Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô tả Phân tích của Tiêu chí Chuyển tiếp từ Hình dạng Cột Sang Hình dạng Đẳng hướng Trong Quy trình Hàn bằng Laser Các Hợp kim Nhôm
Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science - Tập 52 - Trang 2720-2731 - 2021
Tóm tắt
Cấu trúc tinh thể có hình dạng đẳng hướng trong mối hàn bằng laser là rất có lợi. Trong tài liệu hiện tại, góc nhìn về vật liệu và quy trình thường được đề cập một cách tách biệt. Bài báo này kết hợp cả góc nhìn về vật liệu và quy trình trong một biễu thức phân tích nhằm giúp hiểu rõ hơn về các thông số chính cho sự đông đặc hình thái đẳng hướng trong quá trình hàn bằng laser. Để thực hiện điều này, mô hình trạng thái ổn định của Hunt cho sự phát triển của các hạt tinh thể dạng dendrit đẳng hướng đã được kết hợp với các phép tính truyền nhiệt và lý thuyết nucleation. Biểu thức phân tích được rút ra đã xác định các giá trị tối thiểu của các thông số hàn cần thiết cho sự phát triển của các hạt tinh thể dạng dendrit đẳng hướng và mô tả sự tương tác của chúng với mật độ nucleation được quy định bởi kim loại học. Mô tả phân tích có được hoàn toàn phù hợp với các kết quả thực nghiệm thu được từ hai lô hợp kim EN AW-6016 khác nhau trên một dải rộng các thông số hàn bằng laser. Mô tả phân tích tóm tắt các tác động của các quá trình nucleation, điều kiện đông đặc cục bộ và ảnh hưởng của các thông số quy trình đến sự phát triển của các hạt tinh thể dạng dendrit đẳng hướng. Hơn nữa, phương trình này xác định các thuộc tính hợp kim chính, mà ảnh hưởng đến các thông số quy trình cần thiết cho sự đông đặc hình thái đẳng hướng. Lần đầu tiên, toàn bộ các hiện tượng, bao gồm cả các tác động kim loại học và nhiệt, đã được hợp nhất trong một biểu thức phân tích.
Từ khóa
#hàn bằng laser #đẳng hướng #cấu trúc tinh thể #hợp kim nhôm #sự chuyển tiếp #nucleationTài liệu tham khảo
P. Schempp and M. Rethmeier: Welding in the World, 2015, vol. 59, pp. 767–84.
C. Hagenlocher, D. Weller, R. Weber, and T. Graf: Science and Technology of Welding and Joining, 2019, vol. 24, pp. 313–19.
M. Braccini, C. Martin, and M. Suery: Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes IX, 2000, pp. 18–24.
L. J. Barker: Trans. ASM, 1950, vol. 42, p. 347.
T. Sun, P. Franciosa, M. Sokolov, and D. Ceglarek: Procedia CIRP, 2020, vol. 94, pp. 565–70.
I. Maxwell and A. Hellawell: Acta Metallurgica, 1975, vol. 23, pp. 229–37.
M. Johnsson, L. Backerud, and G. K. Sigworth: Metall and Mat Trans A, 1993, vol. 24, pp. 481–91.
D. H. StJohn, M. Qian, M. A. Easton, and P. Cao: Acta Materialia, 2011, vol. 59, pp. 4907–21.
9. A. L. Greer (2016) J. Chem. Phys. 145:211913
10. E. Liotti, C. Arteta, A. Zisserman, A. Lui, V. Lempitsky, P. S. Grant (2018) Sci. Adv. 4:4004
Y. Wang, Z. Que, T. Hashimoto, X. Zhou, and Z. Fan: Metall Mater Trans A, 2020, vol. 51, pp. 5743–57.
Z. Fan, F. Gao, B. Jiang, and Z. Que: Scientific reports, 2020, vol. 10, p. 9448.
W. Kurz, C. Bezençon, and M. Gäumann: Science and Technology of Advanced Materials, 2001, vol. 2, pp. 185–91.
M. Gäumann, C. Bezençon, P. Canalis, and W. Kurz: Acta Materialia, 2001, vol. 49, pp. 1051–62.
Z. Tang and F. Vollertsen: Welding in the World, 2014, vol. 58, pp. 355–66.
D. Zhang, A. Prasad, M. J. Bermingham, C. J. Todaro, M. J. Benoit, M. N. Patel, D. Qiu, D. H. StJohn, M. Qian, and M. A. Easton: Metall Mater Trans A, 2020, vol. 51, pp. 4341–59.
J. H. Martin, B. D. Yahata, J. M. Hundley, J. A. Mayer, T. A. Schaedler, and T. M. Pollock: Nature, 2017, vol. 549, pp. 365–69.
C. Hagenlocher: Die Kornstruktur und der Heißrisswiderstand von Laserstrahlschweißnähten in Aluminiumlegierungen, München: utzverlag, 2020.
P. Schempp, C. E. Cross, A. Pittner, G. Oder, R. S. Neumann, H. Rooch, I. Dörfel, W. Österle, and M. Rethmeier: Welding Journal, 2014, vol. 93, pp. 53–59.
C. Hagenlocher, F. Fetzer, D. Weller, R. Weber, and T. Graf: Materials and Design, 2019, vol. 174, p. 107791.
J. D. Hunt: Materials Science and Engineering, 1984, vol. 65, pp. 75–83.
P. Schempp, C. E. Cross, A. Pittner, and M. Rethmeier: Metall and Mat Trans A, 2013, vol. 44, pp. 3198–210.
DIN EN 573-3:2013-12: Aluminium and aluminium alloys - Chemical Composition and form of wrought products - Part 3: Chemical composition and form of products; German version EN 573-3:2013 .
DIN EN ISO 643: Stahl – Mikrophotographische Bestimmung der erkennbaren Korngröße .
J. O. Andersson, T. Helander, L. Höglund, P. Shi, and B. Sundman: Calphad: Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry, 2002, vol. 26, pp. 273–312.
J.A. Dantzig and M. Rappaz: Solidification, 2nd ed., EPFL Press, Lausanne, 2016.
C. Kammerer: Aluminium-Taschenbuch: Band 1: Grundlagen und Werkstoffe, 15th ed., Aluminium-Verlag, Düsseldorf, 1995.
W. Kurz and D.J. Fisher: Fundamentals of Solidification, Trans Tech Publications, 1998, vol. 66.
M.H. Burden and J.D. Hunt: J. Cryst. Growth 1974, vol. 22, pp. 109–16.
Y. J. Liang, X. Cheng, and H. M. Wang: Acta Mater., 2016, vol. 118, pp. 17–27.
A. Kozlov and R. Schmid-Fetzer: IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2012, vol. 27, p. 12001.
Y. Du, Y. A. Chang, B. Huang, W. Gong, Z. Jin, H. Xu, Z. Yuan, Y. Liu, Y. He, and F. Y. Xie: Materials Science and Engineering A, 2003, vol. 363, pp. 140–51.
E. Fraś, K. Wiencek, M. Górny, H. F. López, and E. Olejnik: Metall and Mat Trans A, 2013, vol. 44, pp. 5788–95.
S. Kou: Welding metallurgy, 2nd ed., Wiley-Interscience, Hoboken N.J., 2003.
D. Rosenthal: Welding Journal, 1941, vol. 20, pp. 220–34.
A. Gouffé: Rev. opt., 1945, vol. 24, pp. 1–7.
H. Hügel and T. Graf: Laser in der Fertigung, 3rd ed., Vieweg+Teubner, Wiesbaden, 2014.
S. Geng, P. Jiang, X. Shao, L. Guo, G. Mi, H. Wu, C. Wang, C. Han, and S. Gao: Applied Physics A: Materials Science and Processing, 2019, vol. 125, pp. 1–7.