Kako toplotno obdelati aluminijevo zlitino？

How to heat treat aluminum alloy?

In addition to some common characteristics of aluminum alloys, such as high strength-to-weight ratio and strong corrosion resistance, the performance of different alloys is quite different, and heat treatment is also a tool to adjust its performance.

Toplotna obdelava se nanaša na nadzor temperature dela ali celotne zlitine in časa pri določeni temperaturi, s tem spremeni svojo mikrostrukturo in spremeni lastnosti zlitine.

Heat Treatment of Steel – Heating the metal to very high temperatures.

But aluminum has a much lower melting point and a higher thermal conductivity, which can significantly affect how it heats up.

Toplotna obdelava aluminijeve zlitine

Can aluminum alloy be heat treated?

Some specific alloys can be heat treated, not all aluminum alloys can be heat treated;

Na splošno, heat treatment can improve the performance parameters of aluminum alloys, kot npr:

• 1. Reinforced alloy
• 2. Increased ductility
• 3. Increased hardness
• 4. Eliminate internal stress
• 5. Improve its corrosion resistance
• 6. Prevodnost

Alloys that can be strengthened by heat treatment are called heat treatable alloys, kot npr:

• 2000 serije
• 4000 serije (some alloys)
• 6000 serije
• 7000 serije
• 8000 serije

The factor that determines whether the alloy can be heat treated is the chemical composition of the alloy. Some chemical elements show higher solubility in aluminum at high temperature, in atome je mogoče prerazporediti v zlitini, da postane bolj enakomerna porazdelitev in izboljša učinkovitost zlitine.

Vendar je naša najpogostejša toplotno obdelana zlitina 6061 zlitina.

What are the heat treatment methods of aluminum alloy?

Obstajajo štiri pogosto uporabljene metode toplotne obdelave aluminijevih zlitin;

1. Žarjenje

Žarjenje je postopek, ki se uporablja za preprečevanje nekaterih učinkov hladne obdelave (brez segrevanja aluminija). Ko je material hladno obdelan, ustvarja notranje napetosti, ki povečujejo njegovo trdnost in trdoto. Vendar, to pride na račun določene duktilnosti in oblikovanja, učinek, imenovan delovno utrjevanje.

Utrjevanje je potrebno za povečanje trdnosti izdelka. Vendar, če je izdelek naknadno podvržen nadaljnji obdelavi z oblikovanjem, zmanjšanje sposobnosti oblikovanja lahko povzroči napako pri obdelavi izdelka.

Žarjenje tudi razbremeni notranje napetosti v delih iz litega aluminija, da prepreči prihodnje razpoke. Postopek vključuje segrevanje zlitine na določeno temperaturo, zadržite določen čas, in ga nato počasi ohladite nazaj na sobno temperaturo.

2. Solution heat treatment

Toplotna obdelava raztopine vključuje postopek segrevanja, podoben žarjenju, ampak namesto postopnega ohlajanja na sobno temperaturo, izdelek se pogasi. Kaljenje običajno poteka v vodi in v bistvu "zamrzne" mikrostrukturo, preden se atomi prerazporedijo.

Po gašenju, aluminij je sposoben staranja. Kaljenje ponuja tudi okno, ki vam omogoča, da nadaljujete z nadaljnjimi postopki oblikovanja.

Toplotna obdelava raztopine maksimira koncentracijo legirnih elementov za utrjevanje v trdni raztopini, tako da se ne izločijo, preden pride do staranja.

Idealna temperatura za doseganje te topnosti je le nekaj stopinj pod temperaturo taljenja zlitine. Zaradi zelo ozkega temperaturnega okna, za doseganje in vzdrževanje zahtevanih pogojev je treba uporabiti zelo natančne peči.

3. Natural and Artificial Aging

Ko je izdelek toplotno obdelan v raztopini, staranje je naraven ali umeten proces. Proces staranja postopoma poveča trdnost in trdoto zlitine na višjo raven od začetne ravni.

Ko se začne proces staranja, mikrostruktura zlitine se postopoma utrjuje, ko se elementi trdne raztopine začnejo obarjati in zaskočiti v svojih končnih položajih.

Naravno staranje pomeni, da večina utrjevanja poteka znotraj 24 ure zdravljenja, in lahko traja štiri do pet dni, da pride do popolnega učinka. Vendar, nekatere zlitine ne morejo doseči največje trdnosti z naravnim staranjem, ker njihovih komponent trdne raztopine ni mogoče popolnoma oboriti.

Te zlitine zahtevajo nadaljnje segrevanje, da dosežemo popolno obarjanje, proces, imenovan umetno staranje, znan tudi kot precipitacijsko utrjevanje. Zlitino se segreje na določeno temperaturo in drži 6 do 24 ure, nato ohladimo na sobno temperaturo. Rezultat je zlitina s povečano trdnostjo in trdoto, vendar zmanjšano duktilnostjo.

4. Homogenizacija

Glavni cilj postopka končne toplotne obdelave (homogenizacija) je prerazporeditev notranjih legirnih elementov, da se doseže enotnost v kemični sestavi izdelka. This is very important for castings, which solidify at different rates throughout their thickness, starting at the edge of the mold.

V tem procesu, elements with lower melting points, such as pure aluminum, solidify first at the outer edges, while elements with higher melting points migrate and concentrate toward the center of the casting wall.

If nothing is done, some areas of the product may be too soft, while other areas may be too hard and brittle, making failure more likely. To homogenize the aluminum alloy, the part is heated to a temperature just below its melting point and then cooled slowly.

The difference between homogenization and annealing is that homogenization is done at a higher temperature. Annealing only recrystallizes through grain boundary migration, medtem ko homogenizacija omogoča tudi migracijo legirnih elementov, da se doseže enakomernost kemične sestave v celotnem izdelku.

Skladišče aluminijevih zlitin

Heat treatment and tempering: are they related?

Pri iskanju aluminijevih zlitin, stanje temperamenta je na splošno vključeno, in nekatere oznake za temperacijo so označene glede na prej omenjeno specifično toplotno obdelavo. To je, oznake "O", »W« oziroma »T« razkrivata, ali je bila zlitina žarjena, raztopina toplotno obdelana ali starana.

O = žarjeno

W = toplotno obdelana raztopina

T = starost

Njihovi pomeni so različni, vendar posebna obdelava popuščanja običajno zahteva poseben postopek toplotne obdelave;
Ko ste pripravljeni, naročite ali uporabite aluminijevo zlitino, it is best to remember its tempering name and the effect of tempering on the properties of the alloy.

Povzemite

When purchasing aluminum alloy, not only to determine the alloy type, the alloy type can determine the performance of the alloy is good, but different tempering states have a relatively large impact on performance;

Let me give you an example to illustrate a problem. When purchasing the tempered state of alloy A and B, it is found that the tempered state of alloy C and D can also meet all the physical and chemical performance requirements. can be improved to a greater extent.

The suitability of heat treatment for your product will depend on its end application and the manufacturing process you choose. Since heat treatment incurs additional tooling costs, skrbno ocenite, ali je to v vaši situaciji potrebno.