อะไรคืออิทธิพลขององค์ประกอบการผสมที่มีต่ออายุเทียมของอลูมิเนียม?

ในฐานะซัพพลายเออร์ของผลิตภัณฑ์อลูมิเนียมที่มีอายุมากขึ้นฉันได้เห็นผลกระทบที่ลึกซึ้งที่องค์ประกอบการผสมมีต่อกระบวนการชราภาพของอลูมิเนียม อายุเทียมหรือที่เรียกว่าการชุบแข็งของการตกตะกอนเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนที่ใช้ในการเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของโลหะผสมอลูมิเนียม โดยการควบคุมองค์ประกอบการผสมและพารามิเตอร์อายุอย่างระมัดระวังเราสามารถปรับคุณสมบัติของอลูมิเนียมเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชันต่างๆ

พื้นฐานของอายุเทียมในอลูมิเนียม

ก่อนที่จะเจาะลึกถึงอิทธิพลขององค์ประกอบการผสมมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจหลักการพื้นฐานของอายุเทียมในอลูมิเนียม อัลลอยอลูมิเนียมมักจะมีองค์ประกอบการผสมเล็กน้อยเช่นทองแดงแมกนีเซียมซิลิกอนและสังกะสี องค์ประกอบเหล่านี้ก่อให้เกิดการตกตะกอนที่ดีภายในเมทริกซ์อลูมิเนียมในระหว่างกระบวนการชราซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนไหวของการเคลื่อนที่และเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุ

กระบวนการชราภาพเทียมโดยทั่วไปประกอบด้วยสามขั้นตอนหลัก: การรักษาโซลูชันการดับและอายุ ในระหว่างการรักษาด้วยสารละลายอัลลอยอลูมิเนียมจะถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิสูงเพื่อละลายองค์ประกอบอัลลอยด์ลงในสารละลายของแข็งเฟสเดี่ยว ตามด้วยการดับอย่างรวดเร็วไปยังอุณหภูมิห้องเพื่อดักจับองค์ประกอบโลหะผสมในสารละลายที่ไม่อิ่มตัว ในที่สุดโลหะผสมดับจะมีอายุที่อุณหภูมิต่ำกว่าเพื่อให้การตกตะกอนของอนุภาคละเอียดซึ่งเสริมความแข็งแรงของวัสดุ

อิทธิพลขององค์ประกอบการผสมร่วมกัน

ทองแดง (Cu)

ทองแดงเป็นหนึ่งในองค์ประกอบการผสมที่สำคัญที่สุดในโลหะผสมอลูมิเนียม มันช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของอลูมิเนียมอย่างมีนัยสำคัญผ่านการก่อตัวของการตกตะกอนที่อุดมด้วยทองแดงเช่น $ \ theta $ -phase ($ al_2cu $) ในช่วงอายุเทียมอะตอมทองแดงจะกระจายและรวมกับอะตอมอลูมิเนียมเพื่อสร้าง precipitates เหล่านี้ซึ่งทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนไหวของการเคลื่อนที่

โลหะผสมที่มีปริมาณทองแดงสูงเช่นซีรีย์ 2xxx [เช่น 2024 - โลหะผสมมักใช้ในการใช้งานการบินและอวกาศเนื่องจากความแข็งแรงสูง - ต่อ - อัตราส่วนน้ำหนัก] แสดงการตอบสนองแบบชุบแข็งที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตามทองแดงยังสามารถลดความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีไอออนคลอไรด์ ดังนั้นการรักษาพื้นผิวที่เหมาะสมหรือการเพิ่มองค์ประกอบอื่น ๆ สำหรับการป้องกันการกัดกร่อนอาจจำเป็นต้องใช้เมื่อใช้ทองแดง - ที่มีโลหะผสมอลูมิเนียม สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการประมวลผลสูง - โลหะผสมอลูมิเนียมที่แข็งแรงคุณสามารถเยี่ยมชมได้การแปรรูปอลูมิเนียมอัลลอยด์-

แมกนีเซียม (มก.)

แมกนีเซียมเป็นอีกองค์ประกอบสำคัญในการผสมในอลูมิเนียม มันเป็นแมกนีเซียม-ตกตะกอนที่อุดมไปด้วยเช่น $ \ beta $ -phase ($ mg_2al_3 $) หรือ $ \ beta '$-เฟส แมกนีเซียมช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโลหะผสมอลูมิเนียมโดยการเสริมแรงของแข็ง - การเสริมความแข็งแรงและการตกตะกอนการตกตะกอน เมื่อรวมกับซิลิคอนแมกนีเซียมจะสร้างซิลิไซด์แมกนีเซียม ($ mg_2si $) ตกตะกอนซึ่งนำไปสู่อายุ - เอฟเฟกต์การชุบแข็ง

โลหะผสมในซีรี่ส์ 6xxx ซึ่งโดยทั่วไปจะมีทั้งแมกนีเซียมและซิลิกอนเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความสามารถในการสร้างที่ดีความสามารถในการเชื่อมและความแข็งแรงปานกลาง โลหะผสมเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในแอพพลิเคชั่นยานยนต์และสถาปัตยกรรม การเพิ่มแมกนีเซียมยังช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมในบางสภาพแวดล้อมทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง

ซิลิกอน (SI)

ซิลิกอนถูกเพิ่มเข้าไปในโลหะผสมอลูมิเนียมเป็นหลักเพื่อปรับปรุงการไหลในระหว่างการหล่อและเพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอ เมื่อรวมกับแมกนีเซียมซิลิกอนจะสร้าง $ mg_2si $ precipitates ซึ่งรับผิดชอบต่ออายุ - การชุบแข็งในโลหะผสมซีรีย์ 6xxx

ซิลิคอนยังมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างต่ำและเข้ากันได้ดีกับอลูมิเนียมทำให้เป็นองค์ประกอบการผสมที่ได้รับความนิยม มันสามารถปรับปรุงความสามารถในการกลึงของโลหะผสมอลูมิเนียมโดยการลดแนวโน้มของการสร้างขอบที่สร้างขึ้นระหว่างการตัดเฉือน อย่างไรก็ตามปริมาณซิลิกอนที่มากเกินไปสามารถนำไปสู่การก่อตัวของอนุภาคซิลิกอนขนาดใหญ่ที่เปราะซึ่งอาจลดความเหนียวของโลหะผสม

สังกะสี (Zn)

สังกะสีมักใช้ร่วมกับแมกนีเซียมในชุดอลูมิเนียม 7xxx โลหะผสมเหล่านี้มีความแข็งแรงสูงมากและมักใช้ในการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นอุปกรณ์ทางทหารและอุปกรณ์กีฬาสูง การเพิ่มสังกะสีและแมกนีเซียมนำไปสู่การก่อตัวของ $ MGZN_2 $ ตกตะกอนในช่วงอายุเทียมซึ่งนำไปสู่อายุที่สำคัญ - ผลกระทบการชุบแข็ง

อัลลอยด์เช่น 7075 เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความแข็งแรงสูง แต่พวกเขายังต้องการการรักษาด้วยความร้อนอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ ความชราที่ไม่เหมาะสมสามารถนำไปสู่การแก่ชราที่ซึ่ง precipitates หยาบและความแข็งแรงของโลหะผสมลดลง โลหะผสม 7xxx ซีรีย์ยังต้องการการป้องกันการกัดกร่อนที่เหมาะสมเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนที่ค่อนข้างแย่เมื่อเทียบกับโลหะผสมอลูมิเนียมอื่น ๆ

แมงกานีส (MN)

แมงกานีสมักจะถูกเพิ่มเข้าไปในโลหะผสมอลูมิเนียมในปริมาณเล็กน้อย มันเป็นสารประกอบ intermetallic ที่มีอลูมิเนียมและองค์ประกอบอื่น ๆ เช่น $ al_6mn $ แมงกานีสสามารถปรับแต่งโครงสร้างเมล็ดของโลหะผสมซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงความทนทานและการต้านทานการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังช่วยในการควบคุมกระบวนการตกผลึกซ้ำในระหว่างการรักษาด้วยความร้อนส่งผลให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอมากขึ้น

แมงกานีสมักใช้ในชุดอลูมิเนียมซีรีย์ 3xxx ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการสร้างที่ดีและความแข็งแรงปานกลาง โลหะผสมเหล่านี้มักใช้ในแอปพลิเคชันเช่นกระป๋องเครื่องดื่มและแผงสถาปัตยกรรม

ปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบการผสมหลายชนิด

ในการใช้งานจริง - โลกอัลลอยอลูมิเนียมมักจะมีองค์ประกอบการผสมหลายอย่าง การทำงานร่วมกันระหว่างองค์ประกอบเหล่านี้อาจมีผลกระทบที่ซับซ้อนต่อกระบวนการชราภาพ ตัวอย่างเช่นการปรากฏตัวของทองแดงสามารถเพิ่มปริมาณการตกตะกอนของ $ MGZN_2 $ ในโลหะผสมซีรีย์ 7xxx ซึ่งนำไปสู่ความแข็งแรงที่สูงขึ้น

ในทางกลับกันองค์ประกอบบางอย่างอาจมีปฏิสัมพันธ์เชิงลบ ตัวอย่างเช่นเหล็ก (Fe) ซึ่งมักจะเป็นสิ่งเจือปนในโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถสร้างสารประกอบ intermetallic ขนาดใหญ่ที่เปราะบางกับองค์ประกอบอื่น ๆ สารประกอบเหล่านี้สามารถลดความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมและพวกเขาอาจรบกวนกระบวนการชุบแข็งการตกตะกอน

คุณสมบัติการปรับแต่งสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ

ในฐานะซัพพลายเออร์ของอลูมิเนียมอายุเทียมเราเข้าใจถึงความสำคัญของการปรับแต่งองค์ประกอบโลหะผสมและกระบวนการชราภาพเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของลูกค้าของเรา แอปพลิเคชันที่แตกต่างกันต้องการการผสมผสานที่แตกต่างกันของความแข็งแรงความแข็งความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติอื่น ๆ

สำหรับแอปพลิเคชันการบินและอวกาศที่มีความแข็งแรงสูงและน้ำหนักต่ำมีความสำคัญเราอาจแนะนำโลหะผสมที่มีปริมาณทองแดงสูงหรือสังกะสีเช่น 2024 หรือ 7075 และควบคุมกระบวนการชราภาพอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ความสมดุลที่ดีที่สุดของคุณสมบัติ ในทางตรงกันข้ามสำหรับการใช้งานทางสถาปัตยกรรมที่ความต้านทานการกัดกร่อนและการสร้างมีความสำคัญมากกว่าโลหะผสมจากซีรีย์ 3xxx หรือ 6xxx อาจเหมาะสมกว่า

การควบคุมคุณภาพในยุคเทียม

เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์อลูมิเนียมที่มีอายุมากขึ้นอย่างสม่ำเสมอเราใช้มาตรการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด ซึ่งรวมถึงการควบคุมองค์ประกอบโลหะผสมที่แม่นยำการตรวจสอบพารามิเตอร์การรักษาความร้อนที่แม่นยำ (อุณหภูมิเวลา ฯลฯ ) และการทดสอบผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอย่างละเอียด

เราใช้เทคนิคการวิเคราะห์ขั้นสูงเช่นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและการเลี้ยวเบนของรังสีเพื่อวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคและพฤติกรรมการตกตะกอนของโลหะผสม เทคนิคเหล่านี้ช่วยให้เราสามารถตรวจสอบการมีอยู่และขนาดของ precipitates ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ

ติดต่อเพื่อจัดซื้อจัดจ้าง

หากคุณมีความสนใจในผลิตภัณฑ์อลูมิเนียมที่มีอายุมากขึ้นหรือมีข้อกำหนดเฉพาะสำหรับโครงการของคุณเรามีความสุขมากกว่าที่จะหารือเกี่ยวกับความต้องการของคุณ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับการเลือกโลหะผสมกระบวนการบำบัดความร้อนและคุณสมบัติที่คาดหวังของผลิตภัณฑ์ เรามุ่งมั่นที่จะให้ผลิตภัณฑ์อลูมิเนียมคุณภาพสูงที่ตรงตามข้อกำหนดที่แน่นอนของคุณ

การอ้างอิง

• Davis, jr (ed.) (2001) โลหะผสมอลูมิเนียมและอลูมิเนียม ASM International
• Hatch, JE (ed.) (1984) อลูมิเนียม: คุณสมบัติและโลหะวิทยาทางกายภาพ สังคมอเมริกันสำหรับโลหะ
• คณะกรรมการคู่มือ ASM (2000) คู่มือ ASM เล่มที่ 4: การรักษาความร้อน ASM International