වානේ ඇලුමිනියම් ලේසර් වෑල්ඩින් කරන ලද ලැප් සන්ධිවල අන්තර් ලෝහ සංයෝග සෑදීම සහ යාන්ත්‍රික ගුණ කෙරෙහි බලශක්ති වෙනස් කළ හැකි වළයාකාර ලප ලේසර් බලපෑම

වානේ ඇලුමිනියම් වලට සම්බන්ධ කරන විට, සම්බන්ධතා ක්‍රියාවලියේදී Fe සහ Al පරමාණු අතර ප්‍රතික්‍රියාව බිඳෙනසුලු අන්තර් ලෝහ සංයෝග (IMCs) සාදයි. මෙම IMCs තිබීම සම්බන්ධතාවයේ යාන්ත්‍රික ශක්තිය සීමා කරයි, එබැවින් මෙම සංයෝගවල ප්‍රමාණය පාලනය කිරීම අවශ්‍ය වේ. IMC සෑදීමට හේතුව Al හි Fe හි ද්‍රාව්‍යතාව දුර්වල වීමයි. එය යම් ප්රමාණයකට වඩා වැඩි නම්, එය වෑල්ඩයේ යාන්ත්රික ගුණාංගවලට බලපෑ හැකිය. IMC වල දෘඪතාව, සීමිත ductility සහ තද බව, සහ රූප විද්‍යාත්මක ලක්ෂණ වැනි අද්විතීය ගුණාංග ඇත. අනෙකුත් IMCs හා සසඳන විට Fe2Al5 IMC ස්ථරය වඩාත් බිඳෙනසුලු (11.8) ලෙස සැලකෙන බව පර්යේෂණයෙන් සොයාගෙන ඇත.± 1.8 GPa) IMC අදියර, සහ වෑල්ඩින් අසමත් වීම හේතුවෙන් යාන්ත්රික ගුණ අඩු වීම සඳහා ප්රධාන හේතුව ද වේ. මෙම පත්‍රිකාව IF වානේ සහ 1050 ඇලුමිනියම් වල දුරස්ථ ලේසර් වෑල්ඩින් ක්‍රියාවලිය වෙනස් කළ හැකි මුදු මාදිලි ලේසර් භාවිතයෙන් විමර්ශනය කරන අතර අන්තර් ලෝහ සංයෝග සහ යාන්ත්‍රික ගුණ ගොඩනැගීමට ලේසර් කදම්භ හැඩයේ බලපෑම ගැඹුරින් විමර්ශනය කරයි. හරය/මුදු බල අනුපාතය ගැලපීමෙන්, සන්නායක මාදිලිය යටතේ, හරය/මුදු බල අනුපාතය 0.2 මගින් වඩා හොඳ වෑල්ඩින් අතුරුමුහුණත් බන්ධන පෘෂ්ඨ ප්‍රදේශයක් ලබා ගත හැකි අතර Fe2Al5 IMC හි ඝණකම සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කළ හැකි අතර එමඟින් සන්ධියේ කැපුම් ශක්තිය වැඩි දියුණු වේ. .

මෙම ලිපිය මඟින් IF වානේ සහ 1050 ඇලුමිනියම් දුරස්ථ ලේසර් වෑල්ඩින් කිරීමේදී අන්තර් ලෝහ සංයෝග සහ යාන්ත්‍රික ගුණ සෑදීමට වෙනස් කළ හැකි මුදු මාදිලියේ ලේසර් වල බලපෑම හඳුන්වා දෙයි. පර්යේෂණ ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ සන්නායක මාදිලිය යටතේ, හරය/මුදු බල අනුපාතය 0.2 මඟින් විශාල වෑල්ඩින් අතුරුමුහුණත් බන්ධන මතුපිට ප්‍රදේශයක් සපයන අතර, එය උපරිම කැපුම් ශක්තිය 97.6 N/mm2 (ඒකාබද්ධ කාර්යක්ෂමතාව 71%) මගින් පිළිබිඹු වේ. මීට අමතරව, 1 ට වඩා වැඩි බල අනුපාතයක් සහිත Gaussian කදම්බ හා සසඳන විට, මෙය Fe2Al5 අන්තර් ලෝහ සංයෝගයේ (IMC) ඝණකම 62% කින් සහ සම්පූර්ණ IMC ඝණකම 40% කින් සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි. සිදුරු මාදිලියේදී, සන්නායක මාදිලියට සාපේක්ෂව ඉරිතැලීම් සහ අඩු කැපුම් ශක්තිය නිරීක්ෂණය කරන ලදී. හරය/මුදු බල අනුපාතය 0.5 ක් වූ විට වෑල්ඩින් මැහුම් වල සැලකිය යුතු ධාන්ය පිරිපහදු කිරීමක් නිරීක්ෂණය කළ බව සඳහන් කිරීම වටී.

r=0 විට, ලූප් බලය පමණක් ජනනය වන අතර, r=1 විට, උත්පාදනය වන්නේ මූලික බලය පමණි.

Gaussian කදම්භ සහ වළයාකාර කදම්භ අතර බල අනුපාතය r හි ක්‍රමානුකුල රූප සටහන

(අ) වෙල්ඩින් උපාංගය; (ආ) වෑල්ඩින් පැතිකඩෙහි ගැඹුර සහ පළල; (ඇ) නියැදි සහ සවිකිරීම් සැකසීම් ප්‍රදර්ශනය කිරීමේ ක්‍රමානුරූප රූප සටහන

MC පරීක්ෂණය: Gaussian කදම්භයේ දී පමණක්, වෑල්ඩින් මැහුම් මුලින් නොගැඹුරු සන්නායක මාදිලියේ (ID 1 සහ 2), පසුව පැහැදිලි ඉරිතැලීම් සහිතව අර්ධ වශයෙන් විනිවිද යන lockhole මාදිලිය (ID 3-5) වෙත මාරු වේ. මුද්ද බලය 0 සිට 1000 W දක්වා වැඩි වූ විට, ID 7 හි පැහැදිලි ඉරිතැලීම් නොතිබූ අතර යකඩ පොහොසත් කිරීමේ ගැඹුර සාපේක්ෂව කුඩා විය. මුදු බලය 2000 සහ 2500 W (IDs 9 සහ 10) දක්වා වැඩි වන විට, පොහොසත් යකඩ කලාපයේ ගැඹුර වැඩි වේ. 2500w ring power (ID 10) දී අධික ලෙස ඉරිතැලීම.

MR පරීක්ෂණය: මූලික බලය 500 සහ 1000 W (ID 11 සහ 12) අතර වන විට, වෑල්ඩින් මැහුම් සන්නායක මාදිලියේ පවතී; ID 12 සහ ID 7 සසඳන විට, සම්පූර්ණ බලය (6000w) සමාන වුවද, ID 7 අගුළු සිදුරු මාදිලියක් ක්‍රියාත්මක කරයි. මෙයට හේතුව අධිපති ලූප ලක්ෂණය (r=0.2) හේතුවෙන් ID 12 හි බල ඝණත්වයේ සැලකිය යුතු අඩුවීමයි. සම්පූර්ණ බලය 7500 W (ID 15) වෙත ළඟා වන විට, සම්පූර්ණ විනිවිද යාමේ මාදිලිය ලබා ගත හැකි අතර, ID 7 හි භාවිතා වන 6000 W හා සසඳන විට, සම්පූර්ණ විනිවිද යාමේ මාදිලියේ බලය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වේ.

IC පරීක්ෂණය: සන්නායක මාදිලිය (ID 16 සහ 17) 1500w මූලික බලයෙන් සහ 3000w සහ 3500w මුද්ද බලයෙන් ලබා ගන්නා ලදී. මූලික බලය 3000w වන විට සහ මුදු බලය 1500w සහ 2500w (ID 19-20) අතර වන විට, පොහොසත් යකඩ සහ පොහොසත් ඇලුමිනියම් අතර අතුරු මුහුණතේ පැහැදිලි ඉරිතැලීම් දිස්වන අතර, දේශීය විනිවිද යන කුඩා සිදුරු රටාවක් සාදයි. මුද්ද බලය 3000 සහ 3500w (ID 21 සහ 22) වන විට, සම්පූර්ණ විනිවිද යාමේ යතුරු සිදුරු මාදිලිය ලබා ගන්න.

දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂයක් යටතේ එක් එක් වෙල්ඩින් හඳුනාගැනීමේ නියෝජිත හරස්කඩ රූප

රූපය 4. (අ) වෙල්ඩින් පරීක්ෂණවල අවසාන ආතන්ය ශක්තිය (UTS) සහ බල අනුපාතය අතර සම්බන්ධය; (ආ) සියලුම වෙල්ඩින් පරීක්ෂණවල සම්පූර්ණ බලය

රූපය 5. (අ) දර්ශන අනුපාතය සහ UTS අතර සම්බන්ධතාවය; (ආ) දිගු කිරීම සහ විනිවිද යාමේ ගැඹුර සහ UTS අතර සම්බන්ධය; (ඇ) සියලුම වෙල්ඩින් පරීක්ෂණ සඳහා බල ඝනත්වය

Figure 6. (ac) Vickers microhardness indentation සමෝච්ඡ සිතියම; (df) නියෝජිත සන්නායක මාදිලියේ වෙල්ඩින් සඳහා අනුරූප SEM-EDS රසායනික වර්ණාවලි; (g) වානේ සහ ඇලුමිනියම් අතර අතුරු මුහුණතේ ක්‍රමානුකූල රූප සටහන; (h) Fe2Al5 සහ සන්නායක මාදිලියේ වෑල්ඩවල සම්පූර්ණ IMC ඝණකම

රූප සටහන 7. (ac) විකර්ස් ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව ඉන්ඩෙන්ටේෂන් සමෝච්ඡ සිතියම; (df) නියෝජිත දේශීය විනිවිද යාමේ සිදුරු මාදිලි වෙල්ඩින් සඳහා අනුරූප SEM-EDS රසායනික වර්ණාවලිය

රූප සටහන 8. (ac) විකර්ස් ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව ඉන්ඩෙන්ටේෂන් සමෝච්ඡ සිතියම; (df) නියෝජිත පූර්ණ විනිවිද යාමේ සිදුරු මාදිලි වෙල්ඩින් සඳහා අනුරූප SEM-EDS රසායනික වර්ණාවලිය

රූප සටහන 9. EBSD බිම් කොටස සම්පූර්ණ විනිවිද යාමේ සිදුරු මාදිලියේ පරීක්ෂණයේදී යකඩ පොහොසත් කලාපයේ (ඉහළ තහඩුව) ධාන්ය ප්‍රමාණය පෙන්වන අතර ධාන්ය ප්‍රමාණය ව්‍යාප්තිය ප්‍රමාණ කරයි

රූපය 10. පොහොසත් යකඩ සහ පොහොසත් ඇලුමිනියම් අතර අතුරු මුහුණතේ SEM-EDS වර්ණාවලි

මෙම අධ්‍යයනය මගින් IF වානේ-1050 ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ අසමාන ලැප් වෑල්ඩින් කරන ලද සන්ධිවල IMC හි ගොඩනැගීම, ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය සහ යාන්ත්‍රික ගුණාංග කෙරෙහි ARM ලේසර් වල බලපෑම විමර්ශනය කරන ලදී. අධ්‍යයනයේදී වෙල්ඩින් ක්‍රම තුනක් (සන්නායක මාදිලිය, දේශීය විනිවිද යාමේ මාදිලිය සහ සම්පූර්ණ විනිවිද යාමේ මාදිලිය) සහ තෝරාගත් ලේසර් කදම්භ හැඩතල තුනක් (ගවුසියන් කදම්භ, වළයාකාර කදම්භ සහ ගවුසියන් වළයාකාර කදම්භ) සලකා බලන ලදී. ගවුසියන් කදම්භයේ සහ වළයාකාර කදම්භයේ සුදුසු බල අනුපාතය තෝරාගැනීම අභ්‍යන්තර මොඩල් කාබන් සෑදීම සහ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය පාලනය කිරීම සඳහා ප්‍රධාන පරාමිතියක් වන අතර එමඟින් වෑල්ඩයේ යාන්ත්‍රික ගුණාංග උපරිම කරයි. සන්නායක මාදිලියේදී, 0.2 ක බල අනුපාතයක් සහිත චක්රලේඛ කදම්භයක් හොඳම වෙල්ඩින් ශක්තිය (71% ඒකාබද්ධ කාර්යක්ෂමතාව) සපයයි. සිදුරු මාදිලියේදී, ගවුසියන් කදම්භය වැඩි වෙල්ඩින් ගැඹුරක් සහ ඉහළ දර්ශන අනුපාතයක් නිපදවයි, නමුත් වෙල්ඩින් තීව්රතාවය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වේ. 0.5 ක බල අනුපාතයක් සහිත වළයාකාර කදම්භය වෑල්ඩින් මැහුම් වල වානේ පැත්තේ ධාන්ය පිරිපහදු කිරීම කෙරෙහි සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කරයි. මෙයට හේතුව වළයාකාර කදම්භයේ අඩු උච්ච උෂ්ණත්වය වේගවත් සිසිලන වේගයකට මග පාදයි, සහ ධාන්‍ය ව්‍යුහය මත වෑල්ඩින් මැහුම් වල ඉහළ කොටස දෙසට ඇල් ද්‍රාව්‍ය සංක්‍රමණයේ වර්ධන සීමා කිරීමේ බලපෑමයි. Vickers microhardness සහ Thermo Calc හි අදියර පරිමාව ප්‍රතිශතය පිළිබඳ අනාවැකි අතර ප්‍රබල සහසම්බන්ධයක් ඇත. Fe4Al13 හි පරිමාව ප්‍රතිශතය විශාල වන තරමට ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව වැඩි වේ.