المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم والألومنيوم

الصلب والشيخوخة هي أشكال المعالجة الحرارية الأساسية لسبائك الألومنيوم. الصلب هو عملية تليين. الغرض منه هو جعل السبيكة تميل إلى أن تكون موحدة ومستقرة في التكوين والبنية ، والقضاء على تصلب العمل ، واستعادة اللدونة من السبائك. التبريد من العمر هو تعزيز المعالجة الحرارية ، والغرض من ذلك هو تحسين قوة السبائك ، وتستخدم بشكل رئيسي في سبيكة الألمنيوم القابلة للعلاج بالحرارة.

一
وفقًا لمختلف الطلب على الإنتاج ، فإن سبيكة الألمنيوم تتجنس التجانس المتجانسة ، الصلب الفارغ ، الصلب المتوسط ​​، وينتهي من الصلب عدة أشكال.
أولا ، تجانس البروتين الصلب
في حالة التكثيف السريع والبلورة غير المتوازنة ، يجب أن يكون لدى البشرة عدم التسمم في التكوين والهيكل ، وهناك أيضًا إجهاد داخلي كبير. من أجل تغيير هذا الموقف وتحسين خاصية المعالجة الحرارية للبيون ، من الضروري عمومًا تنفيذ التلدين التجانس. من أجل تعزيز انتشار الذرات ، يجب أن يختار تجانس الصلب درجة حرارة أعلى الصلب ، ولكن ليس أكثر من نقطة انصهار نقطة الانصهار المنخفضة ، فإن درجة حرارة الصلب العامة أقل من نقطة الانصهار 5 ~ 40 ℃ ، وقت الصلب هو أكثر بين 12 ~ 24h.

二. الصلب فارغ
يشير الصلب الفارغ إلى الصلب قبل أول تشوه بارد في عملية تصنيع الضغط. الهدف من ذلك هو إعطاء البليت بنية متوازنة وأقصى قدرة تشوه البلاستيك. على سبيل المثال ، تبلغ درجة حرارة المتداول النهائية للبلاطة الساخنة من سبيكة الألمنيوم 280 ~ 330 ℃ ، ولا يمكن القضاء على ظاهرة تصلب العمل بالكامل بعد التبريد السريع في درجة حرارة الغرفة. خاصة بالنسبة لسبائك الألومنيوم المعالجة بالحرارة ، وبعد التبريد السريع ، لا تنتهي عملية إعادة التبلور ، ولا يتم تحلل المحلول الصلب المشبع بشكل كامل ، ولا يزال هناك بعض تأثيرات تصلب العمل وتخفيف العمل. من الصعب أن تهدف بارد دون الصلب ، لذلك يلزم الصلب البليت. بالنسبة لسبائك الألمنيوم المعززة غير المعالجة ، مثل LF3 ، فإن درجة حرارة الصلب هي 370 ~ 470 ℃ ، يجب أن يكون تبريد الهواء بعد الاحتفاظ بـ 1.5 ~ 2.5 ساعة ، والبليت ودرجة حرارة الصلب لمعالجة الأنبوب المرسومة بالبرد مرتفعًا بشكل مناسب ، و يمكن تحديد درجة حرارة الحد الأعلى. لسبائك الألومنيوم التي يمكن تعزيزها عن طريق المعالجة الحرارية ، مثل LY11 و LY12 ، تكون درجة حرارة الصلب البليت 390 ~ 450 درجة مئوية ، والحفاظ على الحرارة هي 1 ~ 3H ، ثم يتم تبريد الفرن إلى 270 درجة مئوية أقل من سرعة لا أكثر من 30 درجة مئوية /ساعة.

三. الصلب المتوسط
يشير الصلب الوسيط إلى الصلب بين عمليات التشوه البارد ، والغرض منه هو القضاء على تصلب العمل من أجل تسهيل استمرار تشوه العمل البارد. بشكل عام ، بعد الصلب البليت للمواد ، بعد تحمل تشوه بارد من 45 إلى 85 ٪ ، إن لم يكن الصلب المتوسط ​​ومواصلة العمل البارد سيكون أمرًا صعبًا. عملية الصلب الوسيط هي في الأساس نفس عملية الصلب الفارغ. وفقًا لمتطلبات درجة التشوه البارد ، يمكن تقسيم الصلب الوسيط إلى الصلب الكامل (التشوه الكلي ε≈ 60 ~ 70 ٪) ، والصلصة البسيطة (ε≤50 ٪) والصلصة الطفيفة (ε≈30 ~ 40 ٪) . إن أول نظامين للتلدين هما نفس الصلب الفارغ ، والأخير هو تبريد الهواء بعد التدفئة عند 320 ~ 350 ℃ مقابل 1.5 ~ 2H.

四. المنتج النهائي الصلب
إن التلدين من المنتج النهائي هو المعالجة الحرارية النهائية التي تمنح المادة بعض الخصائص المجهرية والخصائص الميكانيكية وفقًا لمتطلبات الظروف التقنية للمنتج
يمكن تقسيم تلدين المنتجات النهائية إلى الصلب ارتفاع درجات الحرارة (إنتاج المنتجات الناعمة) والصلصة المنخفضة لدرجات الحرارة (إنتاج المنتجات شبه الصعبة في حالات مختلفة) يجب أن يضمن نوعان من الصلب ارتفاع درجات الحرارة أن بنية إعادة التبلور الكاملة واللدونة الجيدة. في ظل حالة ضمان التنظيم الجيد وأداء المادة ، يجب ألا يكون وقت الاحتفاظ طويلاً. بالنسبة لسبائك الألومنيوم التي يمكن تعزيزها عن طريق المعالجة الحرارية ، من أجل منع تأثير تبريد الهواء ، يجب التحكم في معدل التبريد بشكل صارم.
يشمل الصلب المنخفض لدرجات الحرارة نوعين من الصلب التخلص من الإجهاد الداخلي والتنقيب الجزئي ، والذي يستخدم بشكل أساسي لتقوية ألومنيوم الألمنيوم النقي المعالج. إن صياغة نظام الصلب منخفضة الحرارة هو عمل معقد للغاية ، والذي لا ينبغي أن يأخذ في الاعتبار درجة حرارة الصلب ووقت الاحتفاظ فقط ، ولكن أيضًا النظر في تأثير الشوائب ، ودرجة السبائك ، وكمية التشوه الباردة ، ودرجة حرارة الصلب الوسيطة ودرجة حرارة التشوه الساخن. يجب أن يكون تطوير نظام الصلب منخفضة الحرارة هو قياس منحنى التغيير بين درجة حرارة الصلب والخصائص الميكانيكية ، ثم تحديد نطاق درجة حرارة الصلب وفقًا لمؤشرات الأداء المحددة في الظروف التقنية.

التبريد الثاني
يُعرف أيضًا إخماد سبيكة الألومنيوم باسم معالجة المحلول الصلبة ، أي من خلال تسخين درجات الحرارة العالية ، بحيث يكون عناصر السبائك في شكل المرحلة الثانية من المعدن قدر الإمكان في المحلول الصلب ، ثم التبريد السريع للانعكاس هطول الأمطار في المرحلة الثانية ، وذلك للحصول على محلول ألفا الصلب القائم على الألومنيوم ، للخطوة التالية لعلاج الشيخوخة لإعداد المنظمة.
إن فرضية الحصول على محلول صلبة ألفا غير المشبعة هو أن قابلية ذوبان المرحلة الثانية من السبائك في الألومنيوم يجب أن تزيد بشكل كبير مع زيادة درجة الحرارة ، وإلا ، لا يمكن الوصول إلى الغرض من معالجة المحلول الصلبة. يمكن أن تشكل معظم عناصر صناعة السبائك في الألومنيوم مخططًا للمرحلة المنصهرة مع هذه الخاصية. أخذ سبيكة AI-CU على سبيل المثال ، تكون درجة الحرارة المنبعثة هي 548 ℃ ، قابلية ذوبان النحاس في الألومنيوم في درجة حرارة الغرفة أقل من 0.1 ٪ ، وتسخين إلى 548 ℃ ، وزيادة قابلية ذوبانها إلى 5.6 ٪ ، وبالتالي ، A-CU سبيكة تحتوي على النحاس في 5.6 ٪ ، تتجاوز درجة حرارة التدفئة خط الحل الصلب ، في منطقة الطور الواحد α ، أي أن المرحلة الثانية CUAI2 كلها تذوب في المصفوفة ، بعد تبريد محلول صلب ألفا واحد غير مشبع.

يعد التبريد أهم وتطبيق عملية معالجة الحرارة من سبائك الألومنيوم ، من بينها هو اختيار درجة حرارة التدفئة المناسبة للتسخين وضمان سرعة تبريد التبريد الكافية ، ويمكن أن تتحكم بشكل صارم في درجة حرارة الفرن وتقليل تشوه التبريد.
يتمثل مبدأ اختيار درجة حرارة التبريد في زيادة درجة حرارة التدفئة في التبريد قدر الإمكان من أجل زيادة التشبع في محلول ألفا الصلب والقوة بعد شيخوخة المعالجة من أجل ضمان عدم إفراط سبيكة الألومنيوم أو حبة الحبة أو الحبوب مبالغ فيه. بشكل عام ، تتطلب أفران تسخين سبائك الألومنيوم دقة التحكم في درجة الحرارة في حدود +3 درجة مئوية ، ويضطر الهواء في الفرن إلى التداول لضمان توحيد درجة حرارة الفرن.

يحدث الإفراط في حرق سبائك الألومنيوم بسبب الانصهار المحلي لمكونات نقطة الانصهار المنخفض داخل المعدن ، مثل الانصهار الثنائي أو متعدد المكونات. لا يقلل الإفراط في التحول من الخواص الميكانيكية فحسب ، بل له أيضًا تأثير خطير على مقاومة التآكل للسبائك. لذلك ، بمجرد حرق سبيكة الألمنيوم ، لن يتم القضاء عليها ، ويجب إلغاء منتجات السبائك. يتم تحديد درجة حرارة الحرق الفعلية لسبائك الألومنيوم بشكل أساسي من خلال تكوين السبائك ، ومحتوى الشوائب ، وحالة المعالجة للسبائك ترتبط أيضًا بدرجة حرارة حرق المنتجات التي تتم معالجتها عن طريق تشوه البلاستيك أعلى من حالة الصب ، وكلما زاد حجمها كمية معالجة التشوه ، كلما زادت مكونات النقطة المنخفضة غير المتوازنة بسهولة في المصفوفة عند تسخينها ، وبالتالي ترتفع درجة حرارة الحرق الفعلية.

إن معدل تبريد سبيكة الألومنيوم له تأثير كبير على القدرة على تعزيز الشيخوخة ومقاومة التآكل للسبائك ، يجب أن يضمن عملية تبريد LY12 و LC4 أن المحلول الصلب α لا يتحلل ، خاصة في مساحة درجة الحرارة الحساسة من 290 إلى 420 ℃ ، للحصول على معدل تبريد كبير بما يكفي. بشكل عام ، يجب أن يكون معدل التبريد أعلى من 50 درجة مئوية/ثانية ، ويجب أن تصل سبائك LC4 أو تتجاوز 170 درجة مئوية/ثانية.

الأكثر شيوعًا استخدام وسط تبريد لسبائك الألومنيوم هو الماء. تُظهر ممارسة الإنتاج أنه كلما زاد معدل التبريد أثناء التبريد ، زاد الإجهاد المتبقي والتشوه المتبقي للمواد أو الشغل المتبقي. لذلك ، بالنسبة إلى قطع العمل الصغيرة ذات الأشكال البسيطة ، يمكن أن تكون درجة حرارة الماء أقل قليلاً ، عمومًا من 10 إلى 30 درجة مئوية ، ويجب ألا تتجاوز 40 درجة مئوية بالنسبة إلى الشغل مع شكل معقد وفرق كبير في سمك الجدار ، يمكن أن تكون درجة حرارة الماء أحيانًا يتم زيادة إلى 80 ℃ من أجل تقليل تشوه التبريد والتكسير. ومع ذلك ، يجب الإشارة إلى أنه مع زيادة درجة حرارة الماء في خزان التبريد ، بشكل عام ، يتم تقليل قوة وتآكل المادة في المقابل.