Механизмы формирования структурно-фазового состояния композиционных материалов систем Al-Mg-(Cu, Fe, Ni, Ti) в процессе фрикционной перемешивающей обработки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Княжев Евгений Олегович

• Княжев Евгений Олегович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Княжев Евгений Олегович

ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор литературы

1.1. Фрикционная перемешивающая обработка (ФПО) как следующий шаг после сварки трением с перемешиванием (СТП)

1.2. Формирование композиционных структур методом фрикционной перемешивающей обработки

1.3. ФПО алюминиевых сплавов с добавкой металлических порошков

2. Материалы и методы

2.1. Получение композитов методом фрикционной перемешивающей обработки

2.2. Структурные исследования композитов

2.3.Методика механических и трибологических испытаний

3. Стуктурообразование композиционных материалов на основе А1-М£ сплава с добавлением порошка чистой меди

3.1.Параметры ФПО в процессе создания композитов А1М§-Си

3.2. Формирование структуры на макроуровне при многопроходной фрикционной перемешивающей обработке композиционных материалов систем АШ^-Си

3.3. Структура композиционных материалов систем AlMg-Cи на мезоуровне и формирование потоков металла при фрикционной перемешивающей обработке

3.4. Структура композиционных материалов систем AlMg-Cu на микроуровне и формирование структурно-фазового состояния при фрикционной перемешивающей обработке

3.5. Механические свойства композитов А1М§-Си

3.6. Заключение по главе

4. Организация структуры, механические свойства и трибологическое поведение композиционных материалов системы АШ^-^^,^) при многопроходной фрикционной перемешивающей обработке

4.1.Получение композиционных материалов систем АШ^-^^,^) методом многопроходной фрикционной перемешивающей обработки

4.2.Закономерности формирования структуры на макроуровне при многопроходной фрикционной перемешивающей обработке композиционных материалов систем АШ^-^, М,

4.3. Микроструктура и формирование потоков металла при фрикционной перемешивающей обработке композиционных материалов систем А1М§-М, П)

4.4.Структура композиционных материалов систем AlMg-(Fe,Ni,Ti) на микроуровне и формирование структурно-фазового состояния при фрикционной перемешивающей обработке

4.5.Формирование структурно-фазового состояния на различных масштабных уровнях композиционных материалов А1М§-^е, М, Т^ в процессе многопроходной фрикционной перемешивающей обработки

4.6.Влияние структуры композиционных материалов систем АШ^-^е, М, Ti) на механические свойства, деформационное поведение и разрушение

при испытаниях

4.7.Трибологическое поведение композиционных материалов систем А1М§-(Fe, М, Ti) при сухом трении скольжения

4.8.Заключение по главе

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы формирования структурно-фазового состояния композиционных материалов систем Al-Mg-(Cu, Fe, Ni, Ti) в процессе фрикционной перемешивающей обработки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Необходимость создания новых материалов, обладающих комплексом физических свойств, необходимых для их применения в современной науке и технике, приводит к поиску новых процессов для их изготовления. Получение композитов на основе легких алюминиевых сплавов является одной из таких актуальных задач, которая, однако, требует изучения физической природы протекающих при этом превращений и процессов, установления закономерностей влияния технологии получения и обработки материалов на их структуру, механические и функциональные характеристики. Разработка новых технологий получения композиционных материалов также необходима вследствие исчерпания возможностей традиционных методов.

Обработка трением с перемешиванием или фрикционная перемешивающая обработка (ФПО) - это сравнительно недавняя технология, которая возникла из сварки трением с перемешиванием (СТП). Этот метод позволяет формировать мелкозернистую структуру матрицы в зоне перемешивания (ЗП) материала. К тому же в процессе ФПО можно использовать добавки как неметаллических, так и металлических порошков, и тем самым получать материалы с композитной структурой. При этом добавка металлических порошков, таких как Fe, М и ^ способствует

формированию упрочняющих частиц непосредственно в процессе ФПО. Получаемые таким образом композиты показывают повышенную прочность и твердость за счет повышенной плотности границ зерен, твердорастворного упрочнения, и, в добавок, дисперсионного упрочнения частицами интерметаллидов, что положительно влияет на их износостойкость.

При этом механизмы и условия формирования интерметаллидных упрочняющих частиц в условиях интенсивного механического перемешивания и фрикционного нагрева требуют подробного изучения.

Целью настоящей работы является установление закономерностей структурообразования, изменений фазового состава, предела прочности и

износостойкости композиционных материалов на основе алюминиевых сплавов при фрикционной перемешивающей обработке с добавлением порошков Fe, Ni, Ti в различной концентрации.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать возможности метода фрикционной перемешивающей обработки для формирования композиционных материалов с металлической матрицей на основе алюминиевого сплава систем AlMg-(Cu, Fe, М, Т^.

2. Выявить влияние многопроходной фрикционной перемешивающей обработки на формирование структуры, механических свойств, и трибологических характеристик полученных композиционных материалов на основе алюминиевого сплава.

3. Изучить возможности варьирования состава и типа упрочняющих фаз путем введения различных количеств меди, железа, никеля, титана в алюминиевом сплаве.

4. Определить эволюцию структурно-фазовых состояний при получении композиционных материалов на основе алюминиевого сплава с введением порошков Си, Fe, М, Т различной концентрации в процессе многопроходной фрикционной перемешивающей обработки.

Научная новизна:

1. Получены концентрационные зависимости структуры и свойств композитов, полученных методом фрикционной перемешивающей обработки, от содержания меди, железа, никеля, титана в алюминиевом сплаве.

2. Изучены особенности фазообразования, связанные с условиями в зоне перемешивания фрикционной перемешивающей обработки.

3. Установлено влияние многопроходной фрикционной перемешивающей обработки на структуру, фазовый состав и механические свойства композитов с матрицей из алюминиевого сплава.

4. Выявлено, что увеличение износостойкости композиционных материалов систем A1Mg-(Fe, М, Т^ обусловлено накоплением

интерметаллидных частиц в трибослое, обеспечивающим снижение интенсивности окисления Al и уменьшение толщины деформированного слоя.

Теоретическая значимость исследования. Полученные результаты вносят вклад в существующее представление о способах повышения прочности, микротвердости и износостойкости материала методом фрикционной перемешивающей обработки с добавлением металлических порошковых добавок. Результаты работы позволили описать на фундаментальном уровне совокупность процессов формирования интерметаллидных фаз в ходе диффузионных процессов, возникающих при воздействии повышенных температур и интенсивной пластической деформации в ходе фрикционной перемешивающей обработки.

Практическая значимость исследования. Полученные экспериментальные сведения могут способствовать разработке технологии производства композиционных материалов A1Mg-(Cи, Fe, М, методом фрикционной перемешивающей обработки.

Методология и методы исследования. В работе использованы современные методы исследования материалов, описанные в научной литературе. Полученные материалы были исследованы с использованием таких методов как оптическая микроскопия, электронная микроскопия (просвечивающая и растровая), лазерная сканирующая микроскопия, измерение микротвердости, механические испытания на одноосное статическое растяжение, трибологические испытания в режиме сухого трения скольжения, рентгеноструктурный анализ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика формирования структурно-фазового состояния при фрикционной перемешивающей обработке с внедрением порошковых частиц металлов за счет интенсивной пластической деформации, фрагментации материала и взаимной диффузии компонентов в твердом состоянии

2. Феноменологическая схема структурообразования в композиционных материалах систем AlMg-(Cu, Fe, М, при фрикционной перемешивающей

обработке, включающая в себя процессы термической, механической, диффузионной природы.

3. Механизм повышения износостойкости композитных материалов AlMg-(Fe, Ni, Ti), полученных методом фрикционной перемешивающей обработки, обусловленный накоплением интерметаллидных частиц в трибослое, обеспечивающих снижение адгезионного изнашивания Al матрицы и уменьшение толщины деформированного слоя.

Достоверность полученных результатов исследования обеспечивается применением современных методов исследования на сертифицированном оборудовании. Полученные результаты работы не противоречат результатам, опубликованным в современной научной литературе.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на следующих конференциях, семинарах: Международной конференции "Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций", Томск, 2019; Международной конференции "Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии", Томск, 2020; Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», Томск, 2020; LXIV Международной конференции «Актуальные проблемы прочности», Екатеринбург, 2022; XIX Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», Томск, 2022; Международной конференции «Физическая мезомеханика материалов. Физические принципы формирования многоуровневой структуры и механизмы нелинейного поведения», Томск, 2022; Международной научно-технической молодежной конференции «Перспективные материалы конструкционного и функционального назначения», XX Международной конференции «Перспективы развития фундаментальных наук», XXXV Междисциплинарной конференции аспирантов и молодых ученых «Recent

Advances in Science and Technology. Современные достижения в естественных и технических науках (RAST-2023)», Международнаой конференции «Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии»; XXI Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», Томск, 2024; Международная конференция «Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии», Томск, 2024.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 4 работах [1-4], индексируемых базах данных Web of Science и Scopus, из них 2 работы в изданиях, состоящих в перечне журналов ВАК.

Личный вклад автора состоит в постановке целей и задач, формулировании положений и выводов диссертационной работы. Совместно с научным руководителем проводил подбор параметров обработки при получении ФПО-композитов. Самостоятельно осуществлял пробоподготовку образцов перед исследованием и непосредственно их исследование методами оптической, лазерной сканирующей и растровой электронной микроскопии, выполнял анализ полученных данных после проведения исследований методами просвечивающей микроскопии и рентгеноструктурного анализа. Проводил испытания на одноосное статическое растяжение и трибологическое поведение полученных материалов и обработку полученных данных.

Соответствие диссертации паспорту специальности

Диссертационная работа по цели, задачам 3 и 4, пункту 1 научной новизны, а также положению 3 соответствует п. 1 паспорта специальности 1.3.8. Физика конденсированного состояния (технические науки). По задаче 1, пункту 4 научной новизны и положению 1 соответствует п. 5 паспорта специальности 1.3.8. Физика конденсированного состояния (технические науки). По задаче 2, пунктам 2 и 3 научной новизны, положению 2

соответствует п. 6 паспорта специальности 1.3.8. Физика конденсированного состояния (технические науки).

Диссертационная работа выполнена в рамках выполнения государственных заданий ИФПМ СО РАН проекты FWRW-2021-0012 и FWRW-2022-0004.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 141 наименований. Всего 134 страницы, в том числе 73 рисунка и 4 таблицы.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.Фрикционная перемешивающая обработка (ФПО) как следующий шаг после сварки трением с перемешиванием (СТП)

Первоначально сварка трением с перемешиванием была ориентирована на соединение алюминиевых сплавов, но со временем распространилась и на другие, в том числе разнородные материалы. В настоящее время данной технологией сваривают широкий спектр материалов, включая титановые сплавы [5-9], магниевые сплавы [10-12], медь [13,14], нержавеющую сталь [15-17] и даже полимерные композиты [18].

Одним из ключевых этапов развития технологии стало совершенствование инструмента [19-21] и понимание механики процесса [2224]. В первые годы использовались относительно простые инструменты, однако последующие исследования позволили создать сложные и более эффективные конструкции с такими инновациями, как использование инструментов из сплавов на основе карбида вольфрама для увеличения износостойкости [17,25,26], внедрение сложных геометрических профилей для оптимизации тепловыделения [20], а также оптимизация параметров процесса в реальном времени или благодаря компьютерному моделированию [27-29]. Это позволило расширить диапазон применяемых материалов и улучшить качество соединений.

С начала 2000-х годов СТП активно используется в различных отраслях, включая авиацию, судостроение и автомобильную промышленность. Широкое внедрение технологии стало возможным благодаря её способности минимизировать дефекты соединений, сокращать затраты энергии и уменьшать экологическое воздействие по сравнению с традиционными методами сварки.

Принцип данного метода довольно прост: две пластины зажимаются на жесткой поверхности, и в начале стыка пластин вращающийся инструмент под нагрузкой начинает внедряться в материал, постепенно нагревая его и пластифицируя за счет тепла, вырабатываемого трением инструмента о

10

материал; после внедрения инструмент продолжает двигаться вдоль стыка, перемешивая материал, за ходом инструмента образуется неразъемный сварной шов. Процесс сварки проходит достаточно быстро для того, чтобы успеть разогреть материал до пластифицированного состояния, но не до температуры плавления, что является главной особенностью данного метода сварки. Весь процесс протекает при температурах 0,5-0,8 от температуры плавления материала, что позволяет получать швы со свойствами близкими к основному металлу, что показано во многих работах [30-32]. Высокая скорость процесса позволяет одновременно оптимизировать производительность и качество соединений, что делает технологию универсальной для работы с широким спектром материалов, включая металлы и их сплавы.

Большим преимуществом сварки трением с перемешиванием является возможность соединения материалов, которые трудно или невозможно сварить методами плавления, таких как алюминиевые сплавы. Алюминиевые сплавы обладают высокой удельной прочностью, сопротивлением коррозии и химической стойкостью благодаря наличию оксидной плёнки, что делает их особенно привлекательными для применения в высоконагруженных конструкциях. Однако традиционная сварка плавлением сталкивается с проблемами, такими как образование трещин и низкое качество соединения из-за низкой вязкости расплава и устойчивости оксидной пленки [33,34]. Особенно остро стояла проблема свариваемости сплавов серий 2xxx (Al-Cu), 5xxx (Al-Mg) и 7xxx (Al-Zn-Mg). Например, в работе [35] показана сварка традиционными методами сплава AA7075, которая приводила к появлению трещин зонах термического влияния, также окисление и/или испарение цинка создает ряд проблем во время сварки, таких как пористость, непровары и выделение опасных испарений. В связи с чем применяемость данного сплава сильно ограничивалась. С помощью СТП выходит получить качественное соединение, если подобрать оптимальные параметры и тип инструмента, и, хотя получаемый материал в сварном шве и уступает исходному материалу

шва, однако это компенсируется всеми преимуществами, что может дать СТП по сравнению со сваркой плавлениями. Алюминиево-магниевые сплавы (5ххх серия) при дуговой сварке тоже проявляют себя не лучшим образом. При воздействии высоких температур во время сварки эти сплавы подвержены образованию горячих трещин, которые возникают из-за ликвационных трещин в зоне термического влияния (ЗТВ) и кристаллизационных трещин в сварном шве. Кроме того, присутствующий в сплаве магний приводит к образованию в сварном шве пор, снижающих общее качество полученного соединения [35]. Сварка термоупрочняемых алюминиевых сплавов (дуралюмины) сталкивается с проблемой наличия меди в ее составе. Предел растворимости меди в алюминии в твердом состоянии составляет 5,8% при 548°С; при температуре окружающей среды эта медь присутствует в виде твердого раствора а-А1(Си) с выделениями упрочняющей фазы алюминида меди СиАЬ как внутри зерен, так и на их границах. Сварка плавлением приводит к повторному растворению выделений, что приводит к потере до 50% предельной прочности на растяжение. В свариваемом сплаве 2219 можно восстановить часть этой потери прочности путем искусственного старения, но это обычно сопровождается снижением пластичности. При этом наблюдается формирование ослабленных зон на месте ЗТВ. Наилучшие результаты в этом сплаве достигаются при полном сочетании обработки и состаривания после сварки, что не всегда возможно для проведения на изготовленных образцах.

Дополнительным плюсом технологии является минимизация тепловых воздействий на структуру материала, что позволяет сохранять его механические свойства и предотвращать деформации, особенно при соединении высокопрочных сплавов. Кроме того, сварка трением с перемешиванием демонстрирует высокую энергоэффективность [36] и снижает уровень выбросов в окружающую среду [33], что делает её экологически привлекательной.

Однако, к недостаткам можно отнести сложность и высокую стоимость инструмента, особенно при работе с высокотемпературными сплавами. Также

процесс требует точного контроля параметров, таких как давление и скорость вращения, для достижения оптимального качества соединений [37].

Метод СТП быстро зарекомендовал себя в промышленном производстве ввиду всех возможностей и плюсов, что этот метод предоставляет. Хорошие свойства сварного шва заинтересовали многих, что привело в дальнейшем к появлению новой технологии, имевшей абсолютно те же принципы, что и СТП. Впервые этот метод был показан в работе Мишры [38,39], где использовался метод сварки трением с перемешиванием, как способ термомеханической обработки алюминиевого сплава AA7075 с целью получения мелкозернистой структуры для достижения сверхпластичности. Так как сваривания в процессе не происходило, то метод был назван фрикционной перемешивающей обработкой (FSP) (от англ. Friction Stir Processing).

В настоящее время технология фрикционной перемешивающей обработки, усовершенствована и развита на получение материалов с улучшенными свойствами, такими как коррозионная стойкость, прочность, сверхпластичность, позволяет снизить пористость отливок или производить специальные сплавы. И хоть изначально технология и применялась в основном для алюминиевых деформируемых сплавов, как и в случае с СТП впоследствии ее начали распространять на множество других материалов.

Например, в работе [40] ФПО была применена для улучшения поверхностной прочности чистой меди. В результате обработки наблюдалось уменьшение размера зерен (с 9 до 3 мкм), увеличение твердости (с 102 до 114 HV) и улучшение механических свойств, таких как предел текучести и прочность на растяжение, также было показано, что не происходит значительных изменений электрического сопротивления материала после обработки. Очень важную роль в обработке играют параметры обработки, что так же говорится во многих статьях, посвященных ФПО. Например, в работе [41] все также на примере чистой меди. Уменьшение скорости вращения (с 500 до 250 об/мин) при постоянной скорости перемещения (50 мм/мин) привело к

уменьшению размера зерен и увеличению твердости на 18%. Наилучшие характеристики по прочности и пластичности (увеличение удлинения на 45%) были достигнуты при частоте вращения 500 об/мин, тогда как при 250 об/мин наблюдались дефекты из-за недостаточного тепловложения, что ухудшило механические свойства. Использование многопроходной ФПО на меди [42] позволяет получать крупногабаритные изделия с мелкозернистой структурой. В целом обработке меди посвящено множество работ, каждая из которых привносит что-то свое в оптимизацию ФПО и СТП меди и ее сплавов [43].

Большое количество работ посвящено ФПО титана и титановых сплавов [44]. Многопроходная ФПО чистого титана в работе [45] показала увеличение твердости по сравнению с исходным материалом, при этом показан процесс ее изменения с увеличением количества проходов обработки. Так же четко наблюдается тенденция к увеличению износостойкости образов, что связывается с изменением формы зерен с равноосной на вытянутую с зубчатыми границами, а также с формированием структуры Видманштетта.

Отдельный пласт работ посвящен исследованию сварки и обработки трением с перемешиванием сталей, в том числе исследования формирования микроструктуры и свойств после ФПО на низкоуглеродистых [46,47], среднеуглеродистых [48], и высокоуглеродистых [49] сталях. В работах [50,51] показано влияние ФПО на структуру нержавеющих сталей, а также взаимосвязь полученной структуры с механическими свойствами и коррозионной стойкостью.

В литературных источниках отмечается большое количество подобных публикаций, говорящих об ФПО большого количества различных сплавов, применяемых в самых различных областях промышленности, основными из которых являются аэрокосмическое и морское судостроение, а также автомобильная промышленность. Все работы отмечают хорошее влияние на материал, так как интенсивная пластическая деформация материала приводит к значительному измельчению структуры материалов, повышая механические, трибологические, антикоррозионные и другие свойства.

1.2.Формирование композиционных структур методом фрикционной

перемешивающей обработки

Возможность применения метода фрикционной перемешивающей обработки для большого количества сплавов натолкнуло ученых на возможность формирования композиционных структур. Множество работ встречается по свариванию алюминиевых сплавов различных маркировок [5254], но также есть и исследования по соединению алюминиевых и медных сплавов между собой [55], алюминия и титана [56], титана и меди [57], титана и стали [58]. Каждая пара свариваемых материалов имеет свои особенности формирования сварного соединения методом СТП, и требует тщательного подхода при выборе конфигурации (встык, внахлест) соединения, расположения материалов относительно инструмента, а также выбор параметров. Однако успешные соединения разнородных материалов показывают, что под воздействием интенсивной пластической деформации и высоких температур в зоне перемешивания формируются интерметаллидные соединения, делая эту зону переходной между изделиями.

Подобные интерметаллидные включения в сплаве можно получать не только в ходе сваривания двух материалов, но и специально добавляя дополнительные компоненты перед проведением ФПО. Данный метод формирования композиционных структур показал, что реакция при этом между основной матрицей и армирующей составляющей происходит на незначительном уровне или не происходит вовсе, в отличие от методов изготовления композитов, включающих жидкофазную обработку, например, лазерную обработку. К тому же ФПО может дать возможность обработки не только приповерхностных слоев материала, но также и обработку основного объема материала. Контроль глубины обработки определяется геометрическими размерами используемого инструмента.

Из литературного анализа по тематике образования композиционных структур методом ФПО или фрикционным перемешивающим легированием (ФПЛ) можно отметить несколько различных подходов упрочнения

поверхностного слоя или объема заготовки порошковым материалом, такие как высверливание в заготовке отверстий [59,60] или же вытачивание канавок [59], которые потом наполняются порошком. Методика канавок переменной ширины также может применяться для получения градиентных и фасонных структур [61]. Между тем, описанная выше техника просверленных отверстий проста и широко используется для приготовления композитов из ряда разнородных сплавов и металлов с помощью ФПО [62]. Движущийся заплечик ФПО-инструмента закрывает отверстие еще до того, как штифт инструмента ФПО начнет перемешивание, в то время как в случае использования фрезерованных канавок они закрываются заранее, чтобы избежать преждевременного выдавливания и просыпания порошка. Несмотря на это, формирование структуры ФПО-композита не полностью изучено с точки зрения перемешивания порошка и взаимодействия с пластифицированным потоком металла, особенно если использовались большие концентрации порошка. На данный момент известно, что порошок переносится и затем распределяется посредством очень сложных траекторий потока металла [63,64].

Существуют исследования модификации структур титановых сплавов различными армирующими порошками такими как наноразмерный гидроскиаппатит [65], который способствует снижению коррозии материала титана, а так же повышает твердость материала, или SiC [66], способствующий ограничению роста зерна исходного материала, достигая размеров порядка 400 нм, к тому же частицы SiC не распадаются, оставаясь армирующими компонентами в титановой матрице, что в скупе приводит к увеличению твердости примерно в 3,3 раза. Обработка трением с перемешиванием и перемешивание частиц SiC, загруженных в отверстия, просверленные в пластине сплава Ть6А1-4У, привело к почти двукратному увеличению микротвердости и износостойкости [67]. Многопроходная ФПО медного порошка с Ть6А1-4У позволило изготовить композит т^йи, армированный как частицами ТЬСи, так и спинодальным распадом, который

продемонстрировал снижение износа и трения [68]. Однако, ФПО титановых сплавов требует тщательной подготовки, специального инструмента и возможности проведения данной процедуры в инертной атмосфере в целях избегания интенсивного окисления и перегревания, что приводит к образованию многочисленных дефектов.

Меньшее количество исследований посвящено созданию ФПО композитов на основе сталей. В работе [69] показана возможность модификации стали порошками ТЮ методом ФПО, что привело к измельчению структуры, повышению твердости материала в зоне перемешивания, снижению коэффициента трения и увеличению износостойкости. Обработка сталей данным методом является очень сложной и дорогостоящей, так как требует мощного оборудования и специальных инструментов, имеющих достаточную твердость для возможности проведения ФПО, например, из карбида вольфрама. При этом даже специальные инструменты при ФПО и СТП сталей показывают достаточно быстрый износ [17]. Обработка трением с перемешиванием низкоуглеродистых сталей сопровождалась интенсивным взаимодействием с ФПО-инструментом на основе WC-Ni и переносом продуктов его износа в зону перемешивания (ЗП) [70]. Эффекты, достигаемые с помощью ФПО на сталях, включая поведение при растяжении, вязкость разрушения, коррозионное и трибологическое поведение, были рассмотрены, например, в статье [71].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Княжев Евгений Олегович, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Rubtsov V. и др. Macro- and Microstructure of In Situ Composites Prepared by Friction Stir Processing of AA5056 Admixed with Copper Powders // Materials. - 2023. - Т. 16, - № 3.

2. Knyazhev E., Nikolaeva A., Chumaevskii A., Cheremnov A., Zykova A., Gurianov D., Utyaganova V., Moskvichev E., Savchenko N., Tarasov S. Iron-Added Aluminum Matrix Composites Prepared by Friction Stir Processing: Structure, Mechanical and Tribological Properties // Metallography, Microstructure, and Analysis. - 2024. - Т. 13, - № 3. - С. 376-399.

3. Knyazhev E.O., Savchenko N.L., Chumaevskii A. V, Utyaganova V.R., Zykova A.P., Tarasov S.Y. Friction and Wear of Composite Material Based on Al-Mg Alloy Modified by Iron Powder Via Friction Stir Processing. - 2025. - Т. 46, -№ 2. - С. 157-164.

4. Knyazhev E.O., Chumaevskii A. V., Nikolaeva A. V., Gurianov D.A., Kolubaev E.A. Tribological behavior of Al-Mg alloy with additions of Fe, Ni, and Ti metallic powders introduced by friction stir processing // Russian Physics Journal.

- 2025. - С. 1-7.

5. Sanders D.G., Edwards P., Cantrell A.M., Gangwar K., Ramulu M. Friction stir-welded titanium alloy Ti-6Al-4V: Microstructure, mechanical and fracture properties // JOM. - 2015. - Т. 67, - № 5. - С. 1054-1063.

6. Chernykh I.K., Vasil'ev E. V., Chekalin I.L., Krivonos E. V., Makashin D.S. WELDED JOINT OF TITANIUM PLATES MANUFACTURING BY FRICTION STIR WELDING // Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines.

- 2018. - Т. 6, - № 1. - С. 198-207.

7. Kim J.-D., Jin E.-G., Murugan S.P., Park Y.-D. Recent Advances in Friction-stir Welding Process and Microstructural Investigation of Friction Stir Welded Pure Titanium // Journal of Welding and Joining. - 2017. - Т. 35, - № 4. -С. 6-15.

8. Ramulu M., Gangwar K., Cantrell A., Laxminarayana P. Study of Microstructural Characteristics and Mechanical Properties of Friction Stir Welded

Three Titanium Alloys // Materials Today: Proceedings. - 2018. - T. 5, - № 1. - C. 1082-1092.

9. Mubiayi M.P. Current Developments in Friction Stir Welding (FSW) and Friction Stir Spot Welding (FSSW) of Aluminium and Titanium Alloys // Engineering Proceedings. - 2023. - T. 56, - № 1. - C. 184.

10. Ma Z., Shang Q., Ni D., Xiao B. Friction Stir Welding of Magnesium Alloys: A Review // Jinshu Xuebao/Acta Metallurgica Sinica. - 2018. - T. 54, - № 11. - C. 1597-1617.

11. Jagadeesha C.B. FSW between Al alloy and Mg Alloy: The comparative study // Journal of the Mechanical Behavior of Materials. - 2017. - T. 26, - № 1-2. - C. 25-42.

12. Mroczka K., Dymek S., Wçglowska A., Hamilton C., Kopyscianski M., Pietras A., Kurtyka P. Comprehensive Research of FSW Joints of AZ91 Magnesium Alloy // Materials. - 2023. - T. 16, - № 11.

13. Sahlot P., Singh A.K., Badheka V.J., Arora A. Friction Stir Welding of Copper: Numerical Modeling and Validation // Transactions of the Indian Institute of Metals. - 2019. - T. 72, - № 5. - C. 1339-1347.

14. Lee W.B., Jung S.B. The joint properties of copper by friction stir welding // Materials Letters. - 2004. - T. 58, - № 6. - C. 1041-1046.

15. Joshi G.R., Badheka V.J. Microstructures and Properties of Copper to Stainless Steel Joints by Hybrid FSW // Metallography, Microstructure, and Analysis. - 2017. - T. 6, - № 6. - C. 470-480.

16. Liu F.C., Hovanski Y., Miles M.P., Sorensen C.D., Nelson T.W. A review of friction stir welding of steels: Tool, material flow, microstructure, and properties // Journal of Materials Science and Technology. - 2018. - T. 34, - № 1. - C. 39-57.

17. Siddiquee A.N., Pandey S. Experimental investigation on deformation and wear of WC tool during friction stir welding (FSW) of stainless steel // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2014. - T. 73, - № 1-4. - C. 479-486.

18. Hamza A.A., Jalal S.R. A review on manufacturing the polymer composites by friction stir processing // European Polymer Journal. - 2022. - T. 178. - C. 111495.

19. Rai R., De A., Bhadeshia H.K.D.H., DebRoy T. Review: Friction stir welding tools // Science and Technology of Welding and Joining. - 2011. - T. 16, -№ 4. - C. 325-342.

20. Akos M., Torok I. THE IMPORTANCE OF FRICTION STIR WELDING // Production Processes and Systems. - 2013. - T. 6, - № 1. - C. 25-34.

21. Thomas W.M., Staines D.G., Norris I.M., De Frias R. Friction stir welding tools and developments // Welding in the World. - 2003. - T. 47, - № 1112. - C. 10-17.

22. Ambrosio D., Morisada Y., Ushioda K., Fujii H. Material flow in friction stir welding: A review // Journal of Materials Processing Technology. -2023. - T. 320. - C. 118116.

23. Derazkola H.A., Eyvazian A., Simchi A. Modeling and experimental validation of material flow during FSW of polycarbonate // Materials Today Communications. - 2020. - T. 22. - C. 100796.

24. Neto D.M., Neto P. Numerical modeling of friction stir welding process: A literature review // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2013. - T. 65, - № 1-4. - C. 115-126.

25. Liu H.J., Feng J.C., Fujii H., Nogi K. Wear characteristics of a WC-Co tool in friction stir welding of AC4A+30 vol%SiCp composite // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2005. - T. 45, - № 14. - C. 16351639.

26. Tiwari A., Singh P., Pankaj P., Biswas P., Kore S.D. FSW of low carbon steel using tungsten carbide (WC-10wt.%Co) based tool material // Journal of Mechanical Science and Technology. - 2019. - T. 33, - № 10. - C. 4931-4938.

27. Prabhakar D.A.P., Korgal A., Shettigar A.K., Herbert M.A., Chandrashekharappa M.P.G., Pimenov D.Y., Giasin K. A Review of Optimization and Measurement Techniques of the Friction Stir Welding (FSW) Process // Journal

of Manufacturing and Materials Processing. - 2023. - Т. 7, - № 5. - С. 181.

28. Sarvaiya J., Singh D. Selection of the optimal process parameters in friction stir welding/processing using particle swarm optimization algorithm // Materials Today: Proceedings. - 2022. - Т. 62. - С. 896-901.

29. Chien C.H., Lin W.B., Chen T. Optimal FSW process parameters for aluminum alloys AA5083 // Journal of the Chinese Institute of Engineers. - 2011. -Т. 34, - № 1. - С. 99-105.

30. Fehrenbacher A., Schmale J.R., Zinn M.R., Pfefferkorn F.E. Measurement of tool-workpiece interface temperature distribution in friction stir welding // Journal of Manufacturing Science and Engineering. - 2014. - Т. 136, -№ 2.

31. Стаценко В.Н., Вьюн Д.О., Кулик А.В., Полуцкий К.А. Верификация температурных полей в процессе сварки трением с перемешиванием // Вестник Инженерной школы ДВФУ. - 2023. - № 4(57). -С. 73-82.

32. de Backer J., Bolmsjo G. Thermoelectric method for temperature measurement in friction stir welding // Science and Technology of Welding and Joining. - 2013. - Т. 18, - № 7. - С. 558-565.

33. Dawood H.I., Mohammed K.S., Rajab M.Y. Advantages of the green solid state FSW over the conventional GMAW process // Advances in Materials Science and Engineering. - 2014. - Т. 2014, - № 1. - С. 105713.

34. Kim D., Lee W., Kim J., Kim C., Chung K. Formability evaluation of friction stir welded 6111-T4 sheet with respect to joining material direction // International Journal of Mechanical Sciences. - 2010. - Т. 52, - № 4. - С. 612-625.

35. Balasubramanian V., Ravisankar V., Madhusudhan Reddy G. Effect of postweld aging treatment on fatigue behavior of pulsed current welded AA7075 aluminum alloy joints // Journal of Materials Engineering and Performance. - 2008. - Т. 17, - № 2. - С. 224-233.

36. Shrivastava A., Krones M., Pfefferkorn F.E. Comparison of energy consumption and environmental impact of friction stir welding and gas metal arc

welding for aluminum // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology.

- 2015. - T. 9. - C. 159-168.

37. Amirov A., Moskvichev E., Ivanov A., Chumaevskii A., Beloborodov V. Formation features of a welding joint of alloy Ti-5Al-3Mo-1V by the friction stir welding using heat-resistant tool from ZhS6 alloy // Obrabotka Metallov. - 2022. -T. 24, - № 4. - C. 53-63.

38. Mishra R.S., Mahoney M.W., McFadden S.X., Mara N.A., Mukherjee A.K. High strain rate superplasticity in a friction stir processed 7075 Al alloy // Scripta Materialia. - 1999. - T. 42, - № 2. - C. 163-168.

39. Ma Z.Y., Mishra R.S., Mahoney M.W. Superplastic deformation behaviour of friction stir processed 7075Al alloy // Acta Materialia. - 2002. - T. 50,

- № 17. - C. 4419-4430.

40. Surekha K., Els-Botes A. Development of high strength, high conductivity copper by friction stir processing // Materials & Design. - 2011. - T. 32, - № 2. - C. 911-916.

41. Cartigueyen S., Mahadevan K. Influence of rotational speed on the formation of friction stir processed zone in pure copper at low-heat input conditions // Journal of Manufacturing Processes. - 2015. - T. 18. - C. 124-130.

42. Xue P., Xiao B.L., Ma Z.Y. Achieving Large-area Bulk Ultrafine Grained Cu via Submerged Multiple-pass Friction Stir Processing // Journal of Materials Science & Technology. - 2013. - T. 29, - № 12. - C. 1111-1115.

43. Ebrahimi M., Par M.A. Twenty-year uninterrupted endeavor of friction stir processing by focusing on copper and its alloys // Journal of Alloys and Compounds. - 2019. - T. 781. - C. 1074-1090.

44. Ding Z., Fan Q., Wang L. A Review on Friction Stir Processing of Titanium Alloy: Characterization, Method, Microstructure, Properties // Metallurgical and Materials Transactions B 2019 50:5. - 2019. - T. 50, - № 5. - C. 2134-2162.

45. Vakili-Azghandi M., Roknian M., Szpunar J.A., Mousavizade S.M. Surface modification of pure titanium via friction stir processing: Microstructure

evolution and dry sliding wear performance // Journal of Alloys and Compounds. -2020. - T. 816. - C. 152557.

46. Xue P., Xiao B.L., Wang W.G., Zhang Q., Wang D., Wang Q.Z., Ma Z.Y. Achieving ultrafine dual-phase structure with superior mechanical property in friction stir processed plain low carbon steel // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - T. 575. - C. 30-34.

47. Sekban D.M., Aktarer S.M., Zhang H., Xue P., Ma Z., Purcek G. Microstructural and Mechanical Evolution of a Low Carbon Steel by Friction Stir Processing // Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. - 2017. - T. 48, - № 8. - C. 3869-3879.

48. Ali Anshari M.A., Imam M., Khan Yusufzai M.Z., Chinthapenta V., Mishra R. Stir zone anisotropic work hardening behavior in friction stir processed EN8 medium carbon steel // Materials Science and Engineering: A. - 2021. - T. 805. - C. 140582.

49. Pan L., Kwok C.T., Lo K.H. Friction-stir processing of AISI 440C highcarbon martensitic stainless steel for improving hardness and corrosion resistance // Journal of Materials Processing Technology. - 2020. - T. 277. - C. 116448.

50. Esmailzadeh M., Shamanian M., Kermanpur A., Saeid T. Microstructure and mechanical properties of friction stir welded lean duplex stainless steel // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - T. 561. - C. 486491.

51. Peng P., Wang K., Wang W., Han P., Zhang T., Liu Q., Zhang S., Wang H., Qiao K., Liu J. Relationship between microstructure and mechanical properties of friction stir processed AISI 316L steel produced by selective laser melting // Materials Characterization. - 2020. - T. 163. - C. 110283.

52. Guo J.F., Chen H.C., Sun C.N., Bi G., Sun Z., Wei J. Friction stir welding of dissimilar materials between AA6061 and AA7075 Al alloys effects of process parameters // Materials & Design (1980-2015). - 2014. - T. 56. - C. 185192.

53. Cole E.G., Fehrenbacher A., Duffie N.A., Zinn M.R., Pfefferkorn F.E.,

Ferrier N.J. Weld temperature effects during friction stir welding of dissimilar aluminum alloys 6061-t6 and 7075-t6 // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2014. - T. 71, - № 1-4. - C. 643-652.

54. Koilraj M., Sundareswaran V., Vijayan S., Koteswara Rao S.R. Friction stir welding of dissimilar aluminum alloys AA2219 to AA5083 - Optimization of process parameters using Taguchi technique // Materials and Design. - 2012. - T. 42. - C. 1-7.

55. Galvao I., Loureiro A., Rodrigues D.M. Critical review on friction stir welding of aluminium to copper // Science and Technology of Welding and Joining.

- 2016. - T. 21, - № 7. - C. 523-546.

56. Kar A., Suwas S., Kailas S. V. Significance of tool offset and copper interlayer during friction stir welding of aluminum to titanium // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2019. - T. 100, - № 1-4. - C. 435-443.

57. Lee Y.J., Jung W.K., Shin S.E., Lee D.G. Effects of Rotation Speed on Microstructure and Mechanical Properties in Ti/Cu Dissimilar Friction Stir Welding // Korean Journal of Metals and Materials. - 2021. - T. 59, - № 12. - C. 886-892.

58. Li S., Chen Y., Zhou X., Kang J., Huang Y., Deng H. High-strength titanium alloy/steel butt joint produced via friction stir welding // Materials Letters.

- 2019. - T. 234. - C. 155-158.

59. Kundurti S.C., Sharma A., Tambe P., Kumar A. Fabrication of surface metal matrix composites for structural applications using friction stir processing - A review // Materials Today: Proceedings. - 2022. - T. 56. - C. 1468-1477.

60. Wang T., Shukla S., Komarasamy M., Liu K., Mishra R.S. Towards heterogeneous AlxCoCrFeNi high entropy alloy via friction stir processing // Materials Letters. - 2019. - T. 236. - C. 472-475.

61. Agrawal P., Shukla S., Gupta S., Agrawal P., Mishra R.S. Friction stir gradient alloying: A high-throughput method to explore the influence of V in enabling HCP to BCC transformation in a y-FCC dominated high entropy alloy // Applied Materials Today. - 2020. - T. 21.

62. Yang Y., Paidar M., Mehrez S., Ojo O.O. Enhancement of mechanical properties and wear of AA5083/316 stainless steel surface-composite developed through multi-pass friction stir processing (MPFSP) // Archives of Civil and Mechanical Engineering. - 2023. - T. 23, - № 1.

63. Kalashnikova T., Knyazhev E., Gurianov D., Chumaevskii A., Vorontsov A., Kalashnikov K., Teryukalova N., Kolubaev E. Structure, Mechanical Properties and Friction Characteristics of the Al-Mg-Sc Alloy Modified by Friction Stir Processing with the Mo Powder Addition // Metals. - 2022. - T. 12, - № 6.

64. Chen S., Han Y., Jiang X., Li X., Yuan T., Jiang W., Wang X. Study on in-situ material flow behaviour during friction stir welding via a novel material tracing technology // Journal of Materials Processing Technology. - 2021. - T. 297.

65. Farnoush H., Sadeghi A., Abdi Bastami A., Moztarzadeh F., Aghazadeh Mohandesi J. An innovative fabrication of nano-HA coatings on Ti-CaP nanocomposite layer using a combination of friction stir processing and electrophoretic deposition // Ceramics International. - 2013. - T. 39, - № 2. - C. 1477-1483.

66. Shamsipur A., Kashani-Bozorg S.F., Zarei-Hanzaki A. The effects of friction-stir process parameters on the fabrication of Ti/SiC nano-composite surface layer // Surface and Coatings Technology. - 2011. - T. 206, - № 6. - C. 1372-1381.

67. Deore H.A., Nichul U., Rao A.G., Hiwarkar V.D. Influence of SiC particles and post-heat treatment on the properties of Ti-6Al-4V-based surface nanocomposite fabricated by friction stir processing // Surface and Coatings Technology. - 2022. - T. 449.

68. Zykova A., Vorontsov A., Chumaevskii A., Gurianov D., Savchenko N., Gusarova A., Kolubaev E., Tarasov S. In Situ Intermetallics-Reinforced Composite Prepared Using Multi-Pass Friction Stir Processing of Copper Powder on a Ti6Al4V Alloy // Materials. - 2022. - T. 15, - № 7.

69. Ghasemi-Kahrizsangi A., Kashani-Bozorg S.F. Microstructure and mechanical properties of steel/TiC nano-composite surface layer produced by friction stir processing // Surface and Coatings Technology. - 2012. - T. 209. - C.

15-22.

70. Yamamoto H., Imagawa Y., Ito K., Chen K., Zhang L. Alloying a topmost steel-plate layer with WC-tool constituent elements during friction stir processing // Journal of Manufacturing Processes. - 2021. - T. 69. - C. 311-319.

71. Merah N., Azeem M.A., Abubaker H.M., Al-Badour F., Albinmousa J., Sorour A.A. Friction stir processing influence on microstructure, mechanical, and corrosion behavior of steels: A review // Materials. - 2021. - T. 14, - № 17.

72. Barmouz M., Asadi P., Besharati Givi M.K., Taherishargh M. Investigation of mechanical properties of Cu/SiC composite fabricated by FSP: Effect of SiC particles' size and volume fraction // Materials Science and Engineering: A. - 2011. - T. 528, - № 3. - C. 1740-1749.

73. Barmouz M., Besharati Givi M.K., Seyfi J. On the role of processing parameters in producing Cu/SiC metal matrix composites via friction stir processing: Investigating microstructure, microhardness, wear and tensile behavior // Materials Characterization. - 2011. - T. 62, - № 1. - C. 108-117.

74. Zhang Q., Xiao B.L., Xue P., Ma Z.Y. Microstructural evolution and mechanical properties of ultrafine grained Al3Ti/Al-5.5Cu composites produced via hot pressing and subsequent friction stir processing // Materials Chemistry and Physics. - 2012. - T. 134, - № 1. - C. 294-301.

75. Sathiskumar R., Murugan N., Dinaharan I., Vijay S.J. Characterization of boron carbide particulate reinforced in situ copper surface composites synthesized using friction stir processing // Materials Characterization. - 2013. - T. 84. - C. 1627.

76. Sathiskumar R., Murugan N., Dinaharan I., Vijay S.J. Prediction of mechanical and wear properties of copper surface composites fabricated using friction stir processing // Materials & Design. - 2014. - T. 55. - C. 224-234.

77. Sarmadi H., Kokabi A.H., Seyed Reihani S.M. Friction and wear performance of copper-graphite surface composites fabricated by friction stir processing (FSP) // Wear. - 2013. - T. 304, - № 1-2. - C. 1-12.

78. Liu F., Li A., Shen Z., Chen H., Ji Y. Microstructure and corrosion

behavior of Al-Ti-TiC-CNTs/AZ31 magnesium matrix composites prepared using laser cladding and high speed friction stir processing // Optics and Laser Technology. - 2022. - T. 152.

79. Moharami A., Qodosi P. Enhanced dry sliding friction and wear behaviors of Mg-Mg2Si composites // Composites Communications. - 2022. - T. 36.

80. Mobarakeh S.A.E., Dehghani K. Nanocomposite AlCoCrFeNi2.1high-entropy alloy produced by FSP // Journal of Materials Research and Technology. -2022. - T. 19. - C. 765-778.

81. Agrawal P., Gupta S., Shukla S., Nene S.S., Thapliyal S., Toll M.P., Mishra R.S. Role of Cu addition in enhancing strength-ductility synergy in transforming high entropy alloy // Materials and Design. - 2022. - T. 215.

82. Kurt A., Uygur I., Cete E. Surface modification of aluminium by friction stir processing // Journal of Materials Processing Technology. - 2011. - T. 211, - № 3. - C. 313-317.

83. Khayyamin D., Mostafapour A., Keshmiri R. The effect of process parameters on microstructural characteristics of AZ91/SiO2 composite fabricated by FSP // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - T. 559. - C. 217-221.

84. Azizieh M., Kokabi A.H., Abachi P. Effect of rotational speed and probe profile on microstructure and hardness of AZ31/Al2O3 nanocomposites fabricated by friction stir processing // Materials & Design. - 2011. - T. 32, - № 4. - C. 2034-2041.

85. Bauri R., Yadav D., Suhas G. Effect of friction stir processing (FSP) on microstructure and properties of Al-TiC in situ composite // Materials Science and Engineering: A. - 2011. - T. 528, - № 13-14. - C. 4732-4739.

86. Liu Q., Ke L., Liu F., Huang C., Xing L. Microstructure and mechanical property of multi-walled carbon nanotubes reinforced aluminum matrix composites fabricated by friction stir processing // Materials & Design. - 2013. - T. 45. - C. 343-348.

87. Alidokht S.A., Abdollah-zadeh A., Soleymani S., Assadi H.

Microstructure and tribological performance of an aluminium alloy based hybrid composite produced by friction stir processing // Materials & Design. - 2011. - T. 32, - № 5. - C. 2727-2733.

88. Zahmatkesh B., Enayati M.H. A novel approach for development of surface nanocomposite by friction stir processing // Materials Science and Engineering: A. - 2010. - T. 527, - № 24-25. - C. 6734-6740.

89. Morisada Y., Fujii H., Nagaoka T., Fukusumi M. MWCNTs/AZ31 surface composites fabricated by friction stir processing // Materials Science and Engineering: A. - 2006. - T. 419, - № 1-2. - C. 344-348.

90. Rubtsov V., Chumaevskii A., Gusarova A., Knyazhev E., Gurianov D., Zykova A., Kalashnikova T., Cheremnov A., Savchenko N., Vorontsov A., Utyaganova V., Kolubaev E., Tarasov S. Macro- and Microstructure of In Situ Composites Prepared by Friction Stir Processing of AA5056 Admixed with Copper Powders // Materials 2023, Vol. 16, Page 1070. - 2023. - T. 16, - № 3. - C. 1070.

91. Moustafa E.B., Alazwari M.A., Abushanab W.S., Ghandourah E.I., Mosleh A.O., Ahmed H.M., Taha M.A. Influence of Friction Stir Process on the Physical, Microstructural, Corrosive, and Electrical Properties of an Al-Mg Alloy Modified with Ti-B Additives // Materials. - 2022. - T. 15, - № 3.

92. Barmouz M., Givi M.K.B. Fabrication of in situ Cu/SiC composites using multi-pass friction stir processing: Evaluation of microstructural, porosity, mechanical and electrical behavior // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2011. - T. 42, - № 10. - C. 1445-1453.

93. Dinaharan I., Sathiskumar R., Murugan N. Effect of ceramic particulate type on microstructure and properties of copper matrix composites synthesized by friction stir processing // Journal of Materials Research and Technology. - 2016. -T. 5, - № 4. - C. 302-316.

94. Zhang S., Li Y., Frederick A., Wang Y., Wang Y., Allard L., Koehler M., Shin S., Hu A., Feng Z. In-situ formation of Al3Ni nano particles in synthesis of Al 7075 alloy by friction stir processing with Ni powder addition // Journal of Materials Processing Technology. - 2023. - T. 311.

95. Yaghoubi A., Mirsalehi S .E., Jamali A. Investigation on microstructure, mechanical properties and tribological behavior of AlZnMgCu1.5-T6/zirconia surface nanocomposites developed by FSP // Journal of Materials Research and Technology. - 2022. - T. 20. - C. 397-414.

96. Jamali A., Mirsalehi S.E. Production of AA7075/Zr02 nanocomposite using friction stir processing: Metallurgical structure, mechanical properties and wear behavior // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. - 2022.

- T. 37. - C. 55-69.

97. Patil N.A., Pedapati S.R., Marode R.V. Wear Analysis of Friction Stir Processed AA7075-SiC-Graphite Hybrid Surface Composites // Lubricants. - 2022.

- T. 10, - № 10.

98. Reihanian M., Bavi M.A., Ranjbar K. CNT-reinforced Al-xZr (x = 0.25, 0.5 and 1 wt.%) surface composites fabricated by friction stir processing: microstructural, mechanical and wear characterisation // Philosophical Magazine. -2022. - T. 102, - № 11. - C. 1011-1041.

99. Aliofkhazraei M., Aliofkhazraei M. Intermetallic Compounds -Formation and Applications // Intermetallic Compounds - Formation and Applications. - 2018.

100. Deevi S.C., Sikka V.K. Nickel and iron aluminides: an overview on properties, processing, and applications // Intermetallics. - 1996. - T. 4, - № 5. - C. 357-375.

101. Stoloff N.S. Iron aluminides: present status and future prospects // Materials Science and Engineering: A. - 1998. - T. 258, - № 1-2. - C. 1-14.

102. Prakash U. Intermetallic matrix composites based on iron aluminides // Intermetallic Matrix Composites: Properties and Applications. - 2018. - C. 21-35.

103. Deevi S.C. Advanced intermetallic iron aluminide coatings for high temperature applications // Progress in Materials Science. - 2021. - T. 118. - C. 100769.

104. Itoi T., Mineta S., Kimura H., Yoshimi K., Hirohashi M. Fabrication and wear properties of Fe3Al-based composites // Intermetallics. - 2010. - T. 18, -

№ 11. - C. 2169-2177.

105. Pradhan S.K., Chatterjee S., Mallick A.B., Das D. A simple stir casting technique for the preparation of in situ Fe-aluminides reinforced Al-matrix composites // Perspectives in Science. - 2016. - T. 8. - C. 529-532.

106. Chatterjee S., Sinha A., Das D., Ghosh S., Basumallick A. Microstructure and mechanical properties of Al/Fe-aluminide in-situ composite prepared by reactive stir casting route // Materials Science and Engineering: A. -2013. - T. 578. - C. 6-13.

107. Kang N., Fu Y., Coddet P., Guelorget B., Liao H., Coddet C. On the microstructure, hardness and wear behavior of Al-Fe-Cr quasicrystal reinforced Al matrix composite prepared by selective laser melting // Materials & Design. - 2017. - T. 132. - C. 105-111.

108. Ai X., Wang J., Wen T., Yang F., Dong X., Yang H., Ji S. A high Fe-containing AlSi12 alloy fabricated by laser powder bed fusion // Journal of Materials Research and Technology. - 2022. - T. 18. - C. 4513-4521.

109. Canakci A., Ozkaya S., Erdemir F., Karabacak A.H., Celebi M. Effects of Fe-Al intermetallic compounds on the wear and corrosion performances of AA2024/316L SS metal/metal composites // Journal of Alloys and Compounds. -2020. - T. 845. - C. 156236.

110. Roy D., Ghosh S., Basumallick A., Basu B. Preparation of Fe-aluminide reinforced in situ metal matrix composites by reactive hot pressing // Materials Science and Engineering: A. - 2006. - T. 415, - № 1-2. - C. 202-206.

111. Roy D., Basu B., Basu Mallick A., Manoj Kumar B. V., Ghosh S. Understanding the unlubricated friction and wear behavior of Fe-aluminide reinforced Al-based in-situ metal-matrix composite // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2006. - T. 37, - № 9. - C. 1464-1472.

112. Mallik B., Sikdar K., Roy D. Tribological performance of in situ reinforced Al-based metal matrix composite processed by spark plasma sintering // Materials Performance and Characterization. - 2019. - T. 8, - № 1. - C. 74-83.

113. Zykova A., Chumaevskii A., Gusarova A., Kalashnikova T., Fortuna

S., Savchenko N., Kolubaev E., Tarasov S. Microstructure of in-situ friction stir processed al-cu transition zone // Metals. - 2020. - Т. 10, - № 6. - С. 1-13.

114. Kalashnikov K.N., Tarasov S.Y., Chumaevskii A. V., Fortuna S. V., Eliseev A.A., Ivanov A.N. Towards aging in a multipass friction stir-processed АА2024 // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2019. -Т. 103, - № 5-8. - С. 2121-2132.

115. Zykova A., Chumaevskii A., Gusarova A., Gurianov D., Savchenko N., Kolubaev E., Tarasov S., Kalashnikova T. Evolution of microstructure in friction stir processed dissimilar cuzn37/aa5056 stir zone // Materials. - 2021. - Т. 14, - № 18. - С. 5208.

116. Koch C.C. Intermetallic matrix composites prepared by mechanical alloying - A review // Materials Science and Engineering: A. - 1998. - Т. 244, - № 1. - С. 39-48.

117. 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. - Т. 318, - № 1-2. - С. 130-134.

118. Zykova A., Vorontsov A., Chumaevskii A., Gurianov D., Gusarova A., Kolubaev E., Tarasov S. Structural evolution of contact parts of the friction stir processing heat-resistant nickel alloy tool used for multi-pass processing of Ti6Al4V/(Cu+Al) system // Wear. - 2022. - Т. 488-489. - С. 204138.

119. Lee I.S., Kao P.W., Ho N.J. Microstructure and mechanical properties of Al-Fe in situ nanocomposite produced by friction stir processing // Intermetallics. - 2008. - Т. 16, - № 9. - С. 1104-1108.

120. Sarkari Khorrami M., Samadi S., Janghorban Z., Movahedi M. In-situ aluminum matrix composite produced by friction stir processing using FE particles // Materials Science and Engineering: A. - 2015. - Т. 641. - С. 380-390.

121. Najafi A., Movahedi M., Yarandi A.S. Properties-microstructure relationship in Al-Fe in situ composite produced by friction stir processing // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications. - 2019. - Т. 233, - № 10. - С. 1955-1965.

122. Eftekhari M., Movahedi M., Kokabi A.H. Microstructure, Strength, and Wear Behavior Relationship in Al-Fe3O4 Nanocomposite Produced by Multi-pass Friction Stir Processing // Journal of Materials Engineering and Performance. -2017. - T. 26, - № 7. - C. 3516-3530.

123. Azimi-Roeen G., Kashani-Bozorg S.F., Nosko M., Svec P. Reactive mechanism and mechanical properties of in-situ hybrid nano-composites fabricated from an Al-Fe2O3 system by friction stir processing // Materials Characterization. - 2017. - T. 127. - C. 279-287.

124. AzimiRoeen G., Kashani-Bozorg S.F., Nosko M., Lotfian S. Mechanical and Microstructural Characterization of Hybrid Aluminum Nanocomposites Synthesized from an Al-Fe3O4 System by Friction Stir Processing // Metals and Materials International. - 2020. - T. 26, - № 9. - C. 1441-1453.

125. Mahmoud E.R.I., Tash M.M. Characterization of Aluminum-Based-Surface Matrix Composites with Iron and Iron Oxide Fabricated by Friction Stir Processing // Materials 2016, Vol. 9, Page 505. - 2016. - T. 9, - № 7. - C. 505.

126. Esmailzadeh M., Shamanian M., Kermanpur A., Saeid T. Microstructure and mechanical properties of friction stir welded lean duplex stainless steel // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - T. 561. - C. 486491.

127. Liu F.C., Nelson T.W. In-situ material flow pattern around probe during friction stir welding of austenitic stainless steel // Materials and Design. - 2016. - T. 110. - C. 354-364.

128. Gao S., Wu C.S., Padhy G.K. Material flow, microstructure and mechanical properties of friction stir welded AA 2024-T3 enhanced by ultrasonic vibrations // Journal of Manufacturing Processes. - 2017. - T. 30. - C. 385-395.

129. da Silva A.A.M., Arruti E., Janeiro G., Aldanondo E., Alvarez P., Echeverria A. Material flow and mechanical behaviour of dissimilar AA2024-T3 and AA7075-T6 aluminium alloys friction stir welds // Materials and Design. -2011. - T. 32, - № 4. - C. 2021-2027.

130. Tongne A., Desrayaud C., Jahazi M., Feulvarch E. On material flow in

Friction Stir Welded Al alloys // Journal of Materials Processing Technology. -

2017. - T. 239. - C. 284-296.

131. Liu X.C., Wu C.S. Material flow in ultrasonic vibration enhanced friction stir welding // Journal of Materials Processing Technology. - 2015. - T. 225. - C. 32-44.

132. Zhang H., Liu H. Characteristics and Formation Mechanisms of Welding Defects in Underwater Friction Stir Welded Aluminum Alloy // Metallography, Microstructure, and Analysis. - 2012. - T. 1, - № 6. - C. 269-281.

133. Morisada Y., Fujii H., Kawahito Y., Nakata K., Tanaka M. Three-dimensional visualization of material flow during friction stir welding by two pairs of X-ray transmission systems // Scripta Materialia. - 2011. - T. 65, - № 12. - C. 1085-1088.

134. Reynolds A.P. Visualisation of material flow in autogenous friction stir welds // Science and Technology of Welding and Joining. - 2000. - T. 5, - № 2. -C. 120-124.

135. Paidar M., Ojo O.O., Ezatpour H.R., Heidarzadeh A. Influence of multipass FSP on the microstructure, mechanical properties and tribological characterization of Al/B 4 C composite fabricated by accumulative roll bonding (ARB) // Surface and Coatings Technology. - 2019. - T. 361. - C. 159-169.

136. AZIZIEH M., IRANPARAST D., DEZFULI M.A.G., BALAK Z., KIM H.S. Fabrication of Al/Al2Cu in situ nanocomposite via friction stir processing // Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition). - 2017. - T. 27, - № 4. - C. 779-788.

137. Huang G., Hou W., Li J., Shen Y. Development of surface composite based on Al-Cu system by friction stir processing: Evaluation of microstructure, formation mechanism and wear behavior // Surface and Coatings Technology. -

2018. - T. 344. - C. 30-42.

138. Mathivanan K., Plapper P. Laser welding of dissimilar copper and aluminum sheets by shaping the laser pulses // Procedia Manufacturing. - 2019. -T. 36. - C. 154-162.

139. Al-Qutub A., Al-Hamed A.A.S., Mohammed A.S. Elevated Temperature Tribological Performance of Submicron Alumina Particle-Reinforced 6061 Aluminum Alloy Under Dry Conditions // Arabian Journal for Science and Engineering. - 2024. - T. 49, - № 2. - C. 1597-1610.

140. Chelladurai S.J.S., Kumar S.S., Venugopal N., Ray A.P., Manjunath T.C., Gnanasekaran S. A review on mechanical properties and wear behaviour of aluminium based metal matrix composites // Materials Today: Proceedings. - 2021. - T. 37, - № Part 2. - C. 908-916.

141. Gasior W., D^bski A., Moser Z. Formation enthalpy of intermetallic phases from Al-Fe system measured with solution calorimetric method // Intermetallics. - 2012. - T. 24. - C. 99-105.

142. Kuznetsov V.P., Tarasov S.Y., Dmitriev A.I. Nanostructuring burnishing and subsurface shear instability // Journal of Materials Processing Technology. - 2015. - T. 217. - C. 327-335.

143. Tarasov S., Rubtsov V., Kolubaev A. Subsurface shear instability and nanostructuring of metals in sliding // Wear. - 2010. - T. 268, - № 1-2. - C. 59-66.

144. Tarasov S.Y., Kolubaev A. V. Formation of surface layer with nanosize grain-subgrain structure due to friction of a copper-tool steel pair // Metal Science and Heat Treatment. - 2010. - T. 52, - № 3-4. - C. 183-188.

145. Kolubaev A., Tarasov S., Sizova O., Kolubaev E. Scale-dependent subsurface deformation of metallic materials in sliding // Tribology International. -2010. - T. 43, - № 4. - C. 695-699.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Акт испытаний усовершенствованной технологии фрикционной перемешивающей обработки для формирования композитных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками на основе алюминиево-магниевых сплавов с добавлением порошков Си, Fe, М и Тг

ПРИЛОЖЕНИЕ А