Como tratar termicamente a liga de alumínio?

Como aquecer liga de alumínio?

Além de algumas características comuns das ligas de alumínio, como alta relação força-peso e forte resistência à corrosão, o desempenho de diferentes ligas é bastante diferente, e o tratamento térmico também é uma ferramenta para ajustar seu desempenho.

O tratamento térmico refere-se ao controle da temperatura de parte ou de toda a liga e o tempo em uma determinada temperatura, alterando assim sua microestrutura e alterando as propriedades da liga.

Tratamento Térmico do Aço – Aquecendo o metal a temperaturas muito altas.

Mas o alumínio tem um ponto de fusão muito mais baixo e uma condutividade térmica mais alta, o que pode afetar significativamente como ele aquece.

A liga de alumínio pode ser tratada termicamente??

Algumas ligas específicas podem ser tratadas termicamente, nem todas as ligas de alumínio podem ser tratadas termicamente;

De um modo geral, tratamento térmico pode melhorar os parâmetros de desempenho de ligas de alumínio, tal como:

• 1. liga reforçada
• 2. Aumento da ductilidade
• 3. Dureza aumentada
• 4. Elimine o estresse interno
• 5. Melhorar sua resistência à corrosão
• 6. Condutividade

As ligas que podem ser reforçadas por tratamento térmico são chamadas de ligas tratáveis ​​termicamente., tal como:

• 2000 Series
• 4000 Series (algumas ligas)
• 6000 Series
• 7000 Series
• 8000 Series

O fator que determina se a liga pode ser tratada termicamente é a composição química da liga. Alguns elementos químicos apresentam maior solubilidade em alumínio em alta temperatura, e os átomos podem ser redistribuídos na liga para tornar a distribuição mais uniforme e melhorar o desempenho da liga.

No entanto, nossa liga tratável termicamente mais comum é 6061 liga.

Quais são os métodos de tratamento térmico da liga de alumínio?

Existem quatro métodos de tratamento térmico comumente usados ​​para ligas de alumínio;

1. anelamento

O recozimento é um processo usado para neutralizar alguns dos efeitos do trabalho a frio (sem aquecer o alumínio). Quando um material é trabalhado a frio, cria tensões internas que aumentam sua resistência e dureza. No entanto, isso vem à custa de alguma ductilidade e conformabilidade, um efeito chamado endurecimento do trabalho.

O encruamento é necessário para aumentar a resistência do produto. No entanto, se o produto for subseqüentemente submetido a processamento adicional de moldagem, a diminuição da conformabilidade pode levar à falha de processamento do produto.

O recozimento também alivia as tensões internas nas peças de alumínio fundido para evitar rachaduras futuras. O processo envolve o aquecimento da liga a uma temperatura específica, segurando-o por um determinado período de tempo, e, em seguida, esfriando-o lentamente de volta à temperatura ambiente.

2. Tratamento térmico de solução

O tratamento térmico de solução envolve um processo de aquecimento semelhante ao recozimento, mas em vez de resfriar gradualmente até a temperatura ambiente, o produto é temperado. A têmpera geralmente é feita em água e basicamente “congela” a microestrutura antes que os átomos se redistribuam.

Após têmpera, o alumínio é capaz de endurecer com a idade. A têmpera também fornece uma janela que permite prosseguir com outros processos de conformação.

O tratamento térmico da solução maximiza a concentração de endurecimento dos elementos de liga em solução sólida para que eles não precipitem antes que ocorra o envelhecimento.

A temperatura ideal para atingir essa solubilidade é apenas alguns graus abaixo da temperatura de fusão da liga. Devido à janela de temperatura muito estreita, fornos muito precisos devem ser usados ​​para alcançar e manter as condições exigidas.

3. Envelhecimento Natural e Artificial

Quando um produto é tratado termicamente por solução, o envelhecimento é um processo natural ou artificial. O processo de envelhecimento aumenta gradualmente a resistência e a dureza da liga para um nível mais alto do que o nível inicial.

Uma vez que o processo de envelhecimento começa, a microestrutura da liga gradualmente se fixa à medida que os elementos da solução sólida começam a precipitar e travar em suas posições finais.

O envelhecimento natural significa que a maior parte do endurecimento ocorre dentro 24 horas de tratamento, e pode levar de quatro a cinco dias para que o efeito completo ocorra. No entanto, algumas ligas não podem atingir a resistência máxima através do envelhecimento natural porque seus componentes de solução sólida não podem ser completamente precipitados.

Essas ligas requerem mais aquecimento para atingir a precipitação completa, um processo chamado envelhecimento artificial, também conhecido como endurecimento por precipitação. A liga é aquecida a uma temperatura específica e mantida por 6 para 24 Horas, então resfriado à temperatura ambiente. O resultado é uma liga com resistência e dureza aumentadas, mas ductilidade reduzida.

4. Homogeneização

O principal objetivo do processo final de tratamento térmico (homogeneização) é redistribuir os elementos de liga interna, a fim de obter uniformidade na composição química do produto. Isso é muito importante para castings, que solidificam em taxas diferentes ao longo de sua espessura, começando na borda do molde.

Nesse processo, elementos com pontos de fusão mais baixos, como alumínio puro, solidifique primeiro nas bordas externas, enquanto os elementos com pontos de fusão mais altos migram e se concentram em direção ao centro da parede de fundição.

Se nada for feito, algumas áreas do produto podem ser muito macias, enquanto outras áreas podem ser muito duras e quebradiças, tornando a falha mais provável. Para homogeneizar a liga de alumínio, a peça é aquecida a uma temperatura logo abaixo de seu ponto de fusão e depois resfriada lentamente.

A diferença entre homogeneização e recozimento é que a homogeneização é feita a uma temperatura mais alta. O recozimento recristaliza apenas através da migração do contorno de grão, enquanto a homogeneização também permite a migração de elementos de liga para alcançar a uniformidade da composição química em todo o produto.

Tratamento térmico e têmpera: eles estão relacionados?

Ao pesquisar ligas de alumínio, a condição de têmpera é geralmente incluída, e algumas designações de têmpera são marcadas de acordo com o tratamento térmico específico mencionado anteriormente. Aquilo é, as designações “O”, “W” e “T” respectivamente revelam se a liga foi recozida, solução tratada termicamente ou envelhecida.

O = recozido

W = solução tratada termicamente

T = velhice

Seus significados são diferentes, mas um tratamento de têmpera específico geralmente requer um processo de tratamento térmico específico;
Quando você estiver pronto para pedir ou usar uma liga de alumínio, é melhor lembrar o nome da têmpera e o efeito da têmpera nas propriedades da liga.

Resumir

Ao comprar liga de alumínio, não apenas para determinar o tipo de liga, o tipo de liga pode determinar o desempenho da liga é bom, mas diferentes estados de têmpera têm um impacto relativamente grande no desempenho;

Deixe-me dar um exemplo para ilustrar um problema. Ao comprar o estado temperado da liga A e B, verifica-se que o estado temperado da liga C e D também pode atender a todos os requisitos de desempenho físico e químico. pode ser melhorado em maior medida.

A adequação do tratamento térmico para o seu produto dependerá de sua aplicação final e do processo de fabricação que você escolher. Como o tratamento térmico incorre em custos adicionais de ferramentas, você deve avaliar cuidadosamente se é necessário em sua situação.