ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහවල තාප පිරියම් කිරීමේ මූලික වර්ග

ඇනීලිං සහ නිවාදැමීම සහ වයස්ගත වීම ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහවල මූලික තාප පිරියම් කිරීමේ වර්ග වේ. ඇනීලිං යනු මෘදු කිරීමේ ප්‍රතිකාරයකි, එහි අරමුණ මිශ්‍ර ලෝහය සංයුතියෙන් හා ව්‍යුහයෙන් ඒකාකාර සහ ස්ථායී කිරීම, වැඩ දැඩි කිරීම ඉවත් කිරීම සහ මිශ්‍ර ලෝහයේ ප්ලාස්ටික් බව යථා තත්ත්වයට පත් කිරීමයි. නිවාදැමීම සහ වයස්ගත වීම යනු ශක්තිමත් කිරීමේ තාප පිරියම් කිරීමකි, එහි අරමුණ මිශ්‍ර ලෝහයේ ශක්තිය වැඩි දියුණු කිරීමයි, සහ තාප පිරියම් කිරීම මගින් ශක්තිමත් කළ හැකි ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සඳහා ප්‍රධාන වශයෙන් භාවිතා වේ.

1 ඇනීලිං

විවිධ නිෂ්පාදන අවශ්‍යතා අනුව, ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ ඇනීලිං ආකාර කිහිපයකට බෙදා ඇත: ඉන්ගෝට් සමජාතීයකරණ ඇනීලිං, බිල්ට් ඇනීලිං, අතරමැදි ඇනීලිං සහ නිමි භාණ්ඩ ඇනීලිං.

1.1 ඉන්ගෝට් සමජාතීයකරණය ඇනීල් කිරීම

වේගවත් ඝනීභවනය සහ සමතුලිත නොවන ස්ඵටිකීකරණයේ තත්වයන් යටතේ, ඉන්ගෝට් අසමාන සංයුතියක් සහ ව්‍යුහයක් තිබිය යුතු අතර, විශාල අභ්‍යන්තර ආතතියක් ද තිබිය යුතුය. මෙම තත්ත්වය වෙනස් කිරීමට සහ ඉන්ගෝට් වල උණුසුම් වැඩ කිරීමේ හැකියාව වැඩි දියුණු කිරීමට, සාමාන්‍යයෙන් සමජාතීයකරණ ඇනීලිං අවශ්‍ය වේ.

පරමාණුක විසරණය ප්‍රවර්ධනය කිරීම සඳහා, සමජාතීයකරණ ඇනීලිං සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්වයක් තෝරා ගත යුතු නමුත්, එය මිශ්‍ර ලෝහයේ අඩු ද්‍රවාංක යුටෙක්ටික් ද්‍රවාංකය නොඉක්මවිය යුතුය. සාමාන්‍යයෙන්, සමජාතීයකරණ ඇනීලිං උෂ්ණත්වය ද්‍රවාංකයට වඩා 5~40℃ අඩු වන අතර, ඇනීලිං කාලය බොහෝ දුරට පැය 12~24 අතර වේ.

1.2 බිල්ට් ඇනීලිං

පීඩන සැකසීමේදී පළමු සීතල විරූපණයට පෙර බිල්ට් ඇනීලිං කිරීම යන්නෙන් අදහස් කෙරේ. බිල්ට් සමතුලිත ව්‍යුහයක් ලබා ගැනීම සහ උපරිම ප්ලාස්ටික් විරූපණ ධාරිතාවක් ලබා ගැනීම මෙහි අරමුණයි. උදාහරණයක් ලෙස, උණුසුම්-රෝල් කරන ලද ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ ස්ලැබ් එකේ පෙරළෙන අවසාන උෂ්ණත්වය 280~330℃ වේ. කාමර උෂ්ණත්වයේ දී වේගවත් සිසිලනයකින් පසු, වැඩ දැඩි කිරීමේ සංසිද්ධිය සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් කළ නොහැක. විශේෂයෙන්, තාප පිරියම් කරන ලද ශක්තිමත් කරන ලද ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සඳහා, වේගවත් සිසිලනයෙන් පසු, නැවත ස්ඵටිකීකරණ ක්‍රියාවලිය අවසන් වී නොමැති අතර, අධි සංතෘප්ත ඝන ද්‍රාවණය සම්පූර්ණයෙන්ම දිරාපත් වී නොමැති අතර, වැඩ දැඩි කිරීමේ සහ නිවාදැමීමේ බලපෑමෙන් කොටසක් තවමත් රඳවා තබා ගනී. ඇනීලිං කිරීමකින් තොරව සෘජුවම සීතල රෝල් කිරීම දුෂ්කර බැවින්, බිල්ට් ඇනීලිං අවශ්‍ය වේ. LF3 වැනි තාප-ප්‍රතිකාර නොකළ ශක්තිමත් කරන ලද ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සඳහා, ඇනීලිං උෂ්ණත්වය 370~470℃ වන අතර, පැය 1.5~2.5 ක් උණුසුම්ව තබා ගැනීමෙන් පසු වායු සිසිලනය සිදු කෙරේ. සීතලෙන් ඇද ගන්නා ලද නල සැකසීම සඳහා භාවිතා කරන බිල්ට් සහ ඇනීලිං උෂ්ණත්වය සුදුසු ලෙස වැඩි විය යුතු අතර, ඉහළ සීමාවේ උෂ්ණත්වය තෝරා ගත හැකිය.LY11 සහ LY12 වැනි තාප පිරියම් කිරීම මගින් ශක්තිමත් කළ හැකි ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සඳහා, බිල්ට් ඇනීලිං උෂ්ණත්වය 390~450℃ වන අතර, මෙම උෂ්ණත්වයේ පැය 1~3ක් තබා, පසුව උදුන තුළ 270℃ ට අඩුවෙන් 30℃/h ට නොඅඩු අනුපාතයකින් සිසිල් කර, පසුව උදුනෙන් වාතයෙන් සිසිල් කරනු ලැබේ.

1.3 අතරමැදි ඇනීලිං

අතරමැදි ඇනීලිං යනු සීතල විරූපණ ක්‍රියාවලීන් අතර ඇනීලිං කිරීමයි, එහි අරමුණ වන්නේ අඛණ්ඩ සීතල විරූපණයට පහසුකම් සැලසීම සඳහා වැඩ දැඩි කිරීම ඉවත් කිරීමයි. සාමාන්‍යයෙන්, ද්‍රව්‍යය ඇනීලිං කිරීමෙන් පසු, 45~85% සීතල විරූපණයට ලක් වූ පසු අතරමැදි ඇනීලිං නොමැතිව සීතල වැඩ කිරීම දිගටම කරගෙන යාම දුෂ්කර වනු ඇත.

අතරමැදි ඇනීලිං ක්‍රියාවලි පද්ධතිය මූලික වශයෙන් බිල්ට් ඇනීලිං ක්‍රියාවලියට සමාන වේ. සීතල විරූපණ උපාධියේ අවශ්‍යතා අනුව, අතරමැදි ඇනීලිං වර්ග තුනකට බෙදිය හැකිය: සම්පූර්ණ ඇනීලිං (සම්පූර්ණ විරූපණය ε≈60~70%), සරල ඇනීලිං (ε≤50%) සහ සුළු ඇනීලිං (ε≈30~40%). පළමු ඇනීලිං පද්ධති දෙක බිල්ට් ඇනීලිං වලට සමාන වන අතර, දෙවැන්න 320~350℃ දී පැය 1.5~2 ක් රත් කර පසුව වාතය සිසිල් කරනු ලැබේ.

1.4. නිමි භාණ්ඩ ඇනීම

නිමි නිෂ්පාදන ඇනීලිං යනු නිෂ්පාදන තාක්ෂණික තත්ත්වයන්ගේ අවශ්‍යතා අනුව ද්‍රව්‍යයට නිශ්චිත ආයතනික සහ යාන්ත්‍රික ගුණාංග ලබා දෙන අවසාන තාප පිරියම් කිරීමයි.

නිමි නිෂ්පාදන ඇනීලිං ඉහළ උෂ්ණත්ව ඇනීලිං (මෘදු නිෂ්පාදන නිෂ්පාදනය) සහ අඩු උෂ්ණත්ව ඇනීලිං (විවිධ තත්වයන් යටතේ අර්ධ දෘඩ නිෂ්පාදන නිෂ්පාදනය) ලෙස බෙදිය හැකිය. ඉහළ උෂ්ණත්ව ඇනීලිං මඟින් සම්පූර්ණ නැවත ස්ඵටිකීකරණ ව්‍යුහයක් සහ හොඳ ප්ලාස්ටික් බවක් ලබා ගත හැකි බව සහතික කළ යුතුය. ද්‍රව්‍යය හොඳ ව්‍යුහයක් සහ කාර්ය සාධනයක් ලබා ගන්නා බව සහතික කිරීමේ කොන්දේසිය යටතේ, රඳවා ගැනීමේ කාලය ඉතා දිගු නොවිය යුතුය. තාප පිරියම් කිරීම මගින් ශක්තිමත් කළ හැකි ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සඳහා, වායු සිසිලන නිවාදැමීමේ බලපෑම වැළැක්වීම සඳහා, සිසිලන අනුපාතය දැඩි ලෙස පාලනය කළ යුතුය.

අඩු උෂ්ණත්ව ඇනීලිං වලට ආතති සහන ඇනීලිං සහ අර්ධ මෘදු කිරීමේ ඇනීලිං ඇතුළත් වන අතර ඒවා ප්‍රධාන වශයෙන් පිරිසිදු ඇලුමිනියම් සහ තාප පිරියම් කිරීමකින් තොරව ශක්තිමත් කරන ලද ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සඳහා භාවිතා වේ. අඩු උෂ්ණත්ව ඇනීලිං පද්ධතියක් සකස් කිරීම ඉතා සංකීර්ණ කාර්යයක් වන අතර, එය ඇනීලිං උෂ්ණත්වය සහ රඳවා ගැනීමේ කාලය පමණක් නොව, අපද්‍රව්‍යවල බලපෑම, මිශ්‍ර ලෝහ උපාධිය, සීතල විරූපණය, අතරමැදි ඇනීලිං උෂ්ණත්වය සහ උණුසුම් විරූපණ උෂ්ණත්වය ද සලකා බැලිය යුතුය. අඩු උෂ්ණත්ව ඇනීලිං පද්ධතියක් සකස් කිරීම සඳහා, ඇනීලිං උෂ්ණත්වය සහ යාන්ත්‍රික ගුණාංග අතර වෙනස්වීම් වක්‍රය මැනීම අවශ්‍ය වන අතර, පසුව තාක්ෂණික තත්ත්වයන්හි නිශ්චිතව දක්වා ඇති කාර්ය සාධන දර්ශක අනුව ඇනීලිං උෂ්ණත්ව පරාසය තීරණය කිරීම අවශ්‍ය වේ.

2 නිවාදැමීම

ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහය නිවාදැමීම ද්‍රාවණ ප්‍රතිකාරය ලෙසද හැඳින්වේ, එය ඉහළ උෂ්ණත්ව උණුසුම හරහා ලෝහයේ ඇති මිශ්‍ර ලෝහ මූලද්‍රව්‍ය හැකිතාක් ඝන ද්‍රාවණයට විසුරුවා හැරීමයි, ඉන්පසු දෙවන අදියරේ වර්ෂාපතනය වැළැක්වීම සඳහා වේගවත් සිසිලනය, එමඟින් ඊළඟ වයස්ගත ප්‍රතිකාරය සඳහා හොඳින් සූදානම් කර ඇති අධි සංතෘප්ත ඇලුමිනියම් මත පදනම් වූ α ඝන ද්‍රාවණයක් ලබා ගනී.

අධි සංතෘප්ත α ඝන ද්‍රාවණයක් ලබා ගැනීමේ පදනම නම්, ඇලුමිනියම් වල මිශ්‍ර ලෝහයේ දෙවන අදියරෙහි ද්‍රාව්‍යතාව උෂ්ණත්වය වැඩිවීමත් සමඟ සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි විය යුතු අතර, එසේ නොමැති නම්, ඝන ද්‍රාවණ ප්‍රතිකාරයේ අරමුණ සාක්ෂාත් කරගත නොහැකි බවයි. ඇලුමිනියම් වල ඇති බොහෝ මිශ්‍ර ලෝහ මූලද්‍රව්‍යවලට මෙම ලක්ෂණය සහිත යුටෙක්ටික් අවධි රූප සටහනක් සෑදිය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස Al-Cu මිශ්‍ර ලෝහය ගතහොත්, යුටෙක්ටික් උෂ්ණත්වය 548℃ වන අතර, ඇලුමිනියම් වල තඹ වල කාමර උෂ්ණත්ව ද්‍රාව්‍යතාව 0.1% ට වඩා අඩුය. 548℃ දක්වා රත් කළ විට, එහි ද්‍රාව්‍යතාව 5.6% දක්වා වැඩි වේ. එබැවින්, 5.6% ට අඩු තඹ අඩංගු Al-Cu මිශ්‍ර ලෝහ තාපන උෂ්ණත්වය එහි ද්‍රාව්‍ය රේඛාව ඉක්මවා ගිය පසු α තනි අදියර කලාපයට ඇතුළු වේ, එනම්, දෙවන අදියර CuAl2 න්‍යාසය තුළ සම්පූර්ණයෙන්ම විසුරුවා හරින අතර, නිවාදැමීමෙන් පසු තනි අධි සංතෘප්ත α ඝන ද්‍රාවණයක් ලබා ගත හැකිය.

ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සඳහා වඩාත්ම වැදගත් සහ වඩාත්ම ඉල්ලුමක් ඇති තාප පිරියම් කිරීමේ මෙහෙයුම නිවාදැමීමයි. යතුර වන්නේ සුදුසු නිවාදැමීමේ තාපන උෂ්ණත්වය තෝරා ගැනීම සහ ප්‍රමාණවත් නිවාදැමීමේ සිසිලන අනුපාතය සහතික කිරීම සහ උදුනේ උෂ්ණත්වය දැඩි ලෙස පාලනය කිරීම සහ නිවාදැමීමේ විරූපණය අඩු කිරීමයි.

නිවාදැමීමේ උෂ්ණත්වය තෝරා ගැනීමේ මූලධර්මය නම්, ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහය අධික ලෙස දැවී නොයන බව හෝ ධාන්‍ය අධික ලෙස වර්ධනය නොවන බව සහතික කරමින්, α ඝන ද්‍රාවණයේ අධි සන්තෘප්තිය සහ වයස්ගත ප්‍රතිකාරයෙන් පසු ශක්තිය වැඩි කිරීම සඳහා නිවාදැමීමේ තාපන උෂ්ණත්වය හැකිතාක් වැඩි කිරීමයි. සාමාන්‍යයෙන්, ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ තාපන උදුන සඳහා උදුන උෂ්ණත්ව පාලන නිරවද්‍යතාවය ±3℃ තුළ තිබීම අවශ්‍ය වන අතර, උදුනේ උෂ්ණත්වයේ ඒකාකාරිත්වය සහතික කිරීම සඳහා උදුනේ වාතය සංසරණය වීමට බල කෙරේ.

ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහය අධික ලෙස දහනය වීම සිදුවන්නේ ද්විමය හෝ බහු-මූලද්‍රව්‍ය යුටෙක්ටික්ස් වැනි ලෝහය තුළ අඩු ද්‍රවාංක-ලක්ෂ්‍ය සංරචක අර්ධ වශයෙන් දියවීමෙනි. අධික ලෙස දහනය වීම යාන්ත්‍රික ගුණාංග අඩුවීමට පමණක් නොව, මිශ්‍ර ලෝහයේ විඛාදන ප්‍රතිරෝධයට ද බරපතල බලපෑමක් ඇති කරයි. එබැවින්, ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහයක් අධික ලෙස දහනය වූ පසු, එය ඉවත් කළ නොහැකි අතර මිශ්‍ර ලෝහ නිෂ්පාදනය ඉවත් කළ යුතුය. ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහයේ සත්‍ය අධික දහන උෂ්ණත්වය ප්‍රධාන වශයෙන් තීරණය වන්නේ මිශ්‍ර ලෝහ සංයුතිය සහ අපිරිසිදු අන්තර්ගතය අනුව වන අතර එය මිශ්‍ර ලෝහ සැකසුම් තත්ත්වයට ද සම්බන්ධ වේ. ප්ලාස්ටික් විරූපණ සැකසුම් වලට භාජනය වූ නිෂ්පාදනවල අධික දැවෙන උෂ්ණත්වය වාත්තු වලට වඩා වැඩි ය. විරූපණ සැකසුම් වැඩි වන තරමට, සමතුලිත නොවන අඩු-ද්‍රවාංක-ලක්ෂ්‍ය සංරචක රත් වූ විට අනුකෘතියට දියවීම පහසු වේ, එබැවින් සත්‍ය අධික දහන උෂ්ණත්වය වැඩි වේ.

ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහය නිවාදැමීමේදී සිසිලන අනුපාතය මිශ්‍ර ලෝහයේ වයස්ගත වීමේ ශක්තිමත් කිරීමේ හැකියාව සහ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය කෙරෙහි සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කරයි. LY12 සහ LC4 නිවාදැමීමේ ක්‍රියාවලියේදී, α ඝන ද්‍රාවණය දිරාපත් නොවන බව සහතික කිරීම අවශ්‍ය වේ, විශේෂයෙන් 290~420℃ උෂ්ණත්ව සංවේදී ප්‍රදේශය තුළ, සහ ප්‍රමාණවත් තරම් විශාල සිසිලන අනුපාතයක් අවශ්‍ය වේ. සාමාන්‍යයෙන් සිසිලන අනුපාතය 50℃/s ට වඩා වැඩි විය යුතු බවත්, LC4 මිශ්‍ර ලෝහය සඳහා එය 170℃/s දක්වා ළඟා විය යුතු හෝ ඉක්මවිය යුතු බවත් නියම කර ඇත.

ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සඳහා බහුලව භාවිතා වන නිවාදැමීමේ මාධ්‍යය ජලයයි. නිෂ්පාදන පරිචය පෙන්නුම් කරන්නේ නිවාදැමීමේදී සිසිලන අනුපාතය වැඩි වන තරමට, නිවාදැමූ ද්‍රව්‍යයේ හෝ වැඩ කොටසෙහි අවශේෂ ආතතිය සහ අවශේෂ විරූපණය වැඩි වන බවයි. එබැවින්, සරල හැඩතල සහිත කුඩා වැඩ කොටස් සඳහා, ජල උෂ්ණත්වය තරමක් අඩු විය හැකිය, සාමාන්‍යයෙන් 10~30℃, සහ 40℃ නොඉක්මවිය යුතුය. සංකීර්ණ හැඩයන් සහ බිත්ති ඝණකමෙහි විශාල වෙනස්කම් ඇති වැඩ කොටස් සඳහා, නිවාදැමීමේ විරූපණය සහ ඉරිතැලීම් අඩු කිරීම සඳහා, ජල උෂ්ණත්වය සමහර විට 80℃ දක්වා වැඩි කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, නිවාදැමීමේ ටැංකියේ ජල උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට, ද්‍රව්‍යයේ ශක්තිය සහ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය ද ඒ අනුව අඩු වන බව පෙන්වා දිය යුතුය.

3. වයසට යාම

3.1 වයසට යාමේදී සංවිධානාත්මක පරිවර්තනය සහ කාර්ය සාධන වෙනස්කම්

නිවාදැමීමෙන් ලබා ගන්නා අධි සංතෘප්ත α ඝන ද්‍රාවණය අස්ථායී ව්‍යුහයකි. රත් කළ විට එය දිරාපත් වී සමතුලිත ව්‍යුහයක් බවට පරිවර්තනය වේ. උදාහරණයක් ලෙස Al-4Cu මිශ්‍ර ලෝහය ගතහොත්, එහි සමතුලිත ව්‍යුහය α+CuAl2 (θ අවධිය) විය යුතුය. නිවාදැමීමෙන් පසු තනි-අදියර අධි සංතෘප්ත α ඝන ද්‍රාවණය වයසට යාම සඳහා රත් කළ විට, උෂ්ණත්වය ප්‍රමාණවත් තරම් ඉහළ නම්, θ අවධිය කෙලින්ම අවක්ෂේප කරනු ලැබේ. එසේ නොමැති නම්, එය අදියර වශයෙන් සිදු කරනු ලැබේ, එනම්, සමහර අතරමැදි සංක්‍රාන්ති අවධීන් පසු, අවසාන සමතුලිතතා අවධිය CuAl2 වෙත ළඟා විය හැකිය. පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ Al-Cu මිශ්‍ර ලෝහයේ වයස්ගත වීමේ ක්‍රියාවලියේදී එක් එක් වර්ෂාපතන අවධියේ ස්ඵටික ව්‍යුහ ලක්ෂණයි. රූපය a. යනු නිවාදැමූ තත්වයේ ඇති ස්ඵටික දැලිස් ව්‍යුහයයි. මෙම අවස්ථාවේදී, එය තනි-අදියර α අධි සංතෘප්ත ඝන ද්‍රාවණයක් වන අතර, තඹ පරමාණු (කළු තිත්) ඇලුමිනියම් (සුදු තිත්) අනුකෘති දැලිස් තුළ ඒකාකාරව හා අහඹු ලෙස බෙදා හරිනු ලැබේ. රූපය b. වර්ෂාපතනයේ මුල් අවධියේදී දැලිස් ව්‍යුහය පෙන්වයි. තඹ පරමාණු න්‍යාස දැලිසෙහි ඇතැම් ප්‍රදේශවල සාන්ද්‍රණය වීමට පටන් ගෙන GP ප්‍රදේශය ලෙස හඳුන්වන ගිනියර්-ප්‍රෙස්ටන් ප්‍රදේශයක් සාදයි. GP කලාපය අතිශයින් කුඩා වන අතර තැටි හැඩැති වන අතර එහි විෂ්කම්භය 5~10μm පමණ වන අතර ඝණකම 0.4~0.6nm වේ. න්‍යාසයේ ඇති GP කලාප ගණන අතිශයින් විශාල වන අතර බෙදාහැරීමේ ඝනත්වය 10¹⁷~10¹⁸cm-³ දක්වා ළඟා විය හැකිය. GP කලාපයේ ස්ඵටික ව්‍යුහය තවමත් න්‍යාසයේ ස්ඵටික ව්‍යුහයට සමාන වේ, දෙකම මුහුණත කේන්ද්‍ර කරගත් ඝනකයක් වන අතර එය න්‍යාසය සමඟ සහසම්බන්ධ අතුරු මුහුණතක් පවත්වා ගනී. කෙසේ වෙතත්, තඹ පරමාණුවල ප්‍රමාණය ඇලුමිනියම් පරමාණුවලට වඩා කුඩා බැවින්, තඹ පරමාණු පොහොසත් කිරීම කලාපය අසල ඇති ස්ඵටික දැලිස හැකිලීමට හේතු වන අතර එමඟින් දැලිස් විකෘති වීමට හේතු වේ.

වයසට යාමේදී Al-Cu මිශ්‍ර ලෝහයේ ස්ඵටික ව්‍යුහ වෙනස්වීම් පිළිබඳ ක්‍රමානුරූප සටහනක්

රූපය a. නිවා දැමූ තත්වය, ඒක-අදියර α ඝන ද්‍රාවණය, තඹ පරමාණු (කළු තිත්) ඒකාකාරව බෙදා හරිනු ලැබේ;

රූපය b. වයසට යාමේ මුල් අවධියේදී, GP කලාපය සෑදී ඇත;

රූපය c. වයසට යාමේ අවසාන අවධියේදී, අර්ධ-සංගත සංක්‍රාන්ති අවධියක් සෑදී ඇත;

රූපය d. අධික උෂ්ණත්ව වයසට යාම, අසංගත සමතුලිතතා අවධියේ වර්ෂාපතනය

ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහවල වයසට යාමේ ක්‍රියාවලියේදී දිස්වන පළමු පූර්ව වර්ෂාපතන නිෂ්පාදනය GP කලාපයයි. වයසට යාමේ කාලය දීර්ඝ කිරීම, විශේෂයෙන් වයසට යාමේ උෂ්ණත්වය වැඩි කිරීම, අනෙකුත් අතරමැදි සංක්‍රාන්ති අවධීන් ද සාදනු ඇත. Al-4Cu මිශ්‍ර ලෝහයේ, GP කලාපයෙන් පසු θ” සහ θ' අවධීන් ඇති අතර, අවසානයේ සමතුලිතතා අවධිය CuAl2 ළඟා වේ. θ” සහ θ' යන දෙකම θ අවධියේ සංක්‍රාන්ති අවධීන් වන අතර, ස්ඵටික ව්‍යුහය හතරැස් දැලිසකි, නමුත් දැලිස් නියතය වෙනස් වේ. θ හි ප්‍රමාණය GP කලාපයේ ප්‍රමාණයට වඩා විශාල වන අතර, තවමත් තැටි හැඩැති, විෂ්කම්භය 15~40nm පමණ සහ 0.8~2.0nm ඝණකම ඇත. එය අනුකෘතිය සමඟ සුසංයෝගී අතුරු මුහුණතක් පවත්වා ගැනීම දිගටම කරගෙන යයි, නමුත් දැලිස් විකෘතියේ මට්ටම වඩාත් තීව්‍ර වේ. θ” සිට θ' අවධියට සංක්‍රමණය වන විට, ප්‍රමාණය 20~600nm දක්වා වර්ධනය වී ඇති අතර, ඝණකම 10~15nm වන අතර, සහසම්බන්ධ අතුරුමුහුණත ද අර්ධ වශයෙන් විනාශ වී, රූපය c හි දැක්වෙන පරිදි අර්ධ-සම්බන්ධ අතුරුමුහුණතක් බවට පත්වේ. වයස්ගත වර්ෂාපතනයේ අවසාන නිෂ්පාදනය වන්නේ සමතුලිත අවධිය θ (CuAl2) වන අතර, එම අවස්ථාවේදී සහසම්බන්ධ අතුරුමුහුණත සම්පූර්ණයෙන්ම විනාශ වී d රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, සහසම්බන්ධ නොවන අතුරුමුහුණතක් බවට පත්වේ.

ඉහත තත්ත්වය අනුව, Al-Cu මිශ්‍ර ලෝහයේ වයස්ගත වීමේ අවක්ෂේපණ අනුපිළිවෙල αs→α+GP කලාපය→α+θ”→α+θ'→α+θ වේ. වයස්ගත වීමේ ව්‍යුහයේ අවධිය මිශ්‍ර ලෝහ සංයුතිය සහ වයස්ගත වීමේ පිරිවිතර මත රඳා පවතී. බොහෝ විට එකම තත්වයේ වයස්ගත වන නිෂ්පාදන එකකට වඩා තිබේ. වයස්ගත වීමේ උෂ්ණත්වය වැඩි වන තරමට සමතුලිත ව්‍යුහයට සමීප වේ.

වයසට යාමේ ක්‍රියාවලියේදී, අනුකෘතියෙන් අවක්ෂේපිත වන GP කලාපය සහ සංක්‍රාන්ති අවධිය ප්‍රමාණයෙන් කුඩා වන අතර, අධික ලෙස විසිරී ඇති අතර පහසුවෙන් විකෘති නොවේ. ඒ සමඟම, ඒවා අනුකෘතියේ දැලිස් විකෘතියක් ඇති කරන අතර ආතති ක්ෂේත්‍රයක් සාදයි, එය විස්ථාපනයේ චලනය කෙරෙහි සැලකිය යුතු බාධාකාරී බලපෑමක් ඇති කරයි, එමඟින් මිශ්‍ර ලෝහයේ ප්ලාස්ටික් විරූපණයට ප්‍රතිරෝධය වැඩි කරන අතර එහි ශක්තිය සහ දෘඪතාව වැඩි දියුණු කරයි. මෙම වයස්ගත වීම දැඩි කිරීමේ සංසිද්ධිය වර්ෂාපතනය දැඩි කිරීම ලෙස හැඳින්වේ. වක්‍රයක ස්වරූපයෙන් නිවාදැමීම සහ වයස්ගත වීමේදී ප්‍රතිකාර කිරීමේදී Al-4Cu මිශ්‍ර ලෝහයේ දෘඪතාව වෙනස් වීම පහත රූපයේ දැක්වේ. රූපයේ I අදියර මිශ්‍ර ලෝහයේ මුල් තත්වයේ දෘඪතාව නියෝජනය කරයි. විවිධ උණුසුම් වැඩ ඉතිහාසයන් නිසා, මුල් තත්වයේ දෘඪතාව වෙනස් වනු ඇත, සාමාන්‍යයෙන් HV=30~80. 500℃ දී රත් කර නිවා දැමීමෙන් පසු (II අදියර), සියලුම තඹ පරමාණු අනුකෘතියට දිය කර HV=60 සමඟ තනි-අදියර අධි සංතෘප්ත α ඝන ද්‍රාවණයක් සාදයි, එය ඇනීල් කළ තත්වයේ (HV=30) දෘඪතාව මෙන් දෙගුණයක් දැඩි වේ. මෙය ඝන ද්‍රාවණ ශක්තිමත් කිරීමේ ප්‍රතිඵලයකි. නිවාදැමීමෙන් පසු, එය කාමර උෂ්ණත්වයේ තබා ඇති අතර, GP කලාප (III අදියර) අඛණ්ඩව සෑදීම හේතුවෙන් මිශ්‍ර ලෝහයේ දෘඪතාව අඛණ්ඩව වැඩි වේ. කාමර උෂ්ණත්වයේ දී මෙම වයසට යාමේ දැඩි කිරීමේ ක්‍රියාවලිය ස්වාභාවික වයසට යාම ලෙස හැඳින්වේ.

මම—මුල් තත්වය;

II—ඝන ද්‍රාවණ තත්ත්වය;

III—ස්වාභාවික වයසට යාම (GP කලාපය);

IVa—150~200℃ හි ප්‍රතිගාමී ප්‍රතිකාරය (GP කලාපයේ නැවත විසුරුවා හරින ලදී);

IVb—කෘතිම වයසට යාම (θ”+θ' අවධිය);

V—අධික ලෙස වැඩීම (θ”+θ' අවධිය)

IV අදියරේදී, මිශ්‍ර ලෝහය වයසට යාම සඳහා 150°C දක්වා රත් කරනු ලබන අතර, එහි දැඩි කිරීමේ බලපෑම ස්වාභාවික වයසට යෑමට වඩා පැහැදිලිය. මෙම අවස්ථාවේදී, වර්ෂාපතන නිෂ්පාදනය ප්‍රධාන වශයෙන් θ” අවධිය වන අතර එය Al-Cu මිශ්‍ර ලෝහවල විශාලතම ශක්තිමත් කිරීමේ බලපෑමක් ඇති කරයි. වයසට යාමේ උෂ්ණත්වය තවදුරටත් වැඩි කළහොත්, වර්ෂාපතන අවධිය θ” අවධියේ සිට θ' අවධියට සංක්‍රමණය වේ, දැඩි කිරීමේ බලපෑම දුර්වල වන අතර දෘඪතාව අඩු වන අතර, V අදියරට ඇතුළු වේ. කෘතිම උණුසුම අවශ්‍ය ඕනෑම වයස්ගත ප්‍රතිකාරයක් කෘතිම වයසට යාම ලෙස හඳුන්වන අතර, IV සහ V අදියර මෙම කාණ්ඩයට අයත් වේ. දෘඪතාව වයසට යාමෙන් පසු මිශ්‍ර ලෝහයට ළඟා විය හැකි උපරිම දෘඪතා අගයට (එනම්, අදියර IVb) ළඟා වුවහොත්, මෙම වයසට යාම උච්ච වයසට යාම ලෙස හැඳින්වේ. උච්ච දෘඪතා අගය ළඟා නොවන්නේ නම්, එය අඩු වයස්ගත වීම හෝ අසම්පූර්ණ කෘතිම වයසට යාම ලෙස හැඳින්වේ. උච්ච අගය තරණය කර දෘඪතාව අඩු වුවහොත්, එය අධික වයස්ගත වීම ලෙස හැඳින්වේ. ස්ථායීකරණ වයස්ගත වීමේ ප්‍රතිකාරය ද අධික වයස්ගත වීමට අයත් වේ. ස්වාභාවික වයසට යාමේදී සාදන ලද GP කලාපය ඉතා අස්ථායී වේ. 200°C පමණ ඉහළ උෂ්ණත්වයකට වේගයෙන් රත් කර කෙටි කාලයක් උණුසුම්ව තබා ගත් විට, GP කලාපය α ඝන ද්‍රාවණය තුළට නැවත දිය වේ. θ” හෝ θ' අවක්ෂේපණය වැනි අනෙකුත් සංක්‍රාන්ති අවධිවලට පෙර එය වේගයෙන් සිසිල් කළහොත් (නිවා දැමුවහොත්), මිශ්‍ර ලෝහය එහි මුල් නිවා දැමූ තත්වයට ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකිය. මෙම සංසිද්ධිය "ප්‍රතිගමනය" ලෙස හැඳින්වේ, එය රූපයේ IVa අදියරේ තිත් රේඛාවෙන් දැක්වෙන දෘඪතාව පහත වැටීමයි. ප්‍රතිගමනය කර ඇති ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහයට තවමත් එම වයස්ගත දැඩි කිරීමේ හැකියාව ඇත.

තාප පිරියම් කළ හැකි ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සංවර්ධනය කිරීම සඳහා වයස දැඩි කිරීම පදනම වන අතර, එහි වයස දැඩි කිරීමේ හැකියාව මිශ්‍ර ලෝහ සංයුතිය සහ තාප පිරියම් කිරීමේ පද්ධතියට සෘජුවම සම්බන්ධ වේ. Al-Si සහ Al-Mn ද්විමය මිශ්‍ර ලෝහවලට වර්ෂාපතන දැඩි කිරීමේ බලපෑමක් නැත, මන්ද සමතුලිතතා අවධිය වයස්ගත වීමේ ක්‍රියාවලියේදී සෘජුවම අවක්ෂේප වන අතර ඒවා තාප පිරියම් කළ නොහැකි ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ වේ. Al-Mg මිශ්‍ර ලෝහවලට GP කලාප සහ සංක්‍රාන්ති අවධි β' සෑදිය හැකි වුවද, ඒවාට ඇත්තේ ඉහළ-මැග්නීසියම් මිශ්‍ර ලෝහවල නිශ්චිත වර්ෂාපතන දැඩි කිරීමේ හැකියාව පමණි. Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Si සහ Al-Zn-Mg-Cu මිශ්‍ර ලෝහවලට ඒවායේ GP කලාප සහ සංක්‍රාන්ති අවධිවල ප්‍රබල වර්ෂාපතන දැඩි කිරීමේ හැකියාව ඇති අතර, දැනට තාප පිරියම් කළ හැකි සහ ශක්තිමත් කළ හැකි ප්‍රධාන මිශ්‍ර ලෝහ පද්ධති වේ.

3.2 ස්වාභාවික වයසට යාම

සාමාන්‍යයෙන්, තාප පිරියම් කිරීම මගින් ශක්තිමත් කළ හැකි ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ නිවා දැමීමෙන් පසු ස්වාභාවික වයසට යාමේ බලපෑමක් ඇති කරයි. ස්වාභාවික වයසට යාම ශක්තිමත් කිරීම GP කලාපය නිසා ඇතිවේ. ස්වාභාවික වයසට යාම Al-Cu සහ Al-Cu-Mg මිශ්‍ර ලෝහවල බහුලව භාවිතා වේ. Al-Zn-Mg-Cu මිශ්‍ර ලෝහවල ස්වාභාවික වයසට යාම ඉතා දිගු කාලයක් පවතින අතර, ස්ථාවර අවධියකට ළඟා වීමට බොහෝ විට මාස කිහිපයක් ගත වන බැවින් ස්වාභාවික වයසට යාමේ පද්ධතිය භාවිතා නොවේ.

කෘතිම වයසට යාම හා සසඳන විට, ස්වාභාවික වයසට යාමෙන් පසු, මිශ්‍ර ලෝහයේ අස්වැන්න ශක්තිය අඩු වේ, නමුත් ප්ලාස්ටික් බව සහ තද බව වඩා හොඳ වන අතර විඛාදන ප්‍රතිරෝධය වැඩි වේ. Al-Zn-Mg-Cu පද්ධතියේ සුපිරි දෘඩ ඇලුමිනියම් වල තත්ත්වය තරමක් වෙනස් ය. කෘතිම වයසට යාමෙන් පසු විඛාදන ප්‍රතිරෝධය බොහෝ විට ස්වාභාවික වයසට යාමෙන් පසු වඩා හොඳය.

3.3 කෘතිම වයසට යාම

කෘතිම වයසට යාමේ ප්‍රතිකාරයෙන් පසු, ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහවලට බොහෝ විට ඉහළම අස්වැන්න ශක්තිය (ප්‍රධාන වශයෙන් සංක්‍රාන්ති අවධිය ශක්තිමත් කිරීම) සහ වඩා හොඳ ආයතනික ස්ථාවරත්වයක් ලබා ගත හැකිය. සුපිරි දෘඩ ඇලුමිනියම්, ව්‍යාජ ඇලුමිනියම් සහ වාත්තු ඇලුමිනියම් ප්‍රධාන වශයෙන් කෘතිමව වයස්ගත කර ඇත. වයස්ගත වීමේ උෂ්ණත්වය සහ වයස්ගත වීමේ කාලය මිශ්‍ර ලෝහ ගුණාංග කෙරෙහි වැදගත් බලපෑමක් ඇති කරයි. වයසට යාමේ උෂ්ණත්වය බොහෝ දුරට 120~190℃ අතර වන අතර, වයසට යාමේ කාලය පැය 24 නොඉක්මවයි.

තනි-අදියර කෘතිම වයසට යෑමට අමතරව, ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහවලට ශ්‍රේණිගත කෘතිම වයසට යාමේ පද්ධතියක් ද අනුගමනය කළ හැකිය. එනම්, විවිධ උෂ්ණත්වවලදී දෙවරක් හෝ ඊට වැඩි වාර ගණනක් රත් කිරීම සිදු කෙරේ. උදාහරණයක් ලෙස, LC4 මිශ්‍ර ලෝහය පැය 2~4ක් සඳහා 115~125℃ දී සහ පසුව පැය 3~5ක් සඳහා 160~170℃ දී වයස්ගත කළ හැකිය. ක්‍රමයෙන් වයසට යාමෙන් කාලය සැලකිය යුතු ලෙස කෙටි කිරීම පමණක් නොව, Al-Zn-Mg සහ Al-Zn-Mg-Cu මිශ්‍ර ලෝහවල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය වැඩිදියුණු කළ හැකි අතර, යාන්ත්‍රික ගුණාංග මූලික වශයෙන් අඩු නොකර ආතති විඛාදන ප්‍රතිරෝධය, තෙහෙට්ටුවේ ශක්තිය සහ අස්ථි බිඳීමේ දෘඪතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කළ හැකිය.