Wakati wa kuunganisha chuma na alumini, mmenyuko kati ya atomi za Fe na Al wakati wa mchakato wa muunganisho huunda misombo ya kati ya metali iliyovunjika (IMCs). Uwepo wa IMCs hizi hupunguza nguvu ya mitambo ya muunganisho, kwa hivyo ni muhimu kudhibiti wingi wa misombo hii. Sababu ya uundaji wa IMCs ni kwamba umumunyifu wa Fe katika Al ni duni. Ikiwa itazidi kiwango fulani, inaweza kuathiri sifa za mitambo za kulehemu. IMCs zina sifa za kipekee kama vile ugumu, udukizo mdogo na ugumu, na sifa za kimofolojia. Utafiti umegundua kuwa ikilinganishwa na IMCs zingine, safu ya IMC ya Fe2Al5 inachukuliwa kuwa tete zaidi (11.8).± 1.8 GPa) awamu ya IMC, na pia ndiyo sababu kuu ya kupungua kwa sifa za kiufundi kutokana na hitilafu ya kulehemu. Karatasi hii inachunguza mchakato wa kulehemu kwa leza ya mbali ya chuma cha IF na alumini 1050 kwa kutumia leza ya hali ya pete inayoweza kurekebishwa, na inachunguza kwa kina ushawishi wa umbo la boriti ya leza kwenye uundaji wa misombo ya kati ya metali na sifa za kiufundi. Kwa kurekebisha uwiano wa nguvu ya msingi/pete, iligundulika kuwa chini ya hali ya upitishaji, uwiano wa nguvu ya msingi/pete wa 0.2 unaweza kufikia eneo bora la uso wa kuunganisha kiolesura cha kulehemu na kupunguza kwa kiasi kikubwa unene wa Fe2Al5 IMC, na hivyo kuboresha nguvu ya kukata ya kiungo.
Makala haya yanaanzisha ushawishi wa leza ya hali ya pete inayoweza kurekebishwa kwenye uundaji wa misombo ya kati ya metali na sifa za mitambo wakati wa kulehemu kwa leza ya mbali ya chuma cha IF na alumini 1050. Matokeo ya utafiti yanaonyesha kuwa chini ya hali ya upitishaji, uwiano wa nguvu ya msingi/pete wa 0.2 hutoa eneo kubwa la uso wa kuunganisha kiolesura cha kulehemu, ambalo linaonyeshwa na nguvu ya juu ya kukata ya 97.6 N/mm2 (ufanisi wa pamoja wa 71%). Kwa kuongezea, ikilinganishwa na mihimili ya Gaussian yenye uwiano wa nguvu zaidi ya 1, hii hupunguza kwa kiasi kikubwa unene wa kiwanja cha kati cha metali cha Fe2Al5 (IMC) kwa 62% na unene wa jumla wa IMC kwa 40%. Katika hali ya kutoboa, nyufa na nguvu ya chini ya kukata zilizingatiwa ikilinganishwa na hali ya upitishaji. Ni muhimu kuzingatia kwamba uboreshaji mkubwa wa nafaka ulionekana kwenye mshono wa kulehemu wakati uwiano wa nguvu ya msingi/pete ulikuwa 0.5.
Wakati r=0, ni nguvu ya kitanzi pekee inayozalishwa, wakati wakati r=1, ni nguvu ya msingi pekee inayozalishwa.
Mchoro wa kimfumo wa uwiano wa nguvu r kati ya boriti ya Gaussian na boriti ya annular
(a) Kifaa cha kulehemu; (b) Kina na upana wa wasifu wa kulehemu; (c) Mchoro wa kimfumo wa kuonyesha mipangilio ya sampuli na vifaa
Jaribio la MC: Ni katika kesi ya boriti ya Gaussian pekee, mshono wa kulehemu mwanzoni huwa katika hali ya upitishaji wa kina kifupi (ID 1 na 2), na kisha hubadilika hadi hali ya kupenya kwa sehemu ya shimo la kufuli (ID 3-5), huku nyufa dhahiri zikionekana. Wakati nguvu ya pete iliongezeka kutoka 0 hadi 1000 W, hakukuwa na nyufa dhahiri katika ID 7 na kina cha utajiri wa chuma kilikuwa kidogo. Wakati nguvu ya pete inapoongezeka hadi 2000 na 2500 W (ID 9 na 10), kina cha eneo la chuma tajiri huongezeka. Kupasuka kupita kiasi kwa nguvu ya pete ya 2500w (ID 10).
Jaribio la MR: Wakati nguvu ya msingi iko kati ya 500 na 1000 W (ID 11 na 12), mshono wa kulehemu uko katika hali ya upitishaji; Kwa kulinganisha ID 12 na ID 7, ingawa nguvu jumla (6000w) ni sawa, ID 7 hutekeleza hali ya shimo la kufuli. Hii ni kutokana na kupungua kwa kiasi kikubwa kwa msongamano wa nguvu katika ID 12 kutokana na sifa kuu ya kitanzi (r=0.2). Wakati nguvu jumla inafikia 7500 W (ID 15), hali kamili ya kupenya inaweza kupatikana, na ikilinganishwa na 6000 W inayotumika katika ID 7, nguvu ya hali kamili ya kupenya huongezeka sana.
Jaribio la IC: Hali iliyofanywa (Kitambulisho 16 na 17) ilifikiwa kwa nguvu ya msingi ya 1500w na nguvu ya pete ya 3000w na 3500w. Wakati nguvu ya msingi ni 3000w na nguvu ya pete ni kati ya 1500w na 2500w (Kitambulisho 19-20), nyufa dhahiri huonekana kwenye kiolesura kati ya chuma kingi na alumini kingi, na kutengeneza muundo wa shimo dogo linalopenya ndani. Wakati nguvu ya pete ni 3000 na 3500w (Kitambulisho 21 na 22), fikia hali kamili ya kupenya kwa tundu la ufunguo.
Picha wakilishi za sehemu mtambuka za kila kitambulisho cha kulehemu chini ya darubini ya macho
Mchoro 4. (a) Uhusiano kati ya nguvu ya mwisho ya mvutano (UTS) na uwiano wa nguvu katika majaribio ya kulehemu; (b) Nguvu jumla ya majaribio yote ya kulehemu
Mchoro 5. (a) Uhusiano kati ya uwiano wa kipengele na UTS; (b) Uhusiano kati ya ugani na kina cha kupenya na UTS; (c) Uzito wa nguvu kwa majaribio yote ya kulehemu
Mchoro 6. (ac) Ramani ya mkunjo wa unyonyaji wa ugumu mdogo wa Vickers; (df) Spektri za kemikali za SEM-EDS zinazolingana kwa ajili ya kulehemu wakilishi kwa njia ya upitishaji; (g) Mchoro wa kielelezo wa kiolesura kati ya chuma na alumini; (h) Fe2Al5 na unene wa jumla wa IMC wa weld za njia ya upitishaji
Mchoro 7. (ac) Ramani ya mkunjo wa upenyo wa ugumu mdogo wa Vickers; (df) Wigo wa kemikali wa SEM-EDS unaolingana kwa ajili ya kulehemu kwa hali ya utoboaji wa upenyo wa ndani
Mchoro 8. (ac) Ramani ya mkunjo wa upenyo wa ugumu mdogo wa Vickers; (df) Wigo wa kemikali wa SEM-EDS unaolingana kwa ajili ya kulehemu kwa hali ya utoboaji kamili wa kupenya
Mchoro 9. Mchoro wa EBSD unaonyesha ukubwa wa chembe za eneo lenye chuma kingi (sahani ya juu) katika jaribio la hali ya kutoboa kabisa, na hupima usambazaji wa ukubwa wa chembe.
Mchoro 10. Spektra ya SEM-EDS ya kiolesura kati ya chuma kingi na alumini kingi
Utafiti huu ulichunguza athari za leza ya ARM kwenye uundaji, muundo mdogo, na sifa za kiufundi za IMC katika viungo tofauti vya alumini aloi ya chuma-1050 vilivyounganishwa kwa njia ya IF. Utafiti ulizingatia njia tatu za kulehemu (hali ya upitishaji, hali ya kupenya ya ndani, na hali kamili ya kupenya) na maumbo matatu ya boriti ya leza yaliyochaguliwa (boriti ya Gaussian, boriti ya annular, na boriti ya annular ya Gaussian). Matokeo ya utafiti yanaonyesha kuwa kuchagua uwiano unaofaa wa nguvu wa boriti ya Gaussian na boriti ya annular ni kigezo muhimu cha kudhibiti uundaji na muundo mdogo wa kaboni ya ndani ya modal, na hivyo kuongeza sifa za kiufundi za kulehemu. Katika hali ya upitishaji, boriti ya duara yenye uwiano wa nguvu wa 0.2 hutoa nguvu bora ya kulehemu (ufanisi wa viungo wa 71%). Katika hali ya kutoboa, boriti ya Gaussian hutoa kina kikubwa cha kulehemu na uwiano wa juu zaidi wa kipengele, lakini nguvu ya kulehemu hupunguzwa sana. Boriti ya annular yenye uwiano wa nguvu wa 0.5 ina athari kubwa katika uboreshaji wa chembe za pembeni za chuma kwenye mshono wa kulehemu. Hii ni kutokana na halijoto ya chini ya kilele cha boriti ya annular inayosababisha kiwango cha kupoeza haraka, na athari ya kizuizi cha ukuaji wa uhamiaji wa solute ya Al kuelekea sehemu ya juu ya mshono wa kulehemu kwenye muundo wa nafaka. Kuna uhusiano mkubwa kati ya ugumu mdogo wa Vickers na utabiri wa Thermo Calc wa asilimia ya ujazo wa awamu. Kadiri asilimia kubwa ya ujazo ya Fe4Al13 inavyokuwa kubwa, ndivyo ugumu mdogo unavyokuwa juu.
Muda wa chapisho: Januari-25-2024
