Nuair a bhios stàilinn ga cheangal ri alùmanum, bidh an ath-bhualadh eadar ataman Fe agus Al rè a’ phròiseis ceangail a’ cruthachadh choimeasgaidhean eadar-mheatailteach brisg (IMCn). Tha làthaireachd nan IMCn seo a’ cuingealachadh neart meacanaigeach a’ cheangail, agus mar sin tha e riatanach smachd a chumail air meud nan coimeasgaidhean seo. Is e an adhbhar airson cruthachadh IMCn gu bheil so-leaghadh Fe ann an Al bochd. Ma thèid e thairis air meud sònraichte, faodaidh e buaidh a thoirt air feartan meacanaigeach an tàthaidh. Tha feartan sònraichte aig IMCn leithid cruas, ductileachd agus seasmhachd cuibhrichte, agus feartan moirfeòlais. Tha rannsachadh air faighinn a-mach, an taca ri IMCn eile, gu bheil an còmhdach IMC Fe2Al5 air a mheas gu farsaing mar an fheadhainn as brisge (11.8± Ìre IMC (1.8 GPa), agus is e cuideachd am prìomh adhbhar airson an lùghdachadh ann an feartan meacanaigeach mar thoradh air fàilligeadh tàthaidh. Tha am pàipear seo a’ sgrùdadh a’ phròiseas tàthaidh leusair iomallach de stàilinn IF agus alùmanum 1050 a’ cleachdadh leusair modh fàinne atharrachail, agus a’ sgrùdadh gu domhainn buaidh cumadh beam leusair air cruthachadh choimeasgaidhean eadar-mheatailteach agus feartan meacanaigeach. Le bhith ag atharrachadh co-mheas cumhachd cridhe/fàinne, chaidh a lorg, fo mhodh giùlain, gum faod co-mheas cumhachd cridhe/fàinne de 0.2 farsaingeachd uachdar ceangail eadar-aghaidh tàthaidh nas fheàrr a choileanadh agus tiugh Fe2Al5 IMC a lughdachadh gu mòr, agus mar sin a’ leasachadh neart rùsgadh a’ cho-bhanntachd.
Tha an t-artaigil seo a’ toirt a-steach buaidh laser modh fàinne atharrachail air cruthachadh choimeasgaidhean eadar-mheatailteach agus feartan meacanaigeach rè tàthadh laser iomallach de stàilinn IF agus alùmanum 1050. Tha toraidhean an rannsachaidh a’ nochdadh, fo mhodh giùlain, gu bheil co-mheas cumhachd cridhe/fàinne de 0.2 a’ toirt seachad farsaingeachd uachdar ceangail eadar-aghaidh tàthaidh nas motha, a tha air a nochdadh le neart rùsgaidh as àirde de 97.6 N/mm2 (èifeachdas co-phàirteach de 71%). A bharrachd air an sin, an taca ri giùlan Gaussian le co-mheas cumhachd nas motha na 1, tha seo a’ lughdachadh gu mòr tiughas co-thàthadh eadar-mheatailteach Fe2Al5 (IMC) le 62% agus tiughas iomlan an IMC le 40%. Anns a’ mhodh tollaidh, chaidh sgàinidhean agus neart rùsgaidh nas ìsle fhaicinn an taca ris a’ mhodh giùlain. Is fhiach a thoirt fa-near gun deach mion-leasachadh gràin mòr fhaicinn anns an t-seam tàthaidh nuair a bha an co-mheas cumhachd cridhe/fàinne 0.5.
Nuair a bhios r=0, chan eil ach cumhachd lùb air a chruthachadh, agus nuair a bhios r=1, chan eil ach cumhachd cridhe air a chruthachadh.
Diagram sgemataigeach de cho-mheas cumhachd r eadar beam Gaussian agus beam fàinneach
(a) Inneal tàthaidh; (b) Doimhneachd agus leud pròifil an tàthaidh; (c) Diagram sgemataigeach de thaisbeanadh roghainnean sampall agus uidheam
Deuchainn MC: A-mhàin ann an cùis beam Gaussian, tha an t-seam tàthaidh an toiseach ann am modh giùlain eu-domhainn (ID 1 agus 2), agus an uairsin bidh e ag atharrachadh gu modh toll-glasaidh a tha a’ dol a-steach gu ìre (ID 3-5), le sgàinidhean follaiseach a’ nochdadh. Nuair a dh’ èirich cumhachd an fhàinne bho 0 gu 1000 W, cha robh sgàinidhean follaiseach aig ID 7 agus bha doimhneachd beairteachaidh an iarainn an ìre mhath beag. Nuair a dh’ èirich cumhachd an fhàinne gu 2000 agus 2500 W (IDn 9 agus 10), bidh doimhneachd na sòn iarainn bheairteach ag àrdachadh. Cus sgàineadh aig cumhachd fàinne 2500w (ID 10).
Deuchainn MR: Nuair a tha cumhachd a’ chridhe eadar 500 agus 1000 W (ID 11 agus 12), tha an t-seam tàthaidh ann am modh giùlain; A’ dèanamh coimeas eadar ID 12 agus ID 7, ged a tha an cumhachd iomlan (6000w) mar an ceudna, bidh ID 7 a’ cur an gnìomh modh toll glasaidh. Tha seo mar thoradh air an lùghdachadh mòr ann an dùmhlachd cumhachd aig ID 12 air sgàth feart a’ lùb as làidire (r=0.2). Nuair a ruigeas an cumhachd iomlan 7500 W (ID 15), faodar modh làn-threòrachaidh a choileanadh, agus an coimeas ris an 6000 W a chaidh a chleachdadh ann an ID 7, tha cumhachd modh làn-threòrachaidh air a mheudachadh gu mòr.
Deuchainn IC: Chaidh modh giùlain (ID 16 agus 17) a choileanadh aig cumhachd cridhe 1500w agus cumhachd fàinne 3000w agus 3500w. Nuair a tha cumhachd a’ chridhe 3000w agus cumhachd an fhàinne eadar 1500w agus 2500w (ID 19-20), nochdaidh sgàinidhean follaiseach aig an eadar-aghaidh eadar iarann beairteach agus alùmanum beairteach, a’ cruthachadh pàtran toll beag treòrachaidh ionadail. Nuair a tha cumhachd an fhàinne 3000 agus 3500w (ID 21 agus 22), coilean modh toll-iuchrach làn-threòrachaidh.
Dealbhan tar-roinneil riochdachail de gach comharrachadh tàthaidh fo mhiocroscop optaigeach
Figear 4. (a) An dàimh eadar neart teannachaidh deireannach (UTS) agus co-mheas cumhachd ann an deuchainnean tàthaidh; (b) Cumhachd iomlan nan deuchainnean tàthaidh uile
Figear 5. (a) Ceangal eadar co-mheas taobh agus UTS; (b) An dàimh eadar doimhneachd leudachaidh agus treòrachaidh agus UTS; (c) Dùmhlachd cumhachd airson a h-uile deuchainn tàthaidh
Figear 6. (ac) Mapa cumadh-iomaill meanbh-chruas Vickers; (df) Speactra ceimigeach SEM-EDS co-fhreagarrach airson tàthadh modh giùlain riochdachail; (g) Diagram sgemataigeach den eadar-aghaidh eadar stàilinn agus alùmanum; (h) Fe2Al5 agus tiugh IMC iomlan de thàthaidhean modh giùlain
Figear 7. (ac) Mapa cumadh-iomaill meanbh-chruas Vickers; (df) Speactram ceimigeach SEM-EDS co-fhreagarrach airson tàthadh modh tolladh treòrachaidh ionadail riochdachail
Figear 8. (ac) Mapa cumadh-iomaill meanbh-chruas Vickers; (df) Speactram ceimigeach SEM-EDS co-fhreagarrach airson tàthadh modh tolladh làn-threòrachaidh riochdachail
Figear 9. Tha plota EBSD a’ sealltainn meud gràin na sgìre beairteach ann an iarann (plàta àrd) anns an deuchainn modh tolladh làn-threòrachaidh, agus a’ tomhas sgaoileadh meud a’ ghràin.
Figear 10. Speactra SEM-EDS den eadar-aghaidh eadar iarann beairteach agus alùmanum beairteach
Rinn an sgrùdadh seo sgrùdadh air buaidh laser ARM air cruthachadh, meanbh-structar, agus feartan meacanaigeach IMC ann an co-phàirtean tàthaichte lap eadar-dhealaichte stàilinn IF-1050 alùmanum alloy. Bheachdaich an sgrùdadh air trì modhan tàthaidh (modh giùlain, modh treòrachaidh ionadail, agus modh treòrachaidh iomlan) agus trì cumaidhean beam laser taghte (beam Gaussian, beam fàinneach, agus beam fàinneach Gaussian). Tha toraidhean an rannsachaidh a’ nochdadh gur e prìomh pharaimeadar a th’ ann a bhith a’ taghadh a’ cho-mheas cumhachd iomchaidh de beam Gaussian agus beam fàinneach airson smachd a chumail air cruthachadh agus meanbh-structar gualain modal a-staigh, agus mar sin a’ meudachadh feartan meacanaigeach an tàthaidh. Ann am modh giùlain, bheir beam cruinn le co-mheas cumhachd de 0.2 an neart tàthaidh as fheàrr (èifeachdas co-phàirteach 71%). Anns a’ mhodh tollaidh, bheir am beam Gaussian doimhneachd tàthaidh nas motha agus co-mheas taobh nas àirde, ach tha dian an tàthaidh air a lughdachadh gu mòr. Tha buaidh mhòr aig a’ beam fàinneach le co-mheas cumhachd de 0.5 air grinneas gràinean taobh stàilinn anns an t-seam tàthaidh. Tha seo mar thoradh air teòthachd as ìsle aig mullach a’ bhìde fàinneach a tha a’ leantainn gu ìre fuarachaidh nas luaithe, agus buaidh bacadh fàis imrich solvent Al a dh’ionnsaigh pàirt àrd an t-seam tàthaidh air structar a’ ghràin. Tha ceangal làidir eadar microhardness Vickers agus ro-innse Thermo Calc air ceudad meud an ìre. Mar as motha ceudad meud Fe4Al13, ’s ann as àirde am microhardness.
Àm puist: 25 Faoilleach 2024
