تأثیر عناصر آلیاژ در پیری مصنوعی آلومینیوم چیست؟

من به عنوان تأمین کننده محصولات آلومینیومی با سن مصنوعی ، دست اول شاهد تأثیر عمیقی هستم که عناصر آلیاژ در روند پیری مصنوعی آلومینیوم دارند. پیری مصنوعی ، همچنین به عنوان سخت شدن بارش شناخته می شود ، یک فرآیند عملیات حرارتی است که برای تقویت قدرت و سختی آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود. با کنترل دقیق عناصر آلیاژ و پارامترهای پیری ، می توانیم خواص آلومینیوم را متناسب کنیم تا الزامات خاص برنامه های مختلف را برآورده کنیم.

اصول پیری مصنوعی در آلومینیوم

قبل از تأثیر عناصر آلیاژ ، درک اصول اساسی پیری مصنوعی در آلومینیوم ضروری است. آلیاژهای آلومینیوم به طور معمول حاوی مقادیر کمی از عناصر آلیاژ مانند مس ، منیزیم ، سیلیکون و روی هستند. این عناصر در طی فرآیند پیری ، در ماتریس آلومینیوم رسوب می کنند ، که مانع از حرکت جابجایی ها می شود و از این طریق قدرت و سختی مواد را افزایش می دهد.

فرایند پیری مصنوعی به طور کلی از سه مرحله اصلی تشکیل شده است: درمان راه حل ، خاموش کردن و پیری. در طول درمان محلول ، آلیاژ آلومینیوم به دمای بالا گرم می شود تا عناصر آلیاژ در یک محلول جامد تک فاز حل شود. این کار با خاموش شدن سریع به دمای اتاق برای به دام انداختن عناصر آلیاژ در یک محلول جامد اشباع نشده انجام می شود. سرانجام ، آلیاژ خاموش شده در دمای پایین تر است تا بارش ذرات ریز باعث تقویت مواد شود.

تأثیر عناصر آلیاژ مشترک

مس (مس)

مس یکی از مهمترین عناصر آلیاژ در آلیاژهای آلومینیوم است. این امر به طور قابل توجهی قدرت و سختی آلومینیوم را از طریق تشکیل رسوبات غنی از مس ، مانند $ \ theta $ -phase ($ al_2cu $) افزایش می دهد. در طول پیری مصنوعی ، اتمهای مس پراکنده و با اتم های آلومینیومی ترکیب می شوند تا این رسوبات تشکیل شوند ، که به عنوان موانعی برای جابجایی حرکت می کنند.

آلیاژها با محتوای مس بالا ، مانند سری 2xxx [به عنوان مثال ، 2024 - آلیاژ که اغلب در برنامه های هوافضا به دلیل نسبت به وزن بالا - به وزن خود استفاده می شود ، سن بسیار خوبی را نشان می دهد. با این حال ، مس همچنین می تواند مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای آلومینیوم ، به ویژه در محیط های حاوی یونهای کلرید را کاهش دهد. بنابراین ، ممکن است در هنگام استفاده از مس - حاوی آلیاژهای آلومینیومی ، درمان سطح مناسب یا افزودن عناصر دیگر برای محافظت در برابر خوردگی مورد نیاز باشد. برای اطلاعات بیشتر در مورد پردازش آلیاژهای آلومینیوم با قدرت بالا ، می توانید بازدید کنیدپردازش آلیاژ آلومینیومبشر

منیزیم (میلی گرم)

منیزیم یکی دیگر از عناصر اصلی آلیاژ در آلومینیوم است. این منیزیم را تشکیل می دهد-رسوبات غنی ، مانند $ \ بتا $ -phase ($ mg_2al_3 $) یا $ \ beta '$. منیزیم با تقویت محلول جامد و سخت شدن بارش ، قدرت آلیاژهای آلومینیوم را تقویت می کند. هنگامی که با سیلیکون ترکیب می شود ، منیزیم سیلیدیک منیزیم ($ mg_2si $) را تشکیل می دهد ، که این امر به افزایش سن کمک می کند.

آلیاژهای موجود در سری 6xxx ، که به طور معمول حاوی منیزیم و سیلیکون هستند ، به دلیل شکل گیری خوب ، قابلیت جوشکاری و قدرت متوسط ​​شناخته شده اند. این آلیاژها به طور گسترده در کاربردهای خودرو و معماری مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این منیزیم همچنین مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای آلومینیوم در برخی از محیط ها را بهبود می بخشد و آنها را برای استفاده در فضای باز مناسب می کند.

سیلیکون (SI)

سیلیکون به آلیاژهای آلومینیوم در درجه اول برای بهبود سیالیت در حین ریخته گری و تقویت مقاومت در برابر سایش اضافه می شود. در ترکیب با منیزیم ، سیلیکون رسوبات $ mg_2si $ را تشکیل می دهد ، که مسئولیت سن را بر عهده دارند - سخت شدن در آلیاژهای سری 6xxx.

سیلیکون همچنین دارای هزینه نسبتاً کم و سازگاری خوبی با آلومینیوم است و آن را به یک عنصر آلیاژ محبوب تبدیل می کند. این می تواند با کاهش تمایل به تشکیل لبه ساخته شده در هنگام ماشینکاری ، قابلیت تغییر آلیاژهای آلومینیوم را بهبود بخشد. با این حال ، محتوای بیش از حد سیلیکون می تواند به تشکیل ذرات بزرگ و شکننده سیلیکون منجر شود ، که ممکن است باعث کاهش انعطاف پذیری آلیاژ شود.

روی (روی)

روی معمولاً در ترکیب با منیزیم در سری 7xxx آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود. این آلیاژها از استحکام بسیار بالایی برخوردار هستند و اغلب در برنامه های کاربردی بالا مانند تجهیزات نظامی و تجهیزات ورزشی بالا استفاده می شوند. افزودن روی و منیزیم منجر به تشکیل رسوبات MGZN_2 $ در طول پیری مصنوعی می شود که این امر به اثر سختگیرانه سن کمک می کند.

آلیاژهای مانند 7075 به دلیل قدرت بالا شناخته شده اند ، اما برای دستیابی به خصوصیات مورد نظر نیز به عملیات حرارتی دقیق نیاز دارند. پیری نادرست می تواند منجر به پیری بیش از حد شود ، جایی که رسوب درشت و قدرت آلیاژ کاهش می یابد. آلیاژهای سری 7XXX همچنین به دلیل مقاومت در برابر خوردگی نسبتاً ضعیف در مقایسه با برخی دیگر از آلیاژهای آلومینیوم ، به محافظت در برابر خوردگی مناسب نیاز دارند.

منگنز (MN)

منگنز اغلب به مقدار کمی به آلیاژهای آلومینیوم اضافه می شود. این ترکیبات بین فلزی با آلومینیوم و عناصر دیگر مانند $ al_6mn $ تشکیل می شود. منگنز می تواند ساختار دانه آلیاژ را اصلاح کند ، که باعث بهبود قدرت ، مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی می شود. همچنین به کنترل فرآیند تبلور مجدد در حین عملیات حرارتی کمک می کند و در نتیجه ریزساختار یکنواخت تر به وجود می آید.

منگنز معمولاً در سری 3xxx آلیاژهای آلومینیومی مورد استفاده قرار می گیرد که به دلیل شکل گیری خوب و قدرت متوسط ​​آنها شناخته شده است. این آلیاژها اغلب در برنامه هایی مانند قوطی های نوشیدنی و پانل های معماری استفاده می شوند.

تعامل چند عنصر آلیاژ

در برنامه های واقعی جهانی ، آلیاژهای آلومینیوم معمولاً حاوی چندین عنصر آلیاژ هستند. تعامل بین این عناصر می تواند تأثیرات پیچیده ای در روند پیری مصنوعی داشته باشد. به عنوان مثال ، وجود مس می تواند بارش $ mgzn_2 $ را در آلیاژهای سری 7xxx افزایش دهد و منجر به قدرت حتی بالاتر شود.

از طرف دیگر ، برخی از عناصر ممکن است تعامل منفی داشته باشند. به عنوان مثال ، آهن (آهن) ، که اغلب به عنوان ناخالصی در آلیاژهای آلومینیوم وجود دارد ، می تواند ترکیبات بین فلزی بزرگ و شکننده با عناصر دیگر را تشکیل دهد. این ترکیبات می توانند انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ را کاهش دهند و همچنین ممکن است در فرآیند سخت شدن بارش تداخل داشته باشند.

خواص خیاطی برای برنامه های خاص

ما به عنوان تأمین کننده آلومینیوم با سن مصنوعی ، اهمیت خیاطی ترکیب آلیاژ و روند پیری را برای تأمین نیازهای خاص مشتریان خود درک می کنیم. برنامه های مختلف به ترکیب های مختلفی از استحکام ، سختی ، مقاومت در برابر خوردگی و سایر خصوصیات نیاز دارند.

برای کاربردهای هوافضا ، که در آن قدرت بالا و وزن کم بسیار مهم است ، ممکن است آلیاژها با محتوای مس یا روی بالا مانند 2024 یا 7075 را توصیه کنیم و روند پیری را با دقت کنترل کنید تا به تعادل بهینه خواص برسد. در مقابل ، برای کاربردهای معماری ، جایی که مقاومت در برابر خوردگی و شکل گیری از اهمیت بیشتری برخوردار است ، آلیاژهای سری 3xxx یا 6xxx ممکن است مناسب تر باشند.

کنترل کیفیت در پیری مصنوعی

برای اطمینان از کیفیت مداوم محصولات آلومینیومی مصنوعی ما ، اقدامات دقیق کنترل کیفیت را اجرا می کنیم. این شامل کنترل دقیق ترکیب آلیاژ ، نظارت دقیق پارامترهای عملیات حرارتی (دما ، زمان و غیره) و آزمایش کامل محصولات نهایی است.

ما برای تجزیه و تحلیل ریزساختار و رفتار بارش آلیاژها از تکنیک های تحلیلی پیشرفته مانند میکروسکوپ الکترونی و پراش پرتوی استفاده می کنیم. این تکنیک ها به ما امکان می دهد تا حضور و اندازه رسوبات را که مستقیماً با خصوصیات مکانیکی مواد مرتبط هستند ، تأیید کنیم.

تماس با شما برای تهیه

اگر به محصولات آلومینیومی مصنوعی ما علاقه مند هستید یا نیازهای خاصی برای پروژه خود دارید ، ما بیش از این خوشحالیم که در مورد نیازهای شما بحث کنیم. تیم متخصصان ما می توانند اطلاعات مفصلی در مورد انتخاب آلیاژ ، فرآیند تصفیه حرارتی و خواص مورد انتظار محصولات در اختیار شما قرار دهند. ما متعهد به ارائه محصولات آلومینیومی با کیفیت بالا هستیم که مشخصات دقیق شما را برآورده می کنند.

منابع

• دیویس ، جونیور (ویرایش). (2001). آلیاژهای آلومینیوم و آلومینیوم. ASM International.
• هاچ ، جی (ویرایش). (1984). آلومینیوم: خواص و متالورژی فیزیکی. انجمن فلزات آمریکا.
• کمیته کتاب ASM. (2000). کتاب راهنمای ASM جلد 4: درمان گرما. ASM International.