Jak tepelně zpracovat hliníkovou slitinu?

Jak tepelně zpracovat hliníkovou slitinu?

Kromě některých společných vlastností hliníkových slitin, jako je vysoký poměr pevnosti k hmotnosti a silná odolnost proti korozi, výkon různých slitin je zcela odlišný, a tepelné zpracování je také nástrojem k úpravě jeho výkonu.

Tepelné zpracování se týká řízení teploty části nebo celé slitiny a času při určité teplotě, tím se mění její mikrostruktura a mění se vlastnosti slitiny.

Tepelné zpracování oceli – Zahřívání kovu na velmi vysoké teploty.

Ale hliník má mnohem nižší bod tání a vyšší tepelnou vodivost, což může výrazně ovlivnit to, jak se zahřívá.

Může být hliníková slitina tepelně zpracována?

Některé specifické slitiny mohou být tepelně zpracovány, ne všechny hliníkové slitiny lze tepelně zpracovat;

Obecně řečeno, tepelné zpracování může zlepšit výkonnostní parametry hliníkových slitin, jako:

• 1. Vyztužená slitina
• 2. Zvýšená tažnost
• 3. Zvýšená tvrdost
• 4. Odstraňte vnitřní stres
• 5. Zlepšete jeho odolnost proti korozi
• 6. Vodivost

Slitiny, které lze zpevnit tepelným zpracováním, se nazývají tepelně zpracovatelné slitiny, jako:

• 2000 série
• 4000 série (některé slitiny)
• 6000 série
• 7000 série
• 8000 série

Faktor, který určuje, zda lze slitinu tepelně zpracovat, je chemické složení slitiny. Některé chemické prvky vykazují vyšší rozpustnost v hliníku při vysoké teplotě, a atomy mohou být redistribuovány ve slitině, aby byla distribuce rovnoměrnější a zlepšila se výkonnost slitiny.

Nicméně naše nejběžnější tepelně zpracovatelná slitina je 6061 slitina.

Jaké jsou způsoby tepelného zpracování slitiny hliníku?

Existují čtyři běžně používané metody tepelného zpracování hliníkových slitin;

1. Žíhání

Žíhání je proces používaný k potlačení některých účinků tváření za studena (bez zahřívání hliníku). Když je materiál opracován za studena, vytváří vnitřní pnutí, která zvyšují jeho pevnost a tvrdost. nicméně, to přichází na úkor určité tažnosti a tvárnosti, efekt zvaný pracovní zpevnění.

Pro zvýšení pevnosti výrobku je nutné pracovní zpevnění. nicméně, pokud je produkt následně podroben dalšímu tvarování, snížení tvárnosti může vést k selhání zpracování produktu.

Žíhání také uvolňuje vnitřní pnutí v hliníkových odlitcích, aby se zabránilo budoucím trhlinám. Proces zahrnuje zahřívání slitiny na určitou teplotu, držet jej po určitou dobu, a poté pomalu ochlazujte zpět na pokojovou teplotu.

2. Roztokové tepelné zpracování

Roztokové tepelné zpracování zahrnuje proces ohřevu podobný žíhání, ale místo postupného ochlazování na pokojovou teplotu, produkt se zchladí. Kalení se obvykle provádí ve vodě a v podstatě „zmrazí“ mikrostrukturu předtím, než se atomy znovu rozdělí.

Po zhasnutí, hliník je schopen vytvrzení stárnutím. Kalení také poskytuje okno, které umožňuje pokračovat v dalších tvářecích procesech.

Roztokové tepelné zpracování maximalizuje koncentraci vytvrzovaných legujících prvků v tuhém roztoku, takže se nevysrážejí před stárnutím.

Ideální teplota pro dosažení této rozpustnosti je pouze několik stupňů pod teplotou tavení slitiny. Kvůli velmi úzkému teplotnímu oknu, pro dosažení a udržení požadovaných podmínek je nutné používat velmi přesné pece.

3. Přirozené a umělé stárnutí

Když je produkt tepelně zpracován roztokem, stárnutí je přirozený nebo umělý proces. Proces stárnutí postupně zvyšuje pevnost a tvrdost slitiny na vyšší úroveň, než je počáteční úroveň.

Jakmile začne proces stárnutí, mikrostruktura slitiny se postupně upevňuje, jak se prvky tuhého roztoku začnou srážet a uzavírat do svých konečných poloh.

Přirozené stárnutí znamená, že většina tvrdnutí probíhá uvnitř 24 hodiny léčení, a může trvat čtyři až pět dní, než dojde k plnému účinku. nicméně, některé slitiny nemohou dosáhnout maximální pevnosti přirozeným stárnutím, protože jejich pevné složky roztoku nelze zcela vysrážet.

Tyto slitiny vyžadují další zahřívání k dosažení úplného vysrážení, proces zvaný umělé stárnutí, známé také jako precipitační vytvrzování. Slitina se zahřívá na určitou teplotu a udržuje se po dobu 6 na 24 hodin, poté se ochladí na teplotu místnosti. Výsledkem je slitina se zvýšenou pevností a tvrdostí, ale sníženou tažností.

4. Homogenizace

Hlavním cílem procesu konečného tepelného zpracování (homogenizace) je redistribuce vnitřních legujících prvků za účelem dosažení jednotnosti v chemickém složení produktu. To je u odlitků velmi důležité, které tuhnou různou rychlostí v celé své tloušťce, počínaje okrajem formy.

V tomto procesu, prvky s nižšími teplotami tání, jako je čistý hliník, nejprve ztuhnout na vnějších okrajích, zatímco prvky s vyššími teplotami tání migrují a koncentrují se směrem ke středu licí stěny.

Pokud se nic neudělá, některé oblasti produktu mohou být příliš měkké, zatímco jiné oblasti mohou být příliš tvrdé a křehké, zvyšuje pravděpodobnost selhání. K homogenizaci hliníkové slitiny, díl se zahřeje na teplotu těsně pod bodem tání a poté se pomalu ochladí.

Rozdíl mezi homogenizací a žíháním je ten, že homogenizace se provádí při vyšší teplotě. Žíhání pouze rekrystalizuje migrací hranic zrn, zatímco homogenizace také umožňuje migraci legujících prvků pro dosažení stejnoměrnosti chemického složení v celém produktu.

Tepelné zpracování a temperování: jsou příbuzné?

Při hledání hliníkových slitin, teplotní podmínka je obecně zahrnuta, a některá označení temperování jsou označena podle výše uvedeného specifického tepelného zpracování. To znamená, označení "O", „W“ a „T“ uvádějí, zda byla slitina žíhána, roztokem tepelně zpracovány nebo stárnuty.

O = žíhaný

W = roztoková tepelná úprava

T = stáří

Jejich významy jsou různé, ale specifické temperování obvykle vyžaduje specifický proces tepelného zpracování;
Když jste připraveni objednat nebo použít hliníkovou slitinu, nejlepší je zapamatovat si její název popouštění a vliv popouštění na vlastnosti slitiny.

Shrnout

Při nákupu hliníkové slitiny, nejen k určení typu slitiny, typ slitiny může určit, že výkon slitiny je dobrý, ale různé stavy temperování mají relativně velký vliv na výkon;

Dovolte mi uvést příklad pro ilustraci problému. Při nákupu zušlechtěného stavu slitiny A a B, bylo zjištěno, že popuštěný stav slitiny C a D může také splňovat všechny požadavky na fyzikální a chemické vlastnosti. lze zlepšit ve větší míře.

Vhodnost tepelného zpracování pro váš produkt bude záviset na jeho konečné aplikaci a na zvoleném výrobním procesu. Protože tepelné zpracování vyžaduje dodatečné náklady na nástroje, měli byste pečlivě zvážit, zda je to ve vaší situaci nutné.