Аннальинг, сүндерү һәм картлык - алюминий эретмәләренең төп җылылык эшкәртү төрләре. Аннальинг - йомшартучы дәвалау, аның максаты - эретмәне бертөрле һәм композициядә һәм структурада тотрыклы итү, эшне катырту һәм эретүнең пластиклыгын торгызу. Сүндерү һәм картлык - җылылыкны эшкәртү, аның максаты - эретмәнең көчен яхшырту, һәм җылылык белән эшкәртү ярдәмендә алюминий эретмәләре өчен кулланыла.
1 Аннальинг
Төрле җитештерү таләпләре буенча, алюминий эритмәсе аннальләштерү берничә формага бүленә: ингот гомогенизация аннализациясе, билетны аннальләштерү, арада аннальләштерү һәм әзер продуктны аннальләштерү.
1.1 Гомотизацияне ингот
Тиз конденсация һәм тигез булмаган кристаллизация шартларында ингот тигез булмаган составка һәм структурага, шулай ук зур эчке стресска ия булырга тиеш. Бу ситуацияне үзгәртү һәм инготның кайнар эш процессын яхшырту өчен, гомогенизацияне аннальләштерү кирәк.
Атом диффузиясен алга этәрү өчен, гомогенизация аннализациясе өчен югарырак температура сайланырга тиеш, ләкин ул эретүнең түбән эрү ноктасыннан эвектик эретү ноктасыннан артмаска тиеш. Гадәттә, гомогенизация аннальинг температурасы эретү ноктасыннан 5 ~ 40 ℃ түбән, һәм аннальлау вакыты күбесенчә 12 ~ 24 сәгать арасында.
1.2 Билетны яндыру
Билетны аннальләштерү басым эшкәртү вакытында беренче салкын деформация алдыннан аннальингны аңлата. Максат - билетны балансланган структура алу һәм максималь пластик деформация куәтенә ия итү. Мәсәлән, кайнар роликлы алюминий эритмәсе плитәсенең әйләнеш температурасы 280 ~ 330 is. Бүлмә температурасында тиз суытылганнан соң, эшне катырту феноменын тулысынча бетереп булмый. Аерым алганда, җылылык белән эшкәртелгән алюминий эретмәләре өчен, тиз суытылганнан соң, рестрализация процессы бетмәде, һәм суперсатуратланган каты эремә тулысынча бозылмады, эшнең каты һәм сүндерү эффектының бер өлеше әле дә сакланып кала. Аннальсыз турыдан-туры салкын тидерү кыен, шуңа күрә билетны аннальләштерү кирәк. LF3 кебек җылылык белән эшкәртелмәгән ныгытылган алюминий эретмәләре өчен аннальинг температурасы 370 ~ 470 is, һәм һаваны суыту 1,5 ~ 2,5 сәгать җылы булганнан соң башкарыла. Салкын тартылган трубаны эшкәртү өчен кулланылган билет һәм аннальинг температурасы тиешенчә югарырак булырга тиеш, һәм югары лимит температурасы сайланырга мөмкин. LY11 һәм LY12 кебек җылылык белән эшкәртү белән ныгытыла торган алюминий эретмәләре өчен, билетны яндыру температурасы 390 ~ 450 is, бу температурада 1 ~ 3 сәг.
1.3
Арада аннальинг салкын деформация процесслары арасындагы аннальингны аңлата, аның максаты - салкын деформацияне җиңеләйтү өчен эшне катырту. Гомумән алганда, материал аннальланганнан соң, 45 ~ 85% салкын деформациядән соң арада эшләмичә салкын эшне дәвам итү кыен булачак.
Арада аннальләштерү процессы системасы, нигездә, билетны аннальлау системасы белән бертигез. Салкын деформация дәрәҗәсе таләпләренә туры китереп, арада аннальингны өч төргә бүлеп була: тулы аннальинг (гомуми деформация ε≈60 ~ 70%), гади аннальинг (ε≤50%) һәм аз гына аннальинг (ε≈30 ~ 40%). Беренче ике аннальинг системасы билетны аннальлау белән бертигез, соңгысы 1,5 ~ 2 сәгать өчен 320 ~ 350 at җылытыла, аннары һава суытыла.
1.4. Productитештерелгән продукт
Тәмамланган продуктны аннальләштерү - продуктның техник шартлары таләпләренә туры китереп материалга билгеле бер оештыру һәм механик үзлекләр бирә торган соңгы җылылык эшкәртү.
Тәмамланган продуктны аннальләштерү югары температураны аннальләштерүгә (йомшак продуктлар җитештерүгә) һәм түбән температуралы аннальингка (төрле штатларда ярым каты продуктлар җитештерүгә) бүленергә мөмкин. Temperatureгары температураны аннальләштерү тулы рекристализация структурасын һәм яхшы пластиклылыкны алырга тиеш. Материалның яхшы структурасы һәм эшләнеше булуын тәэмин итү шарты белән, тоту вакыты артык озын булырга тиеш түгел. Heatылылык белән эшкәртү белән ныгытыла торган алюминий эретмәләре өчен, һаваны суыту сүндерү эффектын булдырмас өчен, суыту темпын катгый контрольдә тотарга кирәк.
Түбән температураны аннальләштерү стресс рельефын аннальләштерүне һәм өлешчә йомшарту аннализациясен үз эченә ала, алар нигездә саф алюминий һәм җылылык булмаган эшкәртү өчен ныгытылган алюминий эретмәләре өчен кулланыла. Түбән температураны аннальләштерү системасын формалаштыру - бик катлаулы эш, ул анналь температураны һәм вакытны гына исәпкә алырга тиеш түгел, пычраклыкларның тәэсирен, эретү дәрәҗәсен, салкын деформацияне, арада анналь температураны һәм кайнар деформация температурасын да исәпкә алырга тиеш. Түбән температураны аннальләштерү системасын формалаштыру өчен, анналь температура һәм механик үзлекләр арасындагы үзгәрү сызыгын үлчәргә, аннары техник шартларда күрсәтелгән эш күрсәткечләре буенча анналь температура диапазонын билгеләргә кирәк.
2 Сүндерү
Алюминий эретмәсен сүндерү шулай ук эремә эшкәртү дип атала, ул металлдагы эретелгән элементларны икенче этап кебек каты эремәгә эретеп, югары температурада җылыту аша, аннары икенче этап явым-төшемен тыю өчен тиз суыту, шуның белән суперсатуратланган алюминий нигезендәге α каты эремә алу, киләсе картайу өчен яхшы әзерләнгән.
Суперсатуратланган α каты эремә алу алымы - алюминийдагы эретмәдә икенче этапның эрүчәнлеге температураның күтәрелүе белән сизелерлек артырга тиеш, югыйсә, каты чишелешне эшкәртү максатына ирешеп булмый. Алюминийдагы күпчелек эретүче элементлар бу характеристика белән эвтектик фаз схемасын формалаштырырга мөмкин. Al-Cu эретмәсен мисал итеп алсак, эвтектик температура 548 and, һәм алюминийдагы бакырның бүлмә температурасы 0,1% тан ким түгел. 548 to кадәр җылытылганда, аның эрүчәнлеге 5,6% ка кадәр арта. Шуңа күрә, 5,6% тан ким булмаган бакыр булган Al-Cu эретмәләре җылыту температурасы солвус сызыгыннан артканнан соң, бер фазалы төбәккә керәләр, ягъни CuAl2 икенче этап матрицада тулысынча эриләр, һәм сүндерелгәннән соң бер суперсатуратланган α каты эремә алырга мөмкин.
Сүндерү - алюминий эретмәләре өчен иң мөһим һәм иң таләпчән җылылык эшкәртү. Ачкыч - тиешле сүндерү җылыту температурасын сайлау һәм суытуның җитәрлек дәрәҗәсен тәэмин итү, мич температурасын катгый контрольдә тоту һәм сүндерү деформациясен киметү.
Сүндерү температурасын сайлау принцибы - сүндерү җылыту температурасын мөмкин кадәр арттыру, шул ук вакытта алюминий эретмәсе янып бетмәсен яки бөртекләр артык үсмәсен өчен, α каты эремәнең суперсатурациясен һәм картайганнан соң көчен арттыру. Гадәттә, алюминий эретмәсе җылыту миче мич температурасын контрольдә тоту төгәллеген ± 3 within эчендә булырга тиеш, һәм мичтәге һава мич температурасының бердәмлеген тәэмин итү өчен әйләнергә мәҗбүр.
Алюминий эретмәсенең артык артуы металл эчендә аз эри торган нокта компонентларының өлешчә эрүе аркасында килеп чыга, мәсәлән, бинар яки күп элементлы эвектика. Артык механик үзлекләрнең кимүенә китереп кенә калмый, эретүнең коррозиягә каршы торуына да зур йогынты ясый. Шуңа күрә, алюминий эретмәсе артык янгач, аны бетереп булмый һәм эретелгән продуктны кырып ташларга кирәк. Алюминий эретмәсенең фактик температурасы эретелгән состав һәм пычраклык эчтәлеге белән билгеләнә, һәм шулай ук эретмә эшкәртү торышы белән бәйле. Пластик деформация эшкәртү кичергән продуктларның артык температурасы кастингныкыннан югарырак. Деформация эшкәртү никадәр зур булса, тигез булмаган аз эретү ноктасы компонентлары җылытылганда матрицага эрү җиңелрәк, шуңа күрә фактик температура арта.
Алюминий эретмәсен сүндергәндә суыту темплары картлыкның ныгыту сәләтенә һәм эретмәнең коррозиягә каршы торуына зур йогынты ясый. LY12 һәм LC4 сүндерү процессында α каты эремәнең бозылмавын тәэмин итәргә кирәк, аеруча 290 ~ 420 temperature температурага сизгер җирдә, һәм суыту дәрәҗәсе җитәрлек. Гадәттә суыту темплары 50 ℃ / s-тан югары булырга тиеш, һәм LC4 эретмәсе өчен ул 170 ℃ / s-тан артырга тиеш.
Алюминий эретмәләре өчен иң еш кулланыла торган сүндерү чарасы - су. Producитештерү практикасы шуны күрсәтә: сүндерү вакытында суыту темплары никадәр зур булса, калдык стрессы һәм сүндерелгән материалның яки эш кисәгенең калдык деформациясе шулкадәр зур. Шуңа күрә, гади формадагы кечкенә эш кисәкләре өчен су температурасы бераз түбән булырга мөмкин, гадәттә 10 ~ 30 and, һәм 40 overдан артмаска тиеш. Катлаулы формалар һәм дивар калынлыгында зур аермалар булган эш кисәкләре өчен, сүндерү деформациясен һәм ярылуны киметү өчен, су температурасы кайвакыт 80 to кадәр күтәрелергә мөмкин. Ләкин шуны әйтергә кирәк: сүндерү танкының су температурасы арта барган саен, материалның көче һәм коррозиягә каршы торуы да кими.
3. Картлык
3.1 Оештыру үзгәреше һәм картлык вакытында эш үзгәреше
Сүндерү белән алынган суперсатуратланган α каты чишелеш - тотрыксыз структура. Atedылытылгач, ул череп, тигезлек структурасына әйләнәчәк. Al-4Cu эретмәсен мисал итеп алсак, аның тигезлек структурасы α + CuAl2 (θ фаза) булырга тиеш. Сүнгәннән соң бер фазалы суперсатуратланган α каты эремә картлык өчен җылытылганда, температура җитәрлек булса, θ фаза турыдан-туры явым-төшем булачак. Otherwiseгыйсә, ул этапларда башкарылачак, ягъни кайбер арадаш этаплардан соң, CuAl2 соңгы тигезлек этабына ирешергә мөмкин. Түбәндәге рәсемдә Аль-Ку эретмәсенең картайу процессында һәр явым-төшем этапының кристалл структурасы күрсәтелгән. Рәсем а. сүнгән хәлдә кристалл такталар структурасы. Бу вакытта ул бер фазалы α суперсатуратланган каты эремә, һәм бакыр атомнары (кара нокталар) тигез һәм очраклы рәвештә алюминий (ак нокталар) матрица тактасында таратыла. Рәсем б. явым-төшемнең башлангыч этабында такталар структурасын күрсәтә. Бакыр атомнары матрица тактасының кайбер өлкәләрендә туплана башлый, GP өлкәсе дип аталган Гиниер-Престон өлкәсен барлыкка китерә. GP зонасы бик кечкенә һәм диск формасында, диаметры якынча 5 ~ 10μm, калынлыгы 0,4 ~ 0,6нм. Матрицада GP зоналары саны бик зур, һәм тарату тыгызлыгы 10¹⁷ ~ 10¹⁸cm-reach җитә ала. GP зонасының кристалл структурасы әле матрица структурасы белән бер үк, икесе дә үзәк куб, һәм ул матрица белән бердәм интерфейс саклый. Ләкин, бакыр атомнары зурлыгы алюминий атомнарыннан кечерәк булганга, бакыр атомнарын баету төбәктәге кристалл такталарның кысылуына китерәчәк, бу такталарның бозылуына китерә.
Картайган вакытта Al-Cu эретмәсе кристалл структурасының схематик схемасы
Рәсем а. Сүнгән хәл, бер фазалы α каты эремә, бакыр атомнары (кара нокталар) тигез бүленә;
Рәсем б. Картлыкның башлангыч этабында GP зонасы барлыкка килә;
Рәсем в. Картлыкның соңгы этабында ярым килешле күчү этабы барлыкка килә;
Рәсем d. Temperatureгары температураның картайуы, тигез булмаган фазаның явым-төшеме
GP зонасы - алюминий эретмәләренең картайу процессында барлыкка килгән беренче явым-төшем продукты. Картлык вакытын озайту, аеруча картлык температурасын күтәрү, башка арадаш этапларны да формалаштырачак. Al-4Cu эретмәсендә GP зонасыннан соң θ ”һәм θ 'этаплар бар, һәм ниһаять CuAl2 тигезлек фазасына ирешәләр. Θ” һәм θ' икесе дә θ фазаның күчү этаплары, һәм кристалл структурасы квадрат такталар, ләкин такталар тотрыклы. Of зурлыгы GP зонасыннан зуррак, әле диск формасында, диаметры якынча 15 ~ 40нм, калынлыгы 0,8 ~ 2,0нм. Ул матрица белән бердәм интерфейсны саклап кала, ләкин тактаны бозу дәрәҗәсе тагын да көчлерәк. ”" Θ "фазасына күчкәндә, зурлыгы 20 ~ 600нмга кадәр, калынлыгы 10 ~ 15нмга кадәр артты, һәм когерент интерфейс шулай ук өлешчә җимерелә, ярым коерентлы интерфейска әверелә, картина явым-төшеменең соңгы продукты тигезлек фазасы θ (CuAl2), ул вакытта коерент интерфейсы тулысынча юкка чыга һәм бер-берсенә туры килми.
Aboveгарыдагы ситуация буенча, Al-Cu эретмәсенең картайган явым-төшем тәртибе αs → α + GP зонасы → α + θ ”→ α + θ '→ α + θ. Картлык структурасы эритмәсе составына һәм картлык спецификациясенә бәйле. Картлык температурасы никадәр югары булса, тигезлек структурасы якынрак.
Картлык процессында, GP зонасы һәм матрицадан күчкән этап зурлыгы кечкенә, бик таралган, җиңел деформацияләнми. Шул ук вакытта, алар матрицада такталарның бозылуына китерәләр һәм стресс кырын барлыкка китерәләр, бу күчерелмә хәрәкәткә зур комачаулый, шуның белән эретмәнең пластик деформациясенә каршы торуны көчәйтә һәм аның көчен һәм катылыгын яхшырта. Бу картайу күренеше явым-төшемнең каты булуы дип атала. Түбәндәге рәсем Al-4Cu эретмәсенең каты үзгәрүен күрсәтә, сүндерү һәм картайу вакытында ийрәк формасында. Рәсемдәге I этап эретмәнең каты булуын күрсәтә. Төрле кайнар эш тарихы аркасында, оригиналь хәлнең катылыгы үзгәрәчәк, гадәттә HV = 30 ~ 80. 500 at җылыткач һәм сүндергәннән соң (II этап), барлык бакыр атомнары матрицага эреп, HV = 60 белән бер фазалы суперсатуратланган α каты эремә формалаштыралар, бу аннальланган хәлнең катылыгыннан икеләтә каты (HV = 30). Бу каты чишелешне ныгыту нәтиҗәсе. Сүнгәннән соң, ул бүлмә температурасында урнаштырыла, һәм GP зоналарының өзлексез формалашуы аркасында эретмәнең катылыгы өзлексез арта (III этап). Бүлмә температурасында бу картайу процессы табигый картлык дип атала.
Мин - оригиналь хәл;
II - каты чишелеш торышы;
III - табигый картлык (GP зонасы);
IVa - 150 ~ 200 at регрессия белән эшкәртү (GP зонасында эретелгән);
IVb - ясалма картлык (θ ”+ θ 'фаза);
V - артык (θ ”+ θ 'фаза)
IV этапта эретмә картлык өчен 150 ° C кадәр җылытыла, һәм катыру эффекты табигый картлыкка караганда ачык күренә. Бу вакытта явым-төшем продукты, нигездә, Al-фазасы булып тора, ул Аль-Ку эретмәләрендә иң зур ныгыту эффектына ия. Әгәр картлык температурасы тагын да артса, явым-төшем фазасы phase ”фазасына күчә, каты эффект кими, катылык кими, V этапка керә. Әгәр дә катылык эретелгәннән соң (ягъни, IV этап) ирешә алган максималь катылык кыйммәтенә җитсә, бу картлык иң югары картлык дип атала. Әгәр дә каты каты кыйммәткә ирешелмәсә, ул картаймаган яки тулы булмаган ясалма картлык дип атала. Әгәр дә иң югары бәя кисешсә һәм катылыгы кимсә, ул артык картлык дип атала. Стабилизация картлыкны дәвалау шулай ук артык картлыкка карый. Табигый картлык вакытында барлыкка килгән GP зонасы бик тотрыксыз. 200 ° C кебек югары температурада тиз җылытылганда һәм кыска вакыт җылы саклангач, GP зонасы кире α каты эремәгә таркалачак. Әгәр дә θ ”яки θ явым-төшем кебек башка күчү этаплары алдыннан тиз суытылса (сүндерелсә), эретмә элеккеге сүндерелгән хәленә кайтарыла ала. Бу күренеш" регрессия "дип атала, бу фигурада IVa этаптагы нокта сызыгы белән күрсәтелгән каты төшү. Регрессланган алюминий эретмәсе әле дә картайу катыру сәләтенә ия.
Яшь катыру - җылылык белән эшкәртелә торган алюминий эретмәләрен үстерү өчен нигез, һәм аның яшь катыру сәләте эретмә составы һәм җылылык белән эшкәртү системасы белән турыдан-туры бәйле. Аль-Си һәм Аль-Мн бинар эретмәләрдә явым-төшемнең каты эффекты юк, чөнки тигезлек фазасы картлык вакытында турыдан-туры яуган, һәм җылылык белән эшкәртелмәгән алюминий эретмәләре. Al-Mg эретмәләре GP зоналарын һәм күчү этапларын формалаштыра алсалар да, аларда югары магний эретмәләрендә явым-төшемнең катыру сәләте бар. Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Si һәм Al-Zn-Mg-Cu эретмәләре үзләренең GP зоналарында һәм күчү этапларында явым-төшемнең катыру сәләтенә ия, һәм хәзерге вакытта җылылык белән эшкәртелә торган һәм ныгытыла торган төп эретү системалары.
3.2 Табигый картлык
Гадәттә, җылылык белән эшкәртү ярдәмендә алюминий эретмәләре сүнгәннән соң табигый картлык эффектына ия. Табигый картлыкны ныгыту GP зонасы аркасында килеп чыга. Табигый картлык Al-Cu һәм Al-Cu-Mg эретмәләрендә киң кулланыла. Al-Zn-Mg-Cu эретмәләренең табигый картлыгы бик озак дәвам итә, һәм тотрыклы этапка ирешү өчен еш кына берничә ай кирәк, шуңа күрә табигый картлык системасы кулланылмый.
Ясалма картлык белән чагыштырганда, табигый картлыктан соң, эретмәнең уңыш көче түбәнрәк, ләкин пластиклыгы һәм катгыйлыгы яхшырак, коррозиягә каршы тору югарырак. Al-Zn-Mg-Cu системасының супер каты алюминийы бераз башка. Ясалма картлыктан соң коррозиягә каршы тору еш кына табигый картлыктан яхшырак.
3.3 Ясалма картлык
Ясалма картайганнан соң, алюминий эретмәләре еш кына иң югары уңыш көчен ала ала (нигездә күчү фазасын ныгыту) һәм яхшырак оештыру тотрыклылыгы. Супер каты алюминий, ясалган алюминий һәм чуен алюминий ясалма рәвештә картайган. Олы температура һәм картлык вакыты эретү үзлекләренә мөһим йогынты ясый. Картлык температурасы күбесенчә 120 ~ 190 between арасында, һәм картлык вакыты 24 сәгатьтән артмый.
Бер этаплы ясалма картлыкка өстәп, алюминий эретмәләре ясалма картлык системасын да куллана ала. Ягъни, җылыту төрле температурада ике яки күбрәк башкарыла. Мәсәлән, LC4 эретмәсе 115 ~ 125 at 2 яшьтә, аннары 160 ~ 170 at 3 ~ 5с өчен булырга мөмкин. Акрынлап картлык вакытны кыскартып кына калмый, ә Al-Zn-Mg һәм Al-Zn-Mg-Cu эретмәләренең микроструктурасын яхшырта ала, һәм механик үзлекләрне киметмичә стресс коррозиясенә каршы торуны, ару көчен һәм сыну катгыйлыгын сизелерлек яхшырта ала.
Пост вакыты: 06-2025 март
