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Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 11-12/2022

05.05.2022 | ORIGINAL ARTICLE

Crystal plasticity quantification of laser peening strengthening effects on AA2195-T6 friction stir welded joints

verfasst von: Maziar Toursangsaraki, Yongxiang Hu, Tianyang Zhang

Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology | Ausgabe 11-12/2022

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Abstract

The strengthening mechanisms during mechanical surface treatment methods need to be understood to optimize material surface modification processes. This study combined experimental approaches and physics-based crystal plasticity finite element method to quantify the strengthening contributions of laser-peening-induced microstructural evolutions on the local tensile properties of AA2195-T6 friction stir welded joints. The model predicted the strengthening effects of near-surface compressive residual stresses, work hardening, and crystal morphology evolutions after laser peening application on the joint center. The simulated local joint tensile properties were then inserted into the joint macroscale model to predict the overall modifications in the joint global tensile properties after laser peening. The digital image correlation method was applied with tensile tests to observe local and overall evolutions in joint tensile properties and evaluate modeling results. The crystal plasticity model predicted the enhancements in the joint tensile properties after multiple laser peening applications. As identified by the model, the major laser peening strengthening contribution stemmed from the induced near-surface compressive residual stresses, followed by work hardening and crystal morphology evolutions. Local enhancements in the tensile strength at the joint center and modification in overall joint tensile property homogeneity improved joint mechanical properties after laser peening.

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Literatur
33.
Zurück zum Zitat Häusler I, Schwarze C, Bilal MU, Ramirez DV, Hetaba W, Kamachali RD, Skrotzki B (2017) Precipitation of T1 and θ′ phase in Al-4Cu-1Li-0.25 Mn during age hardening: microstructural investigation and phase-field simulation. Materials 10:117. https://doi.org/10.3390/ma10020117CrossRef Häusler I, Schwarze C, Bilal MU, Ramirez DV, Hetaba W, Kamachali RD, Skrotzki B (2017) Precipitation of T1 and θ′ phase in Al-4Cu-1Li-0.25 Mn during age hardening: microstructural investigation and phase-field simulation. Materials 10:117. https://​doi.​org/​10.​3390/​ma10020117CrossRef
Metadaten
Titel
Crystal plasticity quantification of laser peening strengthening effects on AA2195-T6 friction stir welded joints
verfasst von
Maziar Toursangsaraki
Yongxiang Hu
Tianyang Zhang
Publikationsdatum
05.05.2022
Verlag
Springer London
Erschienen in
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology / Ausgabe 11-12/2022
Print ISSN: 0268-3768
Elektronische ISSN: 1433-3015
DOI
https://doi.org/10.1007/s00170-022-09255-4

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