Комплекс властивостей зварного з’єднання сплаву 2219 у стані Т62 в умовах моделювання експлуатації
DOI:
https://doi.org/10.15407/knit2022.02.014Ключові слова:
алюмінієвий сплав 2219, зварні з’єднання, корозійна тривкість, мікроструктура, механічні властивості, механічне руйнування при розтягуванні, термообробленняАнотація
Досліджено комплекс властивостей зварного з’єднання сплаву 2219 виконаного однопрохідним зварюванням неплавким електродом вздовж та поперек прокату, термообробленого до стану Т62 в рідкому амілі та його парах при температурі 50 оС впродовж 45 діб. Показники пластичності та міцності зразків зварних з’єднань сплаву 2219 становлять: у поздовжньому (Д) напрямку: межа плинності зварного з’єднання – (301-317) МПа, основного металу – (295-297) МПа, межа міцності зварного з’єднання – (409-415) МПа, основного металу, (422-425) МПа, відносне видовження становить (4,0-5,8) % та (17,6-19,1) %, відповідно; у поперечному (П) напрямку: межа плинності зварного з’єднання – (309-331) МПа, основного металу – (304-307) МПа, межа міцності зварного з’єднання – (392-414) МПа, основного металу, (428-433) МПа, відносне подовження становить (2,1-3,3) % та (12,6-15,0) %, відповідно. Коефіцієнт міцності зварних з’єднань у поздовжньому напрямку дорівнює 0,96, у поперечному – 0,94.
Зварні з’єднання в цьому середовищі є стійкими проти корозійного розтріскування та міжкристалітної корозії, тривкість проти розшаровуючої корозії оцінена балом 2. Стійкість сплаву 2219 у стані Т62, в амілі відповідає групі стійкості «стійкий», в парах амілу «підвищено стійкий». Після витримування в амілі та парах амілу показники міцності зразків основного металу та зварних з’єднань в обох напрямках майже не змінюються, показники пластичності змінюються неоднозначно: межа плинності основного металу збільшується на ~(5-6) %, зварних з’єднань – знижується на ~(6-7) %, відносне видовження основного металу знижується на ~(5-16) %, зварних з’єднань – близько на ~20 %. Незалежно від напрямку виконання зварювання відносно прокату металу злами переважно мають в’язкий характер руйнування. Після витримування в амілі коефіцієнт міцності зварних з’єднань у поздовжньому та поперечному напрямках однакові та дорівнюють 0,91, після витримування в парах амілу – 0,95 у поздовжньому напрямку і 0,96 поперечному.
Посилання
John E. Hatch. (1989). Aluminum: Properties and Physical Metallurgy: A Handbook. Per. from English. Publisher: Metallurgy [in Russian].
АМS-QQ-А-250/30А. Technical requirements. Aluminum alloy 2219. Sheet and plate.
GOST 7512-82 Nondestructive testing. Welded joints. Radiography method, Moscow, Izd-vo standartov [in Russian].
GOST 9.904-82 Unified system of corrosion and ageing protection. Alluminium alloys. Accelerated test method for exfoliating corrosion, Moscow, Izd-vo standartov [in Russian].
GOST 9.021-74 Unified system of corrosion and ageing protection. Aluminium and aluminium alloys. Accelerated test methods for intercrystalline corrosion, Moscow, Izd-vo standartov [in Russian].
GOST 1497-84 Metals. Methods of tension test, Moscow, Izd-vo standartov [in Russian].
GOST 9.502-82 Unified system of corrosion and ageing protection. Inhibitors of metals corrosion for aqueous systems. Methods of corrosion tests (with changes № 1, 2) Izd-vo standartov [in Russian].
Ishchenko A. Ya. (2003). Aluminum high-strength alloys for weld structures. Progressive materials and technologies. Kiev: Academic periodica.
Ishchenko A. Ya., Labur T. M. (2013). Welding of modern structures from aluminum alloys. Kiev: Nauk. dumka.
Milman Yu. E., Korzhova N. P., Sirko A. I. (2008). Aluminum and its alloys. Inorganic materials science. Metals and technologies. Kiev: Nauk. dumka.
Bai J. Y., Yang C. L., Lin S. B., Dong B. L., Fan C. L. (2016). Mechanical properties of 2219-Al components produced by additive manufacturing with TIG. Int. J. Advanced Manufacturing Technology, 86 (1), 479—485.
https://doi.org/10.1007/s00170-015-8168-x
Chen S., Li F., Liu Q., Chen K., Huang, L. (2020). Effect of Post-aging Heat Treatment on Strength and Local Corrosion Behavior of Ultrafine-Grained 2219 Al Alloy. J. Materials Engineering and Performance, 29 (5), 3420—3431.
Gupta R. K., Panda R., Mukhopadhyay A. K., Kumar V. A., Sankaravelayutham P., George K. M. (2015). Study of aluminum alloy AA2219 after heat treatment. Metal Sci. and Heat Treatment, 57 (5), 350—353.
https://doi.org/10.1007/s11041-015-9888-0
Li H., Zou J., Yao J., Peng H. (2017). The effect of TIG welding techniques on microstructure, properties and porosity of the welded joint of 2219 aluminum alloy. J. Alloys and Compounds, No. 727, 531—539.
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.08.157
Lu Y., Wang J., Li X., Li W., Li, R., Zhou D. (2018). Effects of pre-deformation on the microstructures and corrosion behavior of 2219 aluminum alloys. Materials Sci. and Engineering: A, 723, 204—211.
https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.03.041
Niu L.Q., Li, X.Y., Zhang L., Liang X.B., Li M. (2017). Correlation between microstructure and mechanical properties of 2219-T8 aluminum alloy joints by VPTIG welding. Acta Metallurgica Sinica (English Letters), 30 (5), 438—446.
Peng X. N., Qu W. Q., Zhang G. H. (2009). Influence of Welding Processes on Mechanical Properties of Aluminum Alloy 2219. J. Aeronautical Materials, 29 (2), 57—60.
Rao P. S., Sivadasan K. G., Balasubramanian P. K. (1996). Structure-property correlation on AA 2219 aluminium alloy weldments. Bull. Materials Sci., 19 (3), 549—557.
Rao S. K., Reddy G. M., Rao K. S., Kamaraj M., Rao K. P. (2005). Reasons for superior mechanical and corrosion properties of 2219 aluminum alloy electron beam welds. Materials characterization, 55(4-5), 345—354.
https://doi.org/10.1016/j.matchar.2005.07.006
Baskutis S., Bendikiene R., Ciuplys A. (2019). Effect of weld parameters on mechanical properties and tensile behavior of tungsten inert gas welded AW6082-T6 aluminium alloy. J. Mechanical Sci. and Technol., 33 (2), 765—772.
Wan Z., Meng D., Zhao Y., Zhang D., Wang Q., Shan J., Song J., Wang G., Wu A. (2021). Improvement on the tensile properties of 2219-T8 aluminum alloy TIG welding joint with weld geometry optimization. J. Manufacturing Processes, 67, 275—285.
https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.04.062
Zhang D., Wang G., Wu A., Zhao Y., Li Q., Liu X., Meng D., Song J., Zhang Z. (2019). Study on the inconsistency in mechanical properties of 2219 aluminium alloy TIG-welded joints. J. Alloys and Compounds, 777, 1044—1053.
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.10.182
Zhang D., Wu A., Zhao Y., Shan J., Wan Z., Wang G., Song J., Zhang Z., Liu X. (2021) Effects of the Number of Welding Passes on Microstructure and Properties of 2219-C10S Aluminum Alloy TIG-Welded Joints. J. Materials Engineering and Performance, 1—10.
Zhang D. K., Wang G. Q., Wu A. P., Shan J. G., Zhao Y., Zhao T. Y., Meng D. Y., Song J. L., Zhang Z. P. (2019). Effects of Post-weld Heat Treatment on Microstructure, Mechanical Properties and the Role of Weld Reinforcement in 2219 Aluminum Alloy TIG-Welded Joints. Acta Metallurgica Sinica (English Letters), 32 (6), 684—694.
https://doi.org/10.1007/s40195-018-00869-w
Zhang D., Li Q., Zhao Y., Liu X., Song J., Wang G., Wu A. (2018). Microstructure and mechanical properties of three-layer TIGwelded 2219 aluminum alloys with dissimilar heat treatments. J. Materials Engineering and Performance, 27 (6), 2938—2948.
https://doi.org/10.1007/s11665-018-3394-7
Zhu Z. Y., Deng C. Y., Wang Y., Yang Z. W., Ding J. K., Wang D. P. (2015 (1980-2015)). Effect of post weld heat treatment on the microstructure and corrosion behavior of AA2219 aluminum alloy joints welded by variable polarity tungsten inert gas welding. Materials & Design, No. 65, 1075—1082.
