01 Папир Увод
Високотемпературне легуре-на бази никла, као материјали који се користе у екстремним окружењима, показују сложену не-уједначену деформацију на високим температурама због хетерогености микроструктура у зони фузије (ФЗ), топлотном{3}}зони утицаја (ХАЗ) и ласерског материјала који утиче на структуру базе (БМ) носивост-носивост и радни век компоненти. Традиционалне методе испитивања се боре да прецизно измере механичка својства и не могу прецизно предвидети деформацију високе{7}}температуре. Да би се решио овај изазов, ова студија усваја више{9}}колаборативни приступ карактеризацији и моделовању, фокусирајући се на хетерогеност својстава микро-зона у ласерским-завареним спојевима. Интеграцијом наноиндентације, симулације коначних елемената (ФЕ) и техника тестирања корелације дигиталне слике (ДИЦ), успостављена је метода за предвиђање не-уједначене термичке деформације у температурном опсегу од 20-800 степени.
02 Преглед пуног текста
Ова студија користи суперлегуру на бази никла-ГХ3536 као експериментални материјал за карактеризацију и моделирање понашања хетерогених термичких деформација ласерски-заварених спојева. Интеграцијом техника наноиндентације, ФЕ симулације и ДИЦ тестирања, у комбинацији са моделом тврдоће (Лудвицк модел) и методом бездимензионалне идентификације параметара, истражује микро-механичка својства и обрасце деформације ФЗ, ХАЗ и БМ у температурном опсегу од 20-800 степени. Експериментални резултати показују да овај метод више{8}}размера може тачно да добије механичке параметре сваког микро-региона, са максималном грешком границе течења од само 9,8% у поређењу са резултатима ДИЦ тестирања; на 800 степени, не-девијација неуједначене деформације затезног узорка ФЗ ширине 3,0 мм достиже 67%. Применом овог модела на тестове савијања у сучељу и Т-зглобу потврђен је утицај локалних особина на перформансе при високим{17}температурама, објашњавајући суштинску корелацију између структурне хетерогености микро{19}}корегиона и понашања деформација. Ова студија разјашњава основне механизме хетерогене деформације у завареним спојевима легура на високим{20}}температурама, бави се питањем неуједначених деформација које се традиционалне методе боре да реше, и има значајну теоријску и инжењерску вредност за оптимизацију процеса заваривања у ваздухопловству и сродним областима.
Слика 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>ФЗ, и да повећање температуре погоршава ову хетерогеност. На 500 степени, крива показује назубљене флуктуације које одговарају Портевин-Ле Цхателиер ефекту (ПЛЦ), феномен пластичне нестабилности узрокован динамичким напрезањем током пластичне деформације високотемпературних легура на бази никла-на бази -).
Слика 1. П-х криве тестова удубљења у различитим регионима на различитим температурама: (а) 20 степени; (б) 300 степени; (ц) 500 степени; (д) 800 степени
На слици 2 приказан је ДИЦ тест затезања ласерски-заварених ГХ3536 високотемпературних -спјева од легуре на 20 степени, што указује да ФЗ има најслабије механичке особине, са деформацијом од 0,544 на 350 с, затим следи ХАЗ, док БМ визуелно представља најмању {{3} деформацију} недеформисаног7 хетерогеност перформанси микро-региона. ДИЦ тест крива се поклапа са кривом екстензометра, потврђујући тачност и поузданост ДИЦ технике у карактеризацији локалне деформације заварених спојева.
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>БМ на свим температурама, а повећање температуре погоршава ову не{0}}уједначену деформацију; ФЕ симулацијске криве се уско поклапају са експерименталним кривама, са максималном грешком јачине течења од само 9,8%, потврђујући тачност инверзије наноиндентације плус модификовани Лудвицк модел и обезбеђујући поуздану подршку за предвиђање перформанси високо{2}}услуга при високим температурама и оптимизацију процеса заваривања.
На слици 4 су приказане контурне мапе еквивалентне пластичне деформације на 20 степени за ласерски-заварене ГХ3536 високо{4}}спојеве од високотемпературне легуре са различитим ширинама ФЗ. Резултати показују да је ФЗ увек област концентрисане деформације на свим температурама. На ширини ФЗ од 3,0 мм, неуједначена деформација је значајна, са одступањем од 68% од једнолике деформације на 800 степени, а ово одступање се повећава са температуром. Утицај ширине ФЗ на униформност деформације показује нелинеарни тренд прво повећања, а затим опадања. На 1,5 мм, неуједначеност деформације-је слабија због јаких ограничења основног материјала, а на 4,5 мм и 6,0 мм је слабија због прерасподеле напона. Јасно је да је 3,0 мм критична ширина коју треба избегавати, пружајући кључне смернице за оптимизацију параметара процеса заваривања.
