Як термічно обробити алюмінієвий сплав?

Як термічно обробляти алюмінієвий сплав?

Крім деяких загальних характеристик алюмінієвих сплавів, такі як високе співвідношення міцності до ваги та висока стійкість до корозії, характеристики різних сплавів досить різні, і термічна обробка також є інструментом для регулювання його продуктивності.

Термічна обробка стосується контролю температури частини або всього сплаву та часу при певній температурі, тим самим змінюючи його мікроструктуру і змінюючи властивості сплаву.

Термічна обробка сталі – нагрівання металу до дуже високих температур.

Але алюміній має набагато нижчу температуру плавлення і вищу теплопровідність, що може значно вплинути на те, як він нагрівається.

Чи можна термічно обробити алюмінієвий сплав?

Деякі специфічні сплави піддаються термічній обробці, не всі алюмінієві сплави піддаються термічній обробці;

Вцілому, термічна обробка дозволяє поліпшити експлуатаційні параметри алюмінієвих сплавів, як от:

• 1. Армований сплав
• 2. Підвищена пластичність
• 3. Підвищена твердість
• 4. Усунути внутрішню напругу
• 5. Підвищити його стійкість до корозії
• 6. провідність

Сплави, які можна зміцнити термічною обробкою, називають термообробними сплавами, як от:

• 2000 серії
• 4000 серії (деякі сплави)
• 6000 серії
• 7000 серії
• 8000 серії

Фактором, який визначає, чи можна сплав піддавати термічній обробці, є хімічний склад сплаву. Деякі хімічні елементи виявляють більшу розчинність в алюмінії при високій температурі, і атоми можуть бути перерозподілені в сплаві, щоб зробити розподіл більш рівномірним і покращити продуктивність сплаву.

Однак наш найпоширеніший сплав, що піддається термічній обробці 6061 сплав.

Назвіть методи термічної обробки алюмінієвих сплавів?

Існує чотири широко використовувані методи термічної обробки алюмінієвих сплавів;

1. Відпал

Відпал — це процес, який використовується для протидії деяким ефектам холодної обробки (без нагрівання алюмінію). Під час холодної обробки матеріалу, він створює внутрішні напруги, що підвищують його міцність і твердість. Проте, це відбувається за рахунок деякої пластичності та пластичності, ефект, який називається загартовуванням.

Загартування необхідне для підвищення міцності виробу. Проте, якщо виріб згодом піддається подальшій формувальній обробці, зниження здатності до формування може призвести до несправності продукту при обробці.

Відпал також знімає внутрішні напруги в литих алюмінієвих деталях, щоб запобігти майбутнім тріщинам. Процес передбачає нагрівання сплаву до певної температури, утримуючи його протягом певного часу, а потім повільно охолодіть його до кімнатної температури.

2. Термічна обробка розчину

Термічна обробка розчину включає процес нагрівання, подібний до відпалу, але замість поступового охолодження до кімнатної температури, продукт гаситься. Загартування зазвичай виконується у воді і, по суті, «заморожує» мікроструктуру перед перерозподілом атомів.

Після гасіння, алюміній здатний старіти. Загартування також надає вікно, яке дозволяє продовжити подальші процеси формування.

Термічна обробка розчину максимізує концентрацію зміцнюючих легуючих елементів у твердому розчині, щоб вони не випадали в осад до початку старіння.

Ідеальна температура для досягнення такої розчинності лише на кілька градусів нижче температури плавлення сплаву. Через дуже вузьке температурне вікно, Для досягнення та підтримки необхідних умов необхідно використовувати дуже точні печі.

3. Природне та штучне старіння

Коли продукт піддається термічній обробці, старіння є природним або штучним процесом. Процес старіння поступово підвищує міцність і твердість сплаву до вищого рівня, ніж початковий рівень.

Як тільки починається процес старіння, мікроструктура сплаву поступово фіксується, оскільки елементи твердого розчину починають випадати в осад і фіксуватися на своїх кінцевих позиціях.

Природне старіння означає, що більша частина твердіння відбувається всередині 24 годин лікування, і для повного ефекту може знадобитися чотири-п’ять днів. Проте, деякі сплави не можуть досягти максимальної міцності через природне старіння, тому що їхні компоненти твердого розчину не можуть бути повністю осаджені.

Ці сплави потребують подальшого нагрівання для досягнення повного осадження, процес називається штучним старінням, також відомий як дисперсійне зміцнення. Сплав нагрівають до певної температури і витримують 6 до 24 години, потім охолоджують до кімнатної температури. В результаті виходить сплав з підвищеною міцністю і твердістю, але зниженою пластичністю.

4. Гомогенізація

Основна мета процесу кінцевої термічної обробки (гомогенізація) полягає в перерозподілі внутрішніх легуючих елементів з метою досягнення однорідності хімічного складу виробу. Це дуже важливо для відливок, які твердіють з різною швидкістю по всій товщині, починаючи з краю форми.

У цьому процесі, елементи з нижчою температурою плавлення, наприклад, чистий алюміній, спочатку затвердіти на зовнішніх краях, в той час як елементи з більш високою температурою плавлення мігрують і концентруються до центру стінки виливка.

Якщо нічого не робити, деякі ділянки виробу можуть бути занадто м’якими, тоді як інші ділянки можуть бути занадто твердими та крихкими, підвищення ймовірності невдачі. Для гомогенізації алюмінієвого сплаву, деталь нагрівають до температури трохи нижче точки плавлення, а потім повільно охолоджують.

Різниця між гомогенізацією та відпалом полягає в тому, що гомогенізація здійснюється при вищій температурі. Під час відпалу відбувається рекристалізація лише через міграцію меж зерен, тоді як гомогенізація також дозволяє мігрувати легуючим елементам для досягнення однорідності хімічного складу в усьому продукті.

Термічна обробка і гартування: вони пов'язані?

При пошуку алюмінієвих сплавів, умова характеру, як правило, включено, а деякі позначення температури позначені відповідно до конкретної термічної обробки, згаданої раніше. Тобто, позначення «О», «W» і «T» відповідно показують, чи був сплав відпалений, розчин термічно оброблений або витриманий.

O = відпалений

W = термічно оброблений розчин

Т = старість

Їх значення різні, але конкретна обробка відпуску зазвичай вимагає певного процесу термічної обробки;
Коли ви будете готові, замовте або використовуйте алюмінієвий сплав, найкраще запам'ятати його назву відпуску та вплив відпуску на властивості сплаву.

Підведіть підсумки

При покупці алюмінієвого сплаву, не тільки для визначення типу сплаву, тип сплаву може визначити хороші характеристики сплаву, але різні стани відпустки мають відносно великий вплив на продуктивність;

Дозвольте навести вам приклад, щоб проілюструвати проблему. При покупці загартованого стану сплаву А і Б, виявлено, що відпущений стан сплаву C і D також може відповідати всім фізичним і хімічним вимогам. можна покращити більшою мірою.

Придатність термічної обробки для вашого продукту залежатиме від його кінцевого застосування та обраного вами процесу виробництва. Оскільки термічна обробка вимагає додаткових витрат на інструменти, вам слід ретельно оцінити, чи потрібно це у вашій ситуації.