Alýumin erginleriniň ýylylygy bejermek esasy görnüşleri, gabamak we söndürmek we garramak. Annealing ýumşadyjy bejergidir, onuň maksady erginleri birmeňzeş we düzüminde we gurluşynda durnukly etmek, işiň gatylaşmagyny ýok etmek we garyndynyň plastikligini dikeltmek. Söndürmek we garramak güýçlendiriji ýylylyk bejergisi bolup, onuň maksady garyndynyň güýjüni ýokarlandyrmakdyr we esasan ýylylyk bejergisi bilen güýçlendirilip bilinýän alýumin erginleri üçin ulanylýar.
1 Annealing
Dürli önümçilik talaplaryna laýyklykda, alýuminiý garyndy garyndysy birnäçe görnüşe bölünýär: ingot gomogenizasiýa annealing, bilet annealing, aralyk annealing we taýýar önüm annealing.
1.1 Ingot gomogenizasiýa annealing
Çalt kondensasiýa we deňagramly däl kristallaşma şertlerinde ingot birmeňzeş düzümi we gurluşy bolmaly, şeýle hem uly içki stres bolmaly. Bu ýagdaýy üýtgetmek we ingotyň gyzgyn işleýiş ukybyny gowulandyrmak üçin, gomogenizasiýa annealing zerur.
Atomyň ýaýramagyny öňe sürmek üçin, gomogenizasiýa annealiýasy üçin has ýokary temperatura saýlanmalydyr, ýöne erginiň ergininiň pes ereýän nokadyndan geçmeli däldir. Umuman alanyňda, birmeňzeş birleşme temperaturasy eriş nokadyndan 5 ~ 40 ℃ pesdir, garyş wagty bolsa esasan 12 ~ 24h aralygyndadyr.
1.2 Bilet annealing
Biletiň dykylmagy, basyşy gaýtadan işlemekde ilkinji sowuk deformasiýadan öň annele degişlidir. Maksat, biletiň deňagramly gurluşy gazanmagy we iň ýokary plastiki deformasiýa kuwwatyna eýe bolmagydyr. Mysal üçin, gyzgyn togalanan alýumin garyndy plitasynyň togalanýan ahyrky temperaturasy 280 ~ 330 is. Otag otagynyň temperaturasynda çalt sowadylandan soň, işiň gatylaşmagy hadysasyny doly ýok edip bolmaz. Hususan-da, ýylylyk bilen işlenýän güýçlendirilen alýumin erginleri üçin çalt sowadylandan soň gaýtadan gurmak prosesi gutarmady we ýokary derejeli gaty ergin doly çüýremedi we işiň gatylaşmagy we söndürilmegi täsiriniň bir bölegi henizem saklanýar. Düwürtiksiz gönüden-göni sowuklamak kyn, şonuň üçin biletiň dykylmagy zerurdyr. LF3 ýaly ýylylyk bilen işlenmedik güýçlendirilen alýumin erginleri üçin, gyzdyryjy temperatura 370 ~ 470 is, howany sowatmak 1,5 ~ 2,5 sagatda ýyly saklanandan soň amala aşyrylýar. Sowuk çekilen turbany gaýtadan işlemek üçin ulanylýan bilet we gyzdyryjy temperatura degişli derejede ýokary bolmaly we iň ýokary çäk temperaturasy saýlanyp bilner. LY11 we LY12 ýaly ýylylyk bejergisi bilen güýçlendirilip bilinýän alýumin erginleri üçin, biletiň gyzdyrma temperaturasy 390 ~ 450 is bolup, bu temperaturada 1 ~ 3 sagat saklanýar, soňra peçde 27 ℃-dan aşakda 30 ℃ / sag-dan ýokary bolmadyk derejede sowadylýar we ojakdan howa sowadylýar.
1.3 Aralyk annealing
Aralyk annealing, sowuk deformasiýa prosesleriniň arasynda garyşmagy aňladýar, maksady sowuk deformasiýany dowam etdirmek üçin işiň gatylaşmagyny ýok etmekdir. Umuman aýdanyňda, material gabalanandan soň, 45 ~ 85% sowuk deformasiýasyndan soň aralyk işlemezden sowuk işini dowam etdirmek kyn bolar.
Aralyk annealizasiýa prosesi ulgamy, esasan, bilet annealing ulgamy bilen deňdir. Sowuk deformasiýa derejesiniň talaplaryna laýyklykda aralyk garyşmagy üç görnüşe bölmek bolar: doly annealing (umumy deformasiýa ε≈60 ~ 70%), ýönekeý annealing (ε≤50%) we azajyk annealing (ε≈30 ~ 40%). Ilkinji iki sany anneal ulgamy bilet annealing bilen deňdir, ikinjisi 1,5 ~ 2s üçin 320 ~ 350 at gyzdyrylýar we soňra howa sowadylýar.
1.4. Taýýar önüm annealing
Taýýar önümi garyşdyrmak, önümiň tehniki şertleriniň talaplaryna laýyklykda materialy belli bir guramaçylyk we mehaniki häsiýetleri berýän iň soňky ýylylyk bejergisi.
Taýýar önümi arassalamak, ýokary temperaturany ýuwmak (ýumşak önüm öndürmek) we pes temperatura bilen örtmek (dürli ştatlarda ýarym gaty önüm öndürmek) diýip bölünip bilner. Temperatureokary temperatura bilen arassalamak, doly gurnama gurluşynyň we oňat plastisitiniň alynmagyny üpjün etmeli. Materialyň gowy gurluşa we öndürijilige eýe bolmagyny üpjün etmek şertinde, saklamak wagty gaty uzyn bolmaly däldir. Heatylylygy bejermek arkaly güýçlendirip boljak alýumin erginleri üçin howany sowatmagyň täsiriniň öňüni almak üçin sowadyş tizligini berk gözegçilikde saklamaly.
Pes temperatura bilen arassalamak, esasan arassa alýumin we ýylylyk däl bejermekde güýçlendirilen alýumin erginleri üçin ulanylýan stres ýeňilleşdiriji we bölekleýin ýumşadyjy annealgy öz içine alýar. Pes temperatura annealing ulgamyny döretmek gaty çylşyrymly mesele, bu diňe bir gyzdyrma temperaturasyny we wagty saklamagy göz öňünde tutman, eýsem hapalaryň täsirini, garyndy derejesini, sowuk deformasiýany, aralyk anneal temperaturasyny we gyzgyn deformasiýa temperaturasyny hem göz öňünde tutmalydyr. Pes temperatura anneal ulgamyny emele getirmek üçin, ýylylyk temperaturasy bilen mehaniki häsiýetleriň arasyndaky üýtgeýän egrini ölçemeli, soňra tehniki şertlerde görkezilen öndürijilik görkezijilerine görä gyzdyryjy temperatura diapazonyny kesgitlemeli.
2 söndürmek
Alýumin ergininiň söndürilmegi, ýokary temperaturaly ýyladyş arkaly mümkin boldugyça gaty erginde ikinji fazadaky ýaly erginli elementleri eritmek, ikinji tapgyryň ýagyşyny saklamak üçin çalt sowatmak, şeýlelik bilen indiki garrylyk bejergisine gowy taýýarlanan alýumin esasly α gaty ergin almak üçin ergin bejergisi diýilýär.
Örän doýgun α gaty ergin almagyň şerti, alýuminiý erginindäki ikinji fazanyň ergininiň temperaturanyň ýokarlanmagy bilen ep-esli ýokarlanmalydyr, ýogsam gaty ergin bejergisiniň maksadyna ýetip bolmaz. Alýuminiýdäki garyndy elementleriň köpüsi bu häsiýetli ewtektiki faza diagrammasyny emele getirip biler. Al-Cu garyndysyny mysal hökmünde alsak, elektiki temperatura 548 and, alýuminiýdäki misiň otag temperaturasy 0,1% -den pesdir. 548 to gyzdyrylanda, onuň erginligi 5,6% -e çenli ýokarlanýar. Şonuň üçin 5,6% -den az mis saklaýan Al-Cu erginleri, ýyladyş temperaturasy solwus çyzygyndan ýokary geçenden soň α bir fazaly sebite girýär, ýagny CuAl2 ikinji fazasy matrisada doly ereýär we söndürilenden soň ýeke-täk ýokary erginli ergin alyp bolýar.
Söndürmek alýumin erginleri üçin iň möhüm we iň talap edilýän ýylylygy bejermekdir. Esasy söndüriji ýyladyş temperaturasyny saýlamak we söndürmegiň ýeterlik derejesini üpjün etmek, peçiň temperaturasyna berk gözegçilik etmek we söndürmegiň deformasiýasyny azaltmak.
Söndüriji temperaturany saýlamagyň ýörelgesi, alýumin ergininiň ýanmazlygyny ýa-da däneleriň aşa köpelmegini üpjün etmek bilen, söndüriji ýyladyş temperaturasyny mümkin boldugyça ýokarlandyrmakdyr, şeýlelik bilen α gaty erginiň supersaturasiýasyny we garry bejergiden soň güýjüni ýokarlandyrar. Adatça, alýumin garyndy gyzdyryjy peç peçiň temperaturasyna gözegçilik takyklygynyň ± 3 within içinde bolmagyny talap edýär we peçdäki howanyň peçiň temperaturasynyň birmeňzeşligini üpjün etmek üçin aýlanmaga mejbur bolýar.
Alýumin ergininiň aşa köp bolmagy, ikili ýa-da köp elementli ewtektika ýaly metalyň içindäki pes ereýän nokat bölekleriniň bölekleýin eremegi bilen ýüze çykýar. Artykmaç ýanmak diňe bir mehaniki häsiýetleriň peselmegine sebäp bolman, eýsem erginiň poslama garşylygyna hem täsir edýär. Şonuň üçin alýumin garyndysy ýakylansoň, ony ýok edip bolmaz we garyndy önümini gyrmaly. Alýumin garyndysynyň hakyky gyzgynlygy esasan erginleriň düzümi we haramlygy bilen kesgitlenýär we erginleri gaýtadan işleýiş ýagdaýy bilen hem baglanyşyklydyr. Plastiki deformasiýa gaýtadan işlenen önümleriň aşa gyzgynlygy, guýma önümlerinden has ýokary. Deformasiýany gaýtadan işlemek näçe uly bolsa, deňagramly däl pes ereýän nokat komponentleri gyzdyrylanda matrisa eremegi aňsat bolýar, şonuň üçin hakyky gyzgynlyk ýokarlanýar.
Alýumin ergininiň söndürilmegi wagtynda sowadyş derejesi, garyndynyň güýçlendiriş ukybyna we ergininiň poslama garşylygyna ep-esli täsir edýär. LY12 we LC4 söndürmek prosesinde α gaty erginiň çüýremezligini üpjün etmeli, esasanam 290 ~ 420 temperature temperatura duýgur meýdanda we ýeterlik derejede sowadyş tizligi talap edilýär. Adatça sowadyş tizliginiň 50 ℃ / s-den ýokary bolmalydygy we LC4 garyndysy üçin 170 ℃ / s-den geçmelidigi aýdylýar.
Alýumin erginleri üçin iň köp ulanylýan söndüriji suw. Önümçilik amaly, söndürmek wagtynda sowatmagyň derejesi näçe köp bolsa, söndürilen materialyň ýa-da iş böleginiň galyndy stresiniň we galyndy deformasiýasynyň şonça köp boljakdygyny görkezýär. Şonuň üçin ýönekeý şekilli ownuk eserler üçin suwuň temperaturasy birneme pes bolup biler, umuman 10 ~ 30 and we 40 exceed-dan ýokary bolmaly däldir. Çylşyrymly şekilli we diwaryň galyňlygyndaky uly tapawutlar üçin, söndürilýän deformasiýany we döwülmegi azaltmak üçin suwuň temperaturasy käwagt 80 to çenli ýokarlandyrylyp bilner. Şeýle-de bolsa, söndüriji tankyň suw temperaturasynyň ýokarlanmagy bilen materialyň berkligi we poslama garşylygy hem şoňa görä peselýändigini bellemelidiris.
3. Garrylyk
3.1 Garrylyk döwründe guramaçylyk üýtgemeleri we öndürijilik üýtgemeleri
Öçürmek arkaly alnan ýokary derejeli α gaty ergin durnuksyz gurluşdyr. Gyzdyrylanda çüýräp, deňagramlylyk gurluşyna öwrüler. Al-4Cu garyndysyny mysal hökmünde alyp, onuň deňagramlylyk gurluşy α + CuAl2 (θ faza) bolmaly. Söndürilenden soň bir fazaly ýokary derejeli α gaty ergin garrylyk üçin gyzdyrylanda, temperatura ýeterlik derejede ýokary bolsa, θ fazasy gönüden-göni çöker. Otherwiseogsam, tapgyrlaýyn amala aşyrylar, ýagny käbir aralyk geçiş etaplaryndan soň CuAl2 gutarnykly deňagramlylyk tapgyryna ýetip bolar. Aşakdaky surat, Al-Cu garyndysynyň garramagy döwründe her ýagyş döwrüniň kristal gurluş aýratynlyklaryny görkezýär. Surat a. söndürilen ýagdaýynda kristal panjara gurluşydyr. Bu döwürde ol bir fazaly ers ýokary derejeli gaty ergin bolup, mis atomlary (gara nokatlar) alýumin (ak nokatlar) matrisa panjarasynda deň we tötänleýin paýlanýar. Surat b. ygalyň irki döwründe panjara gurluşyny görkezýär. Mis atomlary, GP sebiti diýlip atlandyrylýan Guinier-Preston sebitini emele getirmek üçin matrisa panjarasynyň käbir ýerlerinde jemlenip başlaýar. GP zonasy diýseň kiçi we disk görnüşli, diametri takmynan 5 ~ 10μm we galyňlygy 0,4 ~ 0.6nm. Matrisadaky GP zonalarynyň sany gaty köp we paýlanyş dykyzlygy 10¹⁷ ~ 10¹⁸cm-reach ýetip biler. GP zonasynyň kristal gurluşy henizem matrisanyňky bilen birmeňzeş, ikisi hem ýüz merkezi kub we matrisa bilen sazlaşykly interfeýsi saklaýar. Şeýle-de bolsa, mis atomlarynyň ululygy alýumin atomlaryndan has kiçi bolany üçin, mis atomlarynyň baýlaşdyrylmagy sebitiň golaýyndaky kristal panjaranyň kiçelmegine sebäp bolar, bu bolsa panjaranyň ýoýulmagyna sebäp bolar.
Garrylyk döwründe Al-Cu garyndysynyň kristal gurluşynyň shemasy
Surat a. Söndürilen ýagdaý, bir fazaly α gaty ergin, mis atomlary (gara nokatlar) deň paýlanýar;
Surat b. Garramagyň irki döwründe GP zonasy emele gelýär;
Surat c. Garramagyň giçki döwründe ýarym sazlaşykly geçiş tapgyry emele gelýär;
Surat d. Temperatureokary temperatura garramagy, sazlaşyksyz deňagramlylyk fazasynyň ýagmagy
GP zonasy alýumin erginleriniň garramagy wagtynda ýüze çykýan ilkinji ýagyşdan öňki önümdir. Garrylyk wagtyny uzaltmak, esasanam garramagyň temperaturasyny ýokarlandyrmak, beýleki aralyk döwürleri hem emele getirer. Al-4Cu garyndysynda, GP zonasyndan soň θ ”we θ fazalar bar we ahyrynda CuAl2 deňagramlylyk fazasyna ýetilýär. Θ” we θ 'ikisi hem θ fazanyň geçiş tapgyrlary, kristal gurluşy inedördül panjara, ýöne panjara hemişelik başga. Θ ululygy, zonasynyň zolagyndan has uludyr, henizem disk görnüşinde, diametri takmynan 15 ~ 40nm we galyňlygy 0.8 ~ 2.0nm. Matrisa bilen sazlaşykly interfeýsi saklamagyny dowam etdirýär, ýöne panjara ýoýulma derejesi has güýçlidir. ”” -Dan θ faza geçende ululygy 20 ~ 600nm ulaldy, galyňlygy 10 ~ 15nm, sazlaşykly interfeýs hem bölekleýin ýok edilip, c suratda görkezilişi ýaly ýarym bitewi interfeýs bolýar. Garry ýagyşyň soňky önümi deňagramlylyk fazasy θ (CuAl2), şol bir wagtyň özünde bitewi interfeýs doly ýok edilýär we birmeňzeş däl interfeýs bolýar.
Aboveokardaky ýagdaýa görä, Al-Cu garyndysynyň garramagy ýagyş tertibi αs → α + GP zonasy → α + θ ”→ α + θ '→ α + θ. Garrylygyň gurluşy ergin garyndysynyň düzümine we garramagyň spesifikasiýasyna baglydyr. Garrylyk temperaturasy näçe ýokary bolsa, deňagramlylyk gurluşy şonça ýakyn.
Garrylyk döwründe matrisadan çökýän GP zonasy we geçiş fazasy ululygy az, ýokary dargadylýar we aňsat deformasiýa edilmeýär. Şol bir wagtyň özünde, matrisada panjaranyň ýoýulmagyna sebäp bolýar we ýerleriň hereketine ep-esli päsgel berýän stres meýdany emele getirýär, şeýlelik bilen garyndynyň plastiki deformasiýasyna garşylygy ýokarlandyrýar we güýjüni we gatylygyny ýokarlandyrýar. Bu garramagyň gatylaşma hadysasyna ygalyň gatylaşmagy diýilýär. Aşakdaky surat, egrilik görnüşinde söndürmek we garramak bejergisinde Al-4Cu garyndysynyň gaty üýtgemegini görkezýär. Suratdaky I basgançak, garyndynyň asyl ýagdaýynda gatylygyny görkezýär. Dürli gyzgyn iş taryhy sebäpli asyl ýagdaýyň gatylygy üýtgeýär, umuman HV = 30 ~ 80. 500 at gyzdyrylandan we söndürilenden soň (II tapgyr), ähli mis atomlary matrisada eräp, HV = 60 bilen bir fazaly supersatirlenen α gaty ergin emele gelýär, bu bolsa dykylan ýagdaýdaky gatylykdan iki esse kyn (HV = 30). Bu berk çözgüdi berkitmegiň netijesidir. Söndürilenden soň, otag temperaturasynda ýerleşdirilýär we GP zolaklarynyň üznüksiz emele gelmegi sebäpli garyndynyň gatylygy yzygiderli ýokarlanýar (III tapgyr). Otag temperaturasyndaky bu garrama prosesi tebigy garramak diýilýär.
Men - asyl ýagdaý;
II - berk çözgüt ýagdaýy;
III - tebigy garramak (GP zonasy);
IVa - 150 ~ 200 at derejesinde regressiýa bejergisi (GP zonasynda gaýtadan çözülýär);
IVb - emeli garramak (θ ”+ θ 'faza);
V - artykmaç (θ ”+ θ 'faza)
IV tapgyra garramak üçin garyndy 150 ° C-e çenli gyzdyrylýar we gatylaşma täsiri tebigy garramakdan has aýdyň bolýar. Bu döwürde ýagyş önümi, esasan, Al-Cu erginlerinde iň güýçlendiriji täsire eýe bolan θ ”fazasydyr. Garrylygyň temperaturasy hasam ýokarlansa, ýagyş fazasy θ” fazasyndan phase fazasyna geçýär, gatylaşma täsiri gowşaýar we gatylygy azalýar, V tapgyra girýär. Eger gatylyk garyndynyň garrandan soň ýetip biljek iň ýokary gatylyk derejesine ýetýän bolsa (ýagny, IVb basgançak), bu garramaga iň ýokary garramak diýilýär. Iň ýokary gatylyk bahasyna ýetilmese, garrylyk ýa-da doly däl emeli garrylyk diýilýär. Valueokarky bahasy kesilip, gatylygy peselse, oňa aşa garramak diýilýär. Durnuklaşdyrma garrylyk bejergisi hem aşa garramaga degişlidir. Tebigy garrylyk döwründe emele gelen GP zonasy gaty durnuksyz. Takmynan 200 ° C ýaly has ýokary temperaturada çalt gyzdyrylanda we gysga wagtlap ýyly saklananda, GP zonasy α gaty erginine erär. Transition ”ýa-da θ çökündi ýaly beýleki geçiş etaplaryndan öň çalt sowadylsa (söndürilse), garyndy öňki söndürilen ýagdaýyna dikeldilip bilner. Bu hadysa“ regressiýa ”diýilýär, bu şekiliň IVa tapgyrynda punktir çyzyk bilen görkezilen gatylyk damjasydyr.
Ageaşyň gatylaşmagy ýylylyk bilen bejerip bolýan alýumin erginlerini ösdürmek üçin esas bolup, onuň ýaşy berkitmek ukyby garyndy düzümi we ýylylygy bejermek ulgamy bilen gönüden-göni baglanyşyklydyr. Al-Si we Al-Mn ikilik erginleriniň ýagyş gatylaşdyryjy täsiri ýok, sebäbi deňagramlylyk fazasy garrylyk döwründe gönüden-göni çökýär we ýylylygy bejerip bolmaýan alýumin erginleri. Al-Mg erginleri GP zolaklaryny we geçiş fazalaryny emele getirip bilse-de, diňe ýokary magniý erginlerinde ýagyşyň gatylaşma ukyby bar. Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Si we Al-Zn-Mg-Cu erginleri, GP zolaklarynda we geçiş döwürlerinde güýçli ýagyş gatylaşdyryş ukybyna eýedir we häzirki wagtda ýylylygy bejerip we güýçlendirip boljak esasy garyndy ulgamlarydyr.
3.2 Tebigy garrylyk
Adatça, ýylylygy bejermek arkaly güýçlendirilip bilinýän alýumin erginleri söndürilenden soň tebigy garramaga täsir edýär. Tebigy garramagy güýçlendirmek GP zonasy sebäpli ýüze çykýar. Tebigy garramak Al-Cu we Al-Cu-Mg erginlerinde giňden ulanylýar. Al-Zn-Mg-Cu erginleriniň tebigy garramagy gaty uzaga çekýär we durnukly tapgyra ýetmek üçin köplenç birnäçe aý gerek bolýar, şonuň üçin tebigy garrylyk ulgamy ulanylmaýar.
Emeli garramak bilen deňeşdirilende, tebigy garrandan soň, erginiň hasyllylygy pes bolýar, ýöne plastikligi we berkligi has gowy, poslama garşylygy has ýokary. Al-Zn-Mg-Cu ulgamynyň aşa gaty alýumininiň ýagdaýy birneme üýtgeşik. Emeli garrandan soň poslama garşylyk, köplenç tebigy garrandan has gowudyr.
3.3 Emeli garramak
Emeli garry bejergiden soň, alýumin erginleri köplenç iň ýokary hasyllylygy (esasanam geçiş fazasyny güýçlendirmek) we has gowy guramaçylyk durnuklylygyny alyp biler. Örän gaty alýumin, galp alýumin we guýma alýumin esasan emeli taýdan garry. Garrylygyň temperaturasy we garramagyň wagty garyndy häsiýetlerine möhüm täsir edýär. Garrylygyň temperaturasy esasan 120 ~ 190 between aralygyndadyr we garrylyk wagty 24 sagatdan geçmeýär.
Bir basgançakly emeli garramakdan başga-da, alýumin erginleri derejeli emeli garrylyk ulgamyny hem kabul edip biler. Heatingagny, ýyladyş dürli temperaturalarda iki ýa-da has köp ýerine ýetirilýär. Mysal üçin, LC4 garyndysy 2 ~ 4h üçin 115 ~ 125 aged, soň bolsa 160 ~ 170 at 3 ~ 5h aralygynda bolup biler. Uallyuwaş-ýuwaşdan garramak diňe bir wagty gysgaltman, eýsem Al-Zn-Mg we Al-Zn-Mg-Cu erginleriniň mikrostrukturasyny hem gowulaşdyryp biler we mehaniki häsiýetleri azaltmazdan, stresiň poslama garşylygyny, ýadawlyk güýjüni we döwük berkligini ep-esli gowulaşdyryp biler.
Iş wagty: Mart-06-2025
