በአረብ ብረት ውስጥ ባሉ የአሉሚኒየም ሌዘር በተገጣጠሙ የጭን መገጣጠሚያዎች ውስጥ ባሉ የሜታሊክ ውህዶች ምስረታ እና ሜካኒካል ባህሪያት ላይ የኃይል ማስተካከያ የዓንጸባራቂ ቦታ ሌዘር ተጽእኖ

ብረትን ከአሉሚኒየም ጋር ሲያገናኙ፣ በግንኙነቱ ሂደት ውስጥ በፌ እና በአል አቶሞች መካከል ያለው ምላሽ የተሰበረ ኢንተርሜታልሊክ ውህዶችን (IMCs) ይፈጥራል። የእነዚህ IMCs መኖር የግንኙነቱን ሜካኒካል ጥንካሬ ይገድባል፣ ስለዚህ የእነዚህን ውህዶች ብዛት መቆጣጠር አስፈላጊ ነው። የIMCs ምስረታ ምክንያት በAl ውስጥ ያለው የFe የመሟሟት አቅም ደካማ መሆኑ ነው። ከተወሰነ መጠን በላይ ከሆነ የዌልዱን ሜካኒካል ባህሪያት ሊጎዳ ይችላል። IMCs እንደ ጥንካሬ፣ የተገደበ ተለዋዋጭነት እና ጥንካሬ እና ሞርፎሎጂካል ባህሪያት ያሉ ልዩ ባህሪያት አሏቸው። ጥናቶች እንዳመለከቱት ከሌሎች IMCs ጋር ሲነጻጸር የFe2Al5 IMC ንብርብር በስፋት በጣም ተሰባሪ እንደሆነ ይቆጠራል (11.8)± 1.8 GPa) የ IMC ደረጃ፣ እና እንዲሁም በመገጣጠሚያው ውድቀት ምክንያት ለሜካኒካል ባህሪያት መቀነስ ዋነኛው ምክንያት ነው። ይህ ጽሑፍ የ IF ብረት እና 1050 አልሙኒየም የርቀት ሌዘር ብየዳ ሂደትን በሚስተካከል የቀለበት ሁነታ ሌዘር በመጠቀም ይመረምራል፣ እና የሌዘር ጨረር ቅርፅ በመካከለኛ ሜታሊክ ውህዶች እና በሜካኒካል ባህሪያት ምስረታ ላይ ያለውን ተጽእኖ በጥልቀት ይመረምራል። የኮር/ቀለበት የኃይል ጥምርታን በማስተካከል፣ በኮንዳክሽን ሁነታ ስር፣ የ0.2 ኮር/ቀለበት የኃይል ጥምርታ የተሻለ የዌልድ በይነገጽ ትስስር ወለል ስፋት ሊያገኝ እና የ Fe2Al5 IMC ውፍረት በከፍተኛ ሁኔታ ሊቀንስ እንደሚችል ተረጋግጧል፣ በዚህም የመገጣጠሚያውን የመቁረጥ ጥንካሬ ያሻሽላል።

ይህ ጽሑፍ በIF ብረት እና 1050 አልሙኒየም የርቀት ሌዘር ብየዳ ወቅት የሚስተካከል የቀለበት ሁነታ ሌዘር በመካከለኛ ሜታሊቲክ ውህዶች እና ሜካኒካል ባህሪያት ምስረታ ላይ ያለውን ተጽእኖ ያስተዋውቃል። የምርምር ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት በኮንዳክሽን ሁነታ ስር፣ የ0.2 ኮር/ቀለበት የኃይል ጥምርታ ትልቅ የዌልድ በይነገጽ ትስስር ወለል ስፋት ይሰጣል፣ ይህም በ97.6 N/mm2 ከፍተኛ የመቁረጥ ጥንካሬ (የመገጣጠሚያ ውጤታማነት 71%) ይንጸባረቃል። በተጨማሪም፣ ከ1 በላይ የኃይል ጥምርታ ካላቸው የጋውሲያን ጨረሮች ጋር ሲነጻጸር፣ ይህ የFe2Al5 ኢንተርሜታልሊክ ውህድ (IMC) ውፍረት በ62% እና አጠቃላይ የIMC ውፍረት በ40% በእጅጉ ይቀንሳል። በመበሳት ሁነታ፣ ከኮንዳክሽን ሁነታ ጋር ሲነጻጸር ስንጥቆች እና ዝቅተኛ የመቁረጫ ጥንካሬ ታይተዋል። በዌልድ ስፌት ውስጥ የኮር/ቀለበት የኃይል ጥምርታ 0.5 ሲሆን ጉልህ የሆነ የእህል ማሻሻያ ታይቷል።

r=0 ሲሆን የሉፕ ሃይል ብቻ ይፈጠራል፣ r=1 ሲሆን ደግሞ የኮር ሃይል ብቻ ይፈጠራል።

በጋውሲያን ጨረር እና በአንጸባራቂ ጨረር መካከል የኃይል ጥምርታ r ንድፍ ንድፍ

(ሀ) የብየዳ መሳሪያ፤ (ለ) የብየዳ መገለጫው ጥልቀት እና ስፋት፤ (ሐ) የናሙና እና የአቅርቦት ቅንብሮችን የሚያሳይ ንድፍ ንድፍ ንድፍ

የMC ሙከራ፡- በጋውሲያን ጨረር ሁኔታ ላይ ብቻ፣ የዌልድ ስፌቱ መጀመሪያ ላይ ጥልቀት በሌለው የኮንዶሚሽን ሁነታ (ID 1 እና 2) ውስጥ ነው፣ ከዚያም ወደ በከፊል ዘልቆ የሚገባ የመቆለፊያ ጉድጓድ ሁነታ (ID 3-5) ይሸጋገራል፣ ግልጽ ስንጥቆች ይታያሉ። የቀለበቱ ኃይል ከ0 ወደ 1000 W ሲጨምር፣ በID 7 ላይ ግልጽ ስንጥቆች አልነበሩም እና የብረት ማበልጸጊያ ጥልቀት በአንጻራዊ ሁኔታ ትንሽ ነበር። የቀለበቱ ኃይል ወደ 2000 እና 2500 W (IDs 9 እና 10) ሲጨምር፣ የበለጸገው የብረት ዞን ጥልቀት ይጨምራል። በ2500w የቀለበት ኃይል (ID 10) ላይ ከመጠን በላይ ስንጥቅ።

የኤምአር ሙከራ፡ የኮር ኃይሉ ከ500 እስከ 1000 ዋት (ID 11 እና 12) መካከል ሲሆን የዌልድ ስፌቱ በኮንዳክሽን ሁነታ ላይ ነው፤ ምንም እንኳን አጠቃላይ ኃይሉ (6000 ዋት) ተመሳሳይ ቢሆንም፣ ID 7 የመቆለፊያ ቀዳዳ ሁነታን ይተገብራል። ይህ የሆነበት ምክንያት በዋናው የሉፕ ባህሪ (r=0.2) ምክንያት በID 12 ላይ ባለው የኃይል ጥግግት ላይ ከፍተኛ ቅነሳ በመኖሩ ነው። አጠቃላይ ኃይሉ 7500 ዋት (ID 15) ሲደርስ፣ ሙሉ ዘልቆ መግባት ሁነታ ሊሳካ ይችላል፣ እና በID 7 ውስጥ ጥቅም ላይ ከዋለው 6000 ዋት ጋር ሲነጻጸር፣ የሙሉ ዘልቆ መግባት ሁነታ ኃይል በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል።

የIC ሙከራ፡- የተመራ ሁነታ (ID 16 እና 17) በ1500 ዋት ኮር ኃይል እና በ3000 ዋት እና በ3500 ዋት የቀለበት ኃይል ተገኝቷል። የኮር ኃይል 3000 ዋት ሲሆን የቀለበቱ ኃይል ደግሞ በ1500 ዋት እና በ2500 ዋት መካከል ሲሆን (ID 19-20)፣ በበለጸገ ብረት እና በበለጸገው አልሙኒየም መካከል ባለው ግንኙነት ላይ ግልጽ የሆኑ ስንጥቆች ይታያሉ፣ ይህም በአካባቢው ዘልቆ የሚገባ ትንሽ ቀዳዳ ንድፍ ይፈጥራል። የቀለበቱ ኃይል 3000 እና 3500 ዋት (ID 21 እና 22) ሲሆን፣ ሙሉ የዘልቆ መግባት ቁልፍ ቀዳዳ ሁነታን ያግኙ።

በኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ ስር የእያንዳንዱን የብየዳ መለያ ተወካይ የመስቀል-ክፍል ምስሎች

ምስል 4. (ሀ) በብየዳ ሙከራዎች ውስጥ የመጨረሻው የመለጠጥ ጥንካሬ (UTS) እና የኃይል ጥምርታ መካከል ያለው ግንኙነት፤ (ለ) የሁሉም የብየዳ ሙከራዎች አጠቃላይ ኃይል

ምስል 5. (ሀ) በገጽታ ጥምርታ እና በUTS መካከል ያለው ግንኙነት፤ (ለ) በኤክስቴንሽን እና በዘልቆ መግባት ጥልቀት እና በUTS መካከል ያለው ግንኙነት፤ (ሐ) ለሁሉም የብየዳ ሙከራዎች የኃይል ጥግግት

ምስል 6. (ac) የቪከርስ ማይክሮጠንካራነት የመግቢያ ኮንቱር ካርታ፤ (df) ለተወካይ የኮንዶሚሽን ሁነታ ብየዳ ተዛማጅ የSEM-EDS ኬሚካል ስፔክትራ፤ (g) በብረት እና በአሉሚኒየም መካከል ያለው የግንኙነት ንድፍ ንድፍ፤ (h) የFe2Al5 እና የኮንዶሚሽን ሁነታ ብየዳዎች አጠቃላይ IMC ውፍረት

ምስል 7. (ac) የቪከርስ ማይክሮጠንካራነት የመግቢያ ኮንቱር ካርታ፤ (df) ለተወካይ የአካባቢ ዘልቆ የሚገባ ቀዳዳ ሁነታ ብየዳ ተዛማጅ የSEM-EDS ኬሚካል ስፔክትረም

ምስል 8. (ac) የቪከርስ ማይክሮጠንካራነት የመግቢያ ኮንቱር ካርታ፤ (df) ለተወካይ ሙሉ ዘልቆ የሚገባ ቀዳዳ ሁነታ ብየዳ ተዛማጅ የSEM-EDS ኬሚካል ስፔክትረም

ምስል 9. የኢቢኤስዲ ሴራ በብረት የበለፀገ ክልል (የላይኛው ሳህን) የእህል መጠን ሙሉ የመግባት ቀዳዳ ሁነታ ሙከራ ውስጥ ያሳያል፣ እና የእህል መጠን ስርጭትን ያሰላል

ምስል 10. በብረታ ብረት እና በበለፀገው አሉሚኒየም መካከል ያለው የግንኙነት የSEM-EDS ስፔክትራ

ይህ ጥናት በ IF ብረት-1050 የአሉሚኒየም ቅይጥ የተለያዩ የላፕ ዌልድ መገጣጠሚያዎች ውስጥ የ ARM ሌዘር በ IMC ምስረታ፣ ማይክሮስትራክቸር እና ሜካኒካል ባህሪያት ላይ ያለውን ተጽእኖ መርምሯል። ጥናቱ ሶስት የብየዳ ሁነታዎችን (የኮንዳክሽን ሁነታ፣ የአካባቢ ዘልቆ መግባት ሁነታ እና ሙሉ ዘልቆ መግባት ሁነታ) እና ሶስት የተመረጡ የሌዘር ጨረር ቅርጾችን (የጋውሲያን ጨረር፣ የዓንጓ ጨረር እና የጋውሲያን የዓንጓ ጨረር) ተመልክቷል። የምርምር ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የጋውሲያን ጨረር እና የዓንጓ ጨረር ተገቢውን የኃይል ጥምርታ መምረጥ የውስጥ ሞዳል ካርቦን ምስረታ እና ማይክሮስትራክቸርን ለመቆጣጠር ቁልፍ መለኪያ ሲሆን በዚህም የብየዳውን ሜካኒካል ባህሪያት ከፍ ለማድረግ ነው። በኮንዳክሽን ሁነታ፣ የ0.2 የኃይል ጥምርታ ያለው ክብ ጨረር ምርጡን የብየዳ ጥንካሬ (71% የመገጣጠሚያ ቅልጥፍና) ይሰጣል። በቀዳዳ ሁነታ፣ የጋውሲያን ጨረር የበለጠ የብየዳ ጥልቀት እና ከፍተኛ የገጽታ ጥምርታ ያመነጫል፣ ነገር ግን የብየዳ ጥንካሬ በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል። የ0.5 የኃይል ጥምርታ ያለው የዓንጓ ጨረር በብየዳ ስፌት ውስጥ ባለው የብረት የጎን ቅንጣቶች ማሻሻያ ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል። ይህ የሆነበት ምክንያት የዓንጓው ጨረር ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ወደ ፈጣን የማቀዝቀዣ ፍጥነት ስለሚመራ እና የአል ሶሉቴት ፍልሰት ወደ ብየዳ ስፌት የላይኛው ክፍል በእህል መዋቅር ላይ የሚያሳድረው የእድገት ገደብ ውጤት ነው። በቪከርስ ማይክሮሃርድነት እና በቴርሞ ካልክ የደረጃ መጠን መቶኛ ትንበያ መካከል ጠንካራ ትስስር አለ። የFe4Al13 የድምጽ መቶኛ በጨመረ ቁጥር የማይክሮሃርድነቱ ከፍ ይላል።