01 पेपर परिचय
चरम वातावरण में उपयोग की जाने वाली सामग्री के रूप में निकेल आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु, संलयन क्षेत्र (एफजेड), गर्मी प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड), और लेजर वेल्डेड संरचनाओं की आधार सामग्री (बीएम) की सूक्ष्म संरचनाओं की विविधता के कारण उच्च तापमान पर जटिल गैर-समान विरूपण प्रदर्शित करते हैं, जिससे घटकों की भार वहन क्षमता और सेवा जीवन प्रभावित होता है। पारंपरिक परीक्षण विधियां यांत्रिक गुणों को सटीक रूप से मापने के लिए संघर्ष करती हैं और उच्च तापमान विरूपण की सटीक भविष्यवाणी नहीं कर सकती हैं। इस चुनौती का समाधान करने के लिए, यह अध्ययन बहु-पैमाने पर सहयोगात्मक लक्षण वर्णन और मॉडलिंग दृष्टिकोण को अपनाता है, जो लेजर वेल्डेड जोड़ों में सूक्ष्म-क्षेत्र गुणों की विविधता पर ध्यान केंद्रित करता है। नैनोइंडेंटेशन, परिमित तत्व (एफई) सिमुलेशन, और डिजिटल छवि सहसंबंध (डीआईसी) परीक्षण तकनीकों को एकीकृत करके, 20-800 डिग्री के तापमान रेंज पर गैर-समान थर्मल विरूपण की भविष्यवाणी करने की एक विधि स्थापित की गई थी।
02 पूर्ण पाठ अवलोकन
यह अध्ययन लेजर वेल्डेड जोड़ों के विषम थर्मल विरूपण व्यवहार के लक्षण वर्णन और मॉडलिंग के लिए प्रयोगात्मक सामग्री के रूप में GH3536 निकल आधारित सुपरअलॉय का उपयोग करता है। नैनोइंडेंटेशन, एफई सिमुलेशन और डीआईसी परीक्षण तकनीकों को एकीकृत करके, कठोरता मॉडल (लुडविक मॉडल) और आयाम रहित पैरामीटर पहचान विधि के साथ मिलकर, यह 20 - 800 डिग्री के तापमान रेंज के भीतर एफजेड, एचएजेड और बीएम के सूक्ष्म - यांत्रिक गुणों और विरूपण पैटर्न की जांच करता है। प्रायोगिक परिणाम प्रदर्शित करते हैं कि यह बहु-स्केल विधि डीआईसी परीक्षण परिणामों की तुलना में केवल 9.8% की अधिकतम उपज शक्ति त्रुटि के साथ प्रत्येक सूक्ष्म क्षेत्र के यांत्रिक मापदंडों को सटीक रूप से प्राप्त कर सकती है; 800 डिग्री पर, 3.0 मिमी चौड़े FZ तन्य नमूने का गैर-समान विरूपण विचलन 67% तक पहुँच जाता है। इस मॉडल को प्लेट बट और टी - संयुक्त झुकने वाले परीक्षणों पर लागू करके उच्च - तापमान प्रदर्शन पर स्थानीय गुणों के प्रभाव को सत्यापित किया गया, जो सूक्ष्म - क्षेत्र संरचनात्मक विविधता और विरूपण व्यवहार के बीच आंतरिक सहसंबंध को समझाता है। यह अध्ययन उच्च तापमान वाले मिश्र धातु वेल्डेड जोड़ों में विषम विरूपण के मुख्य तंत्र को स्पष्ट करता है, गैर-समान विरूपण के मुद्दे को संबोधित करता है जिसे हल करने के लिए पारंपरिक तरीकों को संघर्ष करना पड़ता है, और एयरोस्पेस और संबंधित क्षेत्रों में वेल्डिंग प्रक्रिया अनुकूलन के लिए महत्वपूर्ण सैद्धांतिक और इंजीनियरिंग मूल्य रखता है।
चित्र 03
visually analyses the load-depth (P-h) curves of nanoindentation for BM, HAZ, and FZ of laser-welded GH3536 high-temperature alloy joints from 20℃ to 800℃, revealing that the micro-mechanical properties of the laser-welded GH3536 alloy joints exhibit a gradient distribution of BM>HAZ>एफजेड, और तापमान में वृद्धि इस विविधता को बढ़ा देती है। 500 डिग्री पर, वक्र पोर्टेविन ले चैटेलियर प्रभाव (पीएलसी) के अनुरूप दाँतेदार उतार-चढ़ाव दिखाता है, जो निकल आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं के प्लास्टिक विरूपण के दौरान गतिशील तनाव के कारण होने वाली एक प्लास्टिक अस्थिरता घटना है।
चित्र 1. विभिन्न तापमानों पर विभिन्न क्षेत्रों में इंडेंटेशन परीक्षणों के पी-एच वक्र: (ए) 20 डिग्री; (बी) 300 डिग्री; (सी) 500 डिग्री; (डी) 800 डिग्री
चित्र 2 20 डिग्री पर लेजर वेल्डेड जीएच3536 उच्च तापमान मिश्र धातु जोड़ों के डीआईसी तन्यता परीक्षण को दर्शाता है, जो दर्शाता है कि एफजेड में सबसे कमजोर यांत्रिक गुण हैं, 350 एस पर 0.544 के तनाव के साथ, एचएजेड के बाद, जबकि बीएम सबसे कम विकृत होता है, जो सूक्ष्म क्षेत्र प्रदर्शन विविधता के कारण होने वाली गैर-समान वर्दी विरूपण को दृष्टिगत रूप से प्रस्तुत करता है। डीआईसी परीक्षण वक्र एक्सटेन्सोमीटर वक्र से मेल खाता है, जो वेल्डेड जोड़ों के स्थानीय विरूपण को चिह्नित करने में डीआईसी तकनीक की सटीकता और विश्वसनीयता की पुष्टि करता है।
Figure 3 shows the uniaxial tensile simulation of localised properties in different regions of laser-welded GH3536 high-temperature alloy joints, indicating that the strain distribution consistently follows FZ>HAZ>सभी तापमानों पर बीएम, और वह बढ़ता तापमान इस गैर-{0}}समान विकृति को बढ़ा देता है; एफई सिमुलेशन वक्र प्रयोगात्मक वक्रों से निकटता से मेल खाते हैं, केवल 9.8% की अधिकतम उपज शक्ति त्रुटि के साथ, नैनोइंडेंटेशन व्युत्क्रम प्लस संशोधित लुडविक मॉडल की सटीकता को मान्य करते हैं और उच्च तापमान सेवा प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने और वेल्डिंग प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने के लिए विश्वसनीय समर्थन प्रदान करते हैं।
चित्र 4 विभिन्न FZ चौड़ाई के साथ लेजर {{2}वेल्डेड GH3536 उच्च तापमान मिश्र धातु जोड़ों के लिए 20 डिग्री पर समतुल्य प्लास्टिक तनाव के समोच्च मानचित्र प्रस्तुत करता है। नतीजे बताते हैं कि एफजेड हमेशा सभी तापमानों पर केंद्रित विरूपण का क्षेत्र होता है। 3.0 मिमी की FZ चौड़ाई पर, गैर-{8}}समान विरूपण महत्वपूर्ण है, 800 डिग्री पर समान विरूपण से 68% का विचलन होता है, और यह विचलन तापमान के साथ बढ़ता है। विरूपण एकरूपता पर एफजेड चौड़ाई का प्रभाव पहले बढ़ने और फिर घटने की एक गैर-रैखिक प्रवृत्ति को दर्शाता है। 1.5 मिमी पर, विरूपण गैर-एकरूपता मजबूत आधार सामग्री बाधाओं के कारण कमजोर है, और 4.5 मिमी और 6.0 मिमी पर, यह तनाव पुनर्वितरण के कारण कमजोर है। यह स्पष्ट है कि 3.0 मिमी से बचना एक महत्वपूर्ण चौड़ाई है, जो वेल्डिंग प्रक्रिया मापदंडों को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण मार्गदर्शन प्रदान करती है।
