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Low-Cost Fabrication of Tungsten-Rhenium Alloys for Friction Stir Welding Applications

  • Friction stir welding (FSW) of high-melting temperature alloys, such as steel and Inconel, requires tooling that can survive under the applied loads at the elevated temperatures. Tungsten-Rhenium (W-Re) alloys are a suitable candidate for this application; however, the costs typically associated with achieving the required densities and grain structure for the tooling are high due to the lengthy traditional processing required. Further costs are incurred in machining the starting bar stock to the final FSW tooling configuration. An alternate processing method is used in this study to shorten the fabrication time using direct current sintering which rapidly consolidates the starting powders at lower temperatures than used in traditional powder metallurgy. Although this process enables retention of the fine grain size, the sintering time is too short to form the desired single, solid phase. Therefore, the specimens were subjected to a post-consolidation heat treatment to fullyFriction stir welding (FSW) of high-melting temperature alloys, such as steel and Inconel, requires tooling that can survive under the applied loads at the elevated temperatures. Tungsten-Rhenium (W-Re) alloys are a suitable candidate for this application; however, the costs typically associated with achieving the required densities and grain structure for the tooling are high due to the lengthy traditional processing required. Further costs are incurred in machining the starting bar stock to the final FSW tooling configuration. An alternate processing method is used in this study to shorten the fabrication time using direct current sintering which rapidly consolidates the starting powders at lower temperatures than used in traditional powder metallurgy. Although this process enables retention of the fine grain size, the sintering time is too short to form the desired single, solid phase. Therefore, the specimens were subjected to a post-consolidation heat treatment to fully solutionize the W matrix. Once the desired density and solid solution phase was verified in coupons, the final processing parameters were used to consolidate a net shape tool for FSW.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:J. Schneider, J. Terrell, L. Ferris, D. Tucker, T. Leonhardt, Hennig Goldbeck
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Metallurgical and Materials Transactions B
Jahr der Erstveröffentlichung:2019
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.1 Materialographie, Fraktographie und Alterung technischer Werkstoffe
Verlag:Springer
Jahrgang/Band:51
Ausgabe/Heft:1
Erste Seite:35
Letzte Seite:44
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Fabrication; Friction Stir Welding; Tungsten-Rhenium
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
DOI:10.1007/s11663-019-01726-6
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:12.12.2019
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:12.12.2019
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