كيفية تسخين سبائك الألومنيوم؟

كيفية تسخين سبائك الألومنيوم?

بالإضافة إلى بعض الخصائص الشائعة لسبائك الألومنيوم, مثل نسبة القوة إلى الوزن العالية ومقاومة التآكل القوية, أداء السبائك المختلفة مختلف تماما, والمعالجة الحرارية هي أيضا أداة لضبط أدائها.

تشير المعالجة الحرارية إلى التحكم في درجة حرارة جزء أو كل السبيكة والوقت عند درجة حرارة معينة, وبالتالي تغيير البنية المجهرية وتغيير خصائص السبيكة.

المعالجة الحرارية للصلب - تسخين المعدن إلى درجات حرارة عالية جدا.

لكن الألومنيوم لديه نقطة انصهار أقل بكثير وموصلية حرارية أعلى, والتي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على كيفية ارتفاع درجة حرارتها.

يمكن معالجة سبائك الألومنيوم بالحرارة?

يمكن معالجة بعض السبائك المحددة بالحرارة, لا يمكن معالجة جميع سبائك الألومنيوم بالحرارة;

بشكل عام, يمكن للمعالجة الحرارية تحسين معايير أداء سبائك الألومنيوم, مثل:

• 1. سبيكة مقواة
• 2. زيادة ليونة
• 3. زيادة صلابة
• 4. القضاء على الإجهاد الداخلي
• 5. تحسين مقاومتها للتآكل
• 6. التوصيل

تسمى السبائك التي يمكن تقويتها بالمعالجة الحرارية سبائك قابلة للمعالجة بالحرارة, مثل:

• 2000 سلسلة
• 4000 سلسلة (بعض السبائك)
• 6000 سلسلة
• 7000 سلسلة
• 8000 سلسلة

العامل الذي يحدد ما إذا كان يمكن معالجة السبيكة بالحرارة هو التركيب الكيميائي للسبيكة. تظهر بعض العناصر الكيميائية قابلية ذوبان أعلى في الألومنيوم عند درجة حرارة عالية, ويمكن إعادة توزيع الذرات في السبيكة لجعل التوزيع أكثر اتساقا وتحسين أداء السبيكة.

ومع ذلك ، فإن السبائك الأكثر شيوعا القابلة للمعالجة بالحرارة هي 6061 سبيكة.

ما هي طرق المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم?

هناك أربع طرق شائعة الاستخدام للمعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم;

1. الصلب

التلدين هو عملية تستخدم لمواجهة بعض آثار العمل البارد (بدون تسخين الألومنيوم). عندما تعمل مادة باردة, يخلق ضغوطا داخلية تزيد من قوته وصلابته. لكن, يأتي هذا على حساب بعض الليونة والقابلية للتشكيل, تأثير يسمى تصلب العمل.

تصلب العمل ضروري لزيادة قوة المنتج. لكن, إذا تعرض المنتج لاحقا لمزيد من معالجة القولبة, قد يؤدي الانخفاض في قابلية التشكيل إلى فشل معالجة المنتج.

يخفف التلدين أيضا من الضغوط الداخلية في أجزاء الألمنيوم المصبوب لمنع التشققات المستقبلية. تتضمن العملية تسخين السبيكة إلى درجة حرارة معينة, الاحتفاظ بها لفترة معينة من الوقت, ثم تبريده ببطء مرة أخرى إلى درجة حرارة الغرفة.

2. المعالجة الحرارية للمحلول

تتضمن المعالجة الحرارية للمحلول عملية تسخين مشابهة للتلدين, ولكن بدلا من التبريد التدريجي إلى درجة حرارة الغرفة, يتم إخماد المنتج. عادة ما يتم التبريد في الماء و "يجمد" البنية المجهرية بشكل أساسي قبل إعادة توزيع الذرات.

بعد التبريد, الألومنيوم قادر على تصلب العمر. يوفر التبريد أيضا نافذة تسمح لك بمتابعة عمليات التشكيل الإضافية.

تزيد المعالجة الحرارية للمحلول من تركيز عناصر صناعة السبائك المتصلبة في المحلول الصلب بحيث لا تترسب قبل حدوث الشيخوخة.

درجة الحرارة المثالية لتحقيق هذه الذوبان هي بضع درجات فقط تحت درجة حرارة انصهار السبيكة. بسبب نافذة درجة الحرارة الضيقة جدا, يجب استخدام أفران دقيقة جدا لتحقيق الشروط المطلوبة والحفاظ عليها.

3. الشيخوخة الطبيعية والاصطناعية

عندما يتم معالجة المحلول بالحرارة, الشيخوخة هي عملية طبيعية أو اصطناعية. تزيد عملية الشيخوخة تدريجيا من قوة وصلابة السبيكة إلى مستوى أعلى من المستوى الأولي.

بمجرد أن تبدأ عملية الشيخوخة, يتم إصلاح البنية المجهرية للسبيكة تدريجيا عندما تبدأ عناصر المحلول الصلب في الترسيب والتثبيت في مواقعها النهائية.

الشيخوخة الطبيعية تعني أن معظم التصلب يحدث داخل 24 ساعات من العلاج, وقد يستغرق الأمر من أربعة إلى خمسة أيام حتى يحدث التأثير الكامل. لكن, لا يمكن لبعض السبائك تحقيق أقصى قدر من القوة من خلال الشيخوخة الطبيعية لأن مكونات محلولها الصلب لا يمكن ترسيبها بالكامل.

تتطلب هذه السبائك مزيدا من التسخين لتحقيق هطول الأمطار الكامل, عملية تسمى الشيخوخة الاصطناعية, يعرف أيضا باسم تصلب هطول الأمطار. يتم تسخين السبيكة عند درجة حرارة معينة ويتم الاحتفاظ بها لمدة 6 ل 24 ساعات, ثم تبرد إلى درجة حرارة الغرفة. والنتيجة هي سبيكة ذات قوة وصلابة متزايدة ولكن ليونة منخفضة.

4. التجانس

الهدف الرئيسي من عملية المعالجة الحرارية النهائية (التجانس) هو إعادة توزيع عناصر صناعة السبائك الداخلية من أجل تحقيق التوحيد في التركيب الكيميائي للمنتج. هذا مهم جدا للمسبوكات, التي تتصلب بمعدلات مختلفة في جميع أنحاء سمكها, بدءا من حافة القالب.

في هذه العملية, العناصر ذات نقاط الانصهار المنخفضة, مثل الألومنيوم النقي, تصلب أولا عند الحواف الخارجية, بينما تهاجر العناصر ذات نقاط الانصهار الأعلى وتركز نحو مركز جدار الصب.

إذا لم يتم فعل أي شيء, قد تكون بعض مناطق المنتج ناعمة جدا, في حين أن المناطق الأخرى قد تكون صعبة للغاية وهشة, جعل الفشل أكثر احتمالا. لتجانس سبائك الألومنيوم, يتم تسخين الجزء إلى درجة حرارة أقل بقليل من نقطة انصهاره ثم يتم تبريده ببطء.

الفرق بين التجانس والتلدين هو أن التجانس يتم عند درجة حرارة أعلى. يعاد التلدين بلورته فقط من خلال هجرة حدود الحبوب, بينما يسمح التجانس أيضا بترحيل عناصر صناعة السبائك لتحقيق توحيد التركيب الكيميائي في جميع أنحاء المنتج.

المعالجة الحرارية وتلطيف: هل هم مرتبطون?

عند البحث عن سبائك الألومنيوم, يتم تضمين حالة المزاج بشكل عام, ويتم تمييز بعض تسميات المزاج وفقا للمعالجة الحرارية المحددة المذكورة سابقا. إنه, التسميات "O", يكشف "W" و "T" على التوالي عما إذا كانت السبيكة قد تم تلدينها, محلول المعالجة حراريا أو المسنين.

O = صلب

W = محلول معالج حراريا

T = الشيخوخة

معانيها مختلفة, لكن معالجة التقسية المحددة تتطلب عادة عملية معالجة حرارية محددة;
عندما تكون مستعدا لطلب أو استخدام سبائك الألومنيوم, من الأفضل أن تتذكر اسم التقسية وتأثير التقسية على خصائص السبيكة.

لَخَّصَ

عند شراء سبائك الألومنيوم, ليس فقط لتحديد نوع سبيكة, نوع سبيكة يمكن تحديد أداء سبيكة جيدة, لكن حالات التقسية المختلفة لها تأثير كبير نسبيا على الأداء;

دعني أعطيك مثالا لتوضيح مشكلة. عند شراء الحالة المخففة للسبائك A و B, وجد أن الحالة المخففة للسبائك C و D يمكن أن تلبي أيضا جميع متطلبات الأداء الفيزيائية والكيميائية. يمكن تحسينها إلى حد كبير.

تعتمد ملاءمة المعالجة الحرارية لمنتجك على تطبيقه النهائي وعملية التصنيع التي تختارها. نظرا لأن المعالجة الحرارية تتكبد تكاليف أدوات إضافية, يجب عليك تقييم ما إذا كان ذلك ضروريا في وضعك بعناية.