / Y. Wang, Q. Pan, Y. Song, C. Li, Z. Li, Q. Chen, Z. Yin // Transactions of nonferrous metals society of China. - 2013. - V. 23 (11). - P. 3235-3241.

87 Charit I. Low temperature superplasticity in a friction-stir-processed ultrafine grained Al-Zn-Mg-Sc alloy / I. Charit, R. S. Mishra // Acta Materialia. - 2005. -V. 53 (6). - P. 4211-4223.

88 Valiev R. Z. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation / R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, I. V. Alexandrov // Progress in Materials Science.

- 2000. - V. 45. - P. 103-189.

89 Mahoney M. W. Friction stir processing : OMB No. 0704-0188. / M. W. Mahoney, S. P. Lynch. - Thousand Oaks Defense Technical Information Center, 2006. - 15 p.

90 Valiev R. Z. Principles of equal channel angular pressing as a processing tool for grain refinement / R. Z. Valiev, T. G. Langdon // Progress in Materials Science.

- 2006. - V. 51 (7). - P. 881-981.

91 Saito Y. Ultra-finegrained bulk aluminum produced by accumulative rollbonding (ARB) process / Y. Saito, H. Utsunomiya, T. Sakai, R. G. Hong // Scripta Materialia. - 1998. - V. 39. - P. 1221-1227.

92 Zhao Y. H. Simultaneously increasing the ductility and strength of nanostructured alloys / Y. H. Zhao, X. Z. Liao, S. Cheng, E. Ma, Y. T. Zhu // Advanced Materials. - 2006. - V. 18. - P. 2280-2285.

93 Lewandowska M. Recent development in grain refinement by hydrostatic extrusion / M. Lewandowska, K. J. Kurzydlowski // Journal of Materials Science. -2008. - V. 43. - P. 7299-7306.

94 Beygelzimer Y. Useful properties of twist extrusion / Y. Beygelzimer, V. Varyukhin, S. Synkov, D. Orlov // Materials Science and Engineering: A. - 2009.

- V. 503. - P. 14-17.

95 Zhilyaev A. P. Using high-pressure torsion for metal processing: fundamentals and applications / A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon // Progress in Materials Science.

- 2008. - V. 53. - P. 893-979.

96 Beausir B. Plastic anisotropy of ultrafine grained aluminium alloys produced by accumulative roll bonding / B. Beausir, J. Scharnweber, J. Jaschinski, H. G. Brokmeier, C. G. Oertel, W. Skrotzki // Materials Science and Engineering: A. -2010. - V. 527 (13). - P. 3271-3278.

97 Boehner A. Macro- and nanomechanical properties and strain ratesensitivity of accumulative roll bonded and equal channelangular pressed ultrafine-grained materials / A. Boehner, V. Maier, K. Durst, H. W. Hoeppel, M. Goeken // Advanced Engineering Materials. - 2011. - V. 13 (4). - P. 251-255.

98 Pirgazi H. Texture evolution of AA3003 aluminum alloy sheet produced by accumulative roll bonding / H. Pirgazi, A. Akbarzadeh, R. Petrov, J. Sidor, L. Kestens // Materials Science and Engineering: A. - 2008. - V. 492 (1-2). - P. 110117.

99 Pippan R. Saturation of fragmentation during severe plastic deformation / R. Pippan, S. Scheriau, A. Taylor, M. Hafok, A. Hohenwarter, A. Bachmaier // Annual Review of Materials Research. - 2010. - V. 40. - P. 319-343.

100 Елисеев А. А. Механические свойства сплава АМг5 в ультрамелкозернистом состоянии, полученного перемешивающей фрикционной

обработкой листового проката различной толщины / А. А. Елисеев, Т. А. Калашникова, А. В. Филиппов, К. Н.Калашников, В. А. Белобородов, А. В. Чумаевский // Фундаментальные исследования. - 2016. - №2 12-2. - С. 278-283.

101 Malopheyev S. Strengthening mechanisms in a Zr-modified 5083 alloy deformed to high strains / S. Malopheyev, R. Kaibyshev // Materials Science and Engineering: A. 2015. - V. 620. - P. 246-252.

102 Humphreys F. J. Recrystallization and related annealing phenomena / F. J. Humphreys, M. Hatherly. - 2nd ed. - Elsevier, Oxford, 2005. - 498 p.

103 Stolyarov V. V. Microstructures and properties of ultrafine-grained pure titanium processed by equal-channel angular pressing and cold deformation / V. V. Stolyarov, Y. T. Zhu, T. C. Lowe, R. Z. Valiev // J Nanosci Nanotechnol. 2001. -V. 1 (2). - P. 237-42.

104 Evans W. T. Friction stir extrusion: a new process for joining dissimilar materials / W. T. Evans, B. T. Gibson, J. T. Reynolds, A. M. Strauss, G. E. Cook // Manufacturing Letters. - 2015. - V. 5. - P. 25-28.

105 Sabirov I. Nanostructured aluminium alloys produced by severe plastic deformation: New horizons in development / I. Sabirov, M. Yu. Murashkin, R. Z. Valiev // Materials Science&Engineering А. - 2013. - V. 560. - P. 1-24.

106 Eliseev A. A. Microstructure Modification of 2024 Aluminum Alloy Produced by Friction Drilling / A. A. Eliseev, S. V. Fortuna, E. A. Kolubaev, T. A. Kalashnikova // Materials Science and Engineering A. - 2017. - V. 691. - PP. 121-125.

107 Tarasov S. Subsurface shear instability and nanostructuring of metals in sliding /

S. Tarasov, V. Rubtsov, A. Kolubaev // Wear. - 2010. - V. 268. - P. 59-66.

108 Schmidt H. N. B. Material flow in butt friction stir welds in AA2024-T3 / H. N. B. Schmidt, T. L. Dickerson, J. H. Hattel // Acta Materialia. - 2006. - V. 54 (4). - P. 1199-1209.

109 Cui G. R. Periodical plastic flow pattern in friction stir processed Al-Mg alloy / G. R. Cui, Z. Y. Ma, S. X. Li // Scripta Materialia. - 2008. - V. 58 (12). - P. 1082-1085.

110 Tongne A. Banded structures in friction stir welded Al alloys / A. Tongne, M. Jahazi, E. Feulvarch, C. Desrayaud // Journal of Materials Processing Technology. - 2015. - V. 221. - P. 269-278.

111 Kuznetsov V. P. Toward control of subsurface strain accumulation in nanostructuring burnishing on thermostrengthened steel / V. P. Kuznetsov, I. Yu. Smolin, A. I. Dmitriev, S. Yu. Tarasov, V. G. Gorgots // Surface & Coatings Technology. - 2016. - V. 285. - P. 171-178.

112 Das S. Microstructural evolution during high temperature sliding wear of Mg-3% Al-1% Zn (AZ31) alloy / S. Das, A. T. Morales, A. T. Alpas // Wear. - 2010. -V. 268. - P. 94-103.

113 Johnson K. L. Transfer of material between rolling and sliding surfaces / K. L. Johnson, J. J. Kauzlarich // International Journal of Mechanical Sciences. - 2004. -V. 46. - P. 343-357.

114 Schneider J. Interfacial sticking and slipping in the friction stir welding process / J. Schneider, R. Beshears, A. C. Nunes // Materials Science and Engineering A. - 2006. - V. 435. - P. 297-304.

115 Тарасов С. Ю. Контролируемое диффузией изнашивание стальных инструментов для сварки алюминиевых сплавов методом сварки трением с перемешиванием (СТП) / С. Ю. Тарасов, Т. А. Калашникова, К. Н. Калашников, В. Е. Рубцов, А. А. Елисеев, Е. А. Колубаев // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2015. - № 6-2. - С. 275 - 279.

116 Тарасов С. Ю. Адгезионно-диффузионное изнашивание стального инструмента при сварке трением алюминиевого сплава АМг5М / С. Ю. Тарасов, Т. А. Калашникова, К. Н. Калашников, В. Е. Рубцов, А. А. Елисеев, Е. А. Колубаев // Трение и смазка в машинах и механизмах. - 2015. - .№7. - С. 39-44.

117 Tarasov, S. Yu. Diffusion-controlled wear of steel friction stir welding tools used on aluminum alloys / S. Yu. Tarasov, T. A. Kalashnikova, K. N. Kalashnikov, V. E. Rubtsov, A. A. Eliseev, E. A. Kolubaev // AIP Conference Proceedings. -2015. - V. 1683. - P. 020228.

118 Wang Q. Effects of Fe-Al intermetallic compounds on interfacial bonding of clad materials / Q. Wang, X. Leng, T. Yang, J. Yan // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. - 2014. - V. 24 (1). - P. 279-284.

119 Yang J. Tribological properties of FeAl intermetallics under dry sliding / J. Yang, P. La, W. Liu, Q. Xue // Wear. - 2004. - 257. - P. 104-109.

120 Kalashnikova T. A. The microstructure and microhardness of friction stir welded dissimilar copper/Al-5%Mg alloys / T. A. Kalashnikova, M. A. Shvedov, P. A. Vasilyev // AIP Conference Proceedings. - 2017. - V. 1909. - P. 020080.

121 Chumaevskii A. V. Orientation dependence of compression deformation on 1570C aluminum alloy / A. V. Chumaevskii, S. Yu. Tarasov, T. A. Kalashnikova, E. A. Kolubaev // AIP Conference Proceedings. - 2016 - V. 1783. - P. 020030.

122 Калашникова Т. А. Структура сварных соединений алюминиевого сплава 1570C, полученных методом сварки трением с перемешиванием [Электронный ресурс] / Т. А. Калашникова, К. Н. Калашников, А. А. Заикина, С. Ю. Тарасов, М. И. Алеутдинова // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 6. - Режим доступа: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=16074 (дата обращения: 21.06.2018).

123 Prangnell P.B., Heason C.P. Grain structure formation during friction stir welding observed by the «stop action technique» // Acta Materialia. - 2005. -V. 53 (11) - P. 3179-3192. - doi.org/10.1016/j.actamat.2005.03.044.

Приложение А

(обязательное)

Справка об использовании результатов диссертационной работы Калашниковой Татьяны Александровны

Приложение Б

(обязательное) Акт испытаний