ඇලුමිනියම් බිල්ට් 6060 ක් සමජාතීයකරණය කිරීමේ මූලධර්මය

නිස්සාරණවල යාන්ත්‍රික ගුණාංග අපේක්ෂා කළ පරිදි නොවේ නම්, සාමාන්‍යයෙන් අවධානය යොමු වන්නේ බිලට් එකේ ආරම්භක සංයුතිය හෝ නිස්සාරණ/වයස්ගත වීමේ තත්වයන් කෙරෙහි ය. සමජාතීයකරණයම ගැටළුවක් විය හැකිදැයි ස්වල්ප දෙනෙක් ප්‍රශ්න කරති. ඇත්ත වශයෙන්ම, උසස් තත්ත්වයේ නිස්සාරණ නිෂ්පාදනය සඳහා සමජාතීයකරණ අවධිය ඉතා වැදගත් වේ. සමජාතීයකරණ පියවර නිසි ලෙස පාලනය කිරීමට අපොහොසත් වීම හේතු විය හැක:

●ඉදිරිපත්වීමේ පීඩනය වැඩි වීම

●තවත් දෝෂ

● ඇනෝඩීකරණයෙන් පසු වයනය ඉරීම

●අඩු නිස්සාරණ වේගය

●දුර්වල යාන්ත්‍රික ගුණාංග

සමජාතීයකරණ අදියරට ප්‍රධාන අරමුණු දෙකක් ඇත: යකඩ අඩංගු අන්තර් ලෝහ සංයෝග පිරිපහදු කිරීම සහ මැග්නීසියම් (Mg) සහ සිලිකන් (Si) නැවත බෙදා හැරීම. සමජාතීයකරණයට පෙර සහ පසු බිලට් වල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය පරීක්ෂා කිරීමෙන්, නිස්සාරණයේදී බිලට් හොඳින් ක්‍රියා කරයිද යන්න පුරෝකථනය කළ හැකිය.

දැඩි කිරීම මත බිලට් සමජාතීයකරණයේ බලපෑම

6XXX නිස්සාරණ වලදී, ශක්තිය ලැබෙන්නේ වයසට යාමේදී ඇතිවන Mg- සහ Si-පොහොසත් අවධිවලිනි. මෙම අවධි සෑදීමේ හැකියාව රඳා පවතින්නේ වයසට යාම ආරම්භ වීමට පෙර මූලද්‍රව්‍ය ඝන ද්‍රාවණයක තැබීම මත ය. Mg සහ Si අවසානයේ ඝන ද්‍රාවණයේ කොටසක් බවට පත්වීමට නම්, ලෝහය 530 °C ට වඩා ඉක්මනින් නිවා දැමිය යුතුය. මෙම ස්ථානයට වඩා ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී, Mg සහ Si ස්වභාවිකවම ඇලුමිනියම් බවට දිය වේ. කෙසේ වෙතත්, නිස්සාරණයේදී, ලෝහය මෙම උෂ්ණත්වයට වඩා කෙටි කාලයක් පමණක් පවතී. සියලුම Mg සහ Si දියවීම සහතික කිරීම සඳහා, Mg සහ Si අංශු සාපේක්ෂව කුඩා විය යුතුය. අවාසනාවකට මෙන්, වාත්තු කිරීමේදී, Mg සහ Si සාපේක්ෂව විශාල Mg₂Si කුට්ටි ලෙස අවක්ෂේපණය වේ (රූපය 1a).

බිල්ට් 6060 ක් සඳහා සාමාන්‍ය සමජාතීයකරණ චක්‍රයක් පැය 2 ක් සඳහා 560 °C වේ. මෙම ක්‍රියාවලිය අතරතුර, බිල්ට් එක 530 °C ට වඩා දිගු කාලයක් පවතින බැවින්, Mg₂Si දිය වේ. සිසිලනය වූ පසු, එය ඉතා සියුම් ව්‍යාප්තියකින් නැවත අවක්ෂේපණය වේ (රූපය 1c). සමජාතීයකරණ උෂ්ණත්වය ප්‍රමාණවත් තරම් ඉහළ නොවේ නම්, හෝ කාලය ඉතා කෙටි නම්, සමහර විශාල Mg₂Si අංශු පවතිනු ඇත. මෙය සිදු වූ විට, නිස්සාරණයෙන් පසු ඝන ද්‍රාවණයේ Mg සහ Si අඩුවෙන් අඩංගු වන අතර, දැඩි කිරීමේ අවක්ෂේපවල ඉහළ ඝනත්වයක් සෑදීමට නොහැකි වේ - එය යාන්ත්‍රික ගුණාංග අඩු කිරීමට හේතු වේ.

රූපය 1. ඔප දැමූ සහ 2% HF-කැටයම් කරන ලද 6060 බිල්ට් වල දෘශ්‍ය ක්ෂුද්‍ර ග්‍රැෆ්: (අ) වාත්තු කළ පරිදි, (ආ) අර්ධ වශයෙන් සමජාතීය, (ඇ) සම්පූර්ණයෙන්ම සමජාතීය.

යකඩ අඩංගු අන්තර්ලෝහ මත සමජාතීයකරණයේ කාර්යභාරය

යකඩ (Fe) ශක්තියට වඩා අස්ථි බිඳීමේ දෘඪතාව කෙරෙහි වැඩි බලපෑමක් ඇති කරයි. 6XXX මිශ්‍ර ලෝහවල, Fe අවධි වාත්තු කිරීමේදී β-අවධිය (Al₅(FeMn)Si හෝ Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) සෑදීමට නැඹුරු වේ. මෙම අවධි විශාල, කෝණික වන අතර නිස්සාරණයට බාධා කරයි (රූපය 2a හි උද්දීපනය කර ඇත). සමජාතීයකරණයේදී, බර මූලද්‍රව්‍ය (Fe, Mn, ආදිය) විසරණය වන අතර විශාල කෝණික අවධි කුඩා හා වටකුරු වේ (රූපය 2b).

දෘශ්‍ය රූපවලින් පමණක්, විවිධ අවධීන් වෙන්කර හඳුනා ගැනීම දුෂ්කර වන අතර, ඒවා විශ්වාසදායක ලෙස ප්‍රමාණනය කළ නොහැක. ඉනෝවාල් හිදී, බිල්ට් සඳහා %α අගයක් සපයන අපගේ අභ්‍යන්තර විශේෂාංග හඳුනාගැනීමේ සහ වර්ගීකරණයේ (FDC) ක්‍රමය භාවිතා කරමින් අපි බිල්ට් සමජාතීයකරණය ප්‍රමාණනය කරමු. මෙය සමජාතීයකරණයේ ගුණාත්මකභාවය තක්සේරු කිරීමට අපට හැකියාව ලබා දෙයි.

රූපය 2. සමජාතීයකරණයට පෙර සහ (ආ) බිල්ට් වල දෘශ්‍ය ක්ෂුද්‍ර රූප (අ).

විශේෂාංග හඳුනාගැනීමේ සහ වර්ගීකරණයේ (FDC) ක්‍රමය

රූපය 3a හි ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (SEM) ස්කෑන් කිරීම මගින් විශ්ලේෂණය කරන ලද ඔප දැමූ නියැදියක් පෙන්වයි. රූපය 3b හි සුදු පැහැයෙන් දිස්වන අන්තර්ලෝහ වෙන් කර හඳුනා ගැනීම සඳහා අළු පැහැති එළිපත්ත තාක්ෂණයක් යොදනු ලැබේ. මෙම තාක්ෂණය 1 mm² දක්වා ප්‍රදේශ විශ්ලේෂණය කිරීමට ඉඩ සලසයි, එනම් තනි ලක්ෂණ 1000 කට වඩා එකවර විශ්ලේෂණය කළ හැකිය.

රූපය 3. (අ) සමජාතීය 6060 බිලට් එකක පසුපසට විසිරුණු ඉලෙක්ට්‍රෝන රූපය, (ආ) (අ) වෙතින් තනි ලක්ෂණ හඳුනාගෙන ඇත.

අංශු සංයුතිය

ඉනෝවල් පද්ධතිය ඔක්ස්ෆර්ඩ් උපකරණ එක්ස්ප්ලෝර් 30 ශක්ති-විසරණ එක්ස් කිරණ (EDX) අනාවරකයකින් සමන්විත වේ. මෙය හඳුනාගත් සෑම ලක්ෂ්‍යයකින්ම EDX වර්ණාවලි වේගයෙන් ස්වයංක්‍රීයව එකතු කිරීමට ඉඩ සලසයි. මෙම වර්ණාවලි වලින් අංශු සංයුතිය තීරණය කළ හැකි අතර සාපේක්ෂ Fe:Si අනුපාතය අනුමාන කළ හැකිය.

මිශ්‍ර ලෝහයේ Mn හෝ Cr අන්තර්ගතය මත පදනම්ව, අනෙකුත් බැර මූලද්‍රව්‍ය ද ඇතුළත් විය හැකිය. සමහර 6XXX මිශ්‍ර ලෝහ සඳහා (සමහර විට සැලකිය යුතු Mn සහිත), (Fe+Mn):Si අනුපාතය යොමුවක් ලෙස භාවිතා කරයි. මෙම අනුපාත පසුව දන්නා Fe-අඩංගු අන්තර්ලෝහවල අනුපාත සමඟ සැසඳිය හැකිය.

β-අදියර (Al₅(FeMn)Si හෝ Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): (Fe+Mn):Si අනුපාතය ≈ 2. α-අදියර (Al₁₂(FeMn)₃Si හෝ Al₈.₃(FeMn)₂Si): අනුපාතය ≈ 4–6, සංයුතිය මත රඳා පවතී. අපගේ අභිරුචි මෘදුකාංගය අපට එළිපත්තක් සකසා සෑම අංශුවක්ම α හෝ β ලෙස වර්ගීකරණය කිරීමට ඉඩ සලසයි, ඉන්පසු ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය තුළ ඒවායේ ස්ථාන සිතියම්ගත කරයි (රූපය 4). මෙය සමජාතීය බිලට් එකේ පරිවර්තනය වූ α හි ආසන්න ප්‍රතිශතයක් ලබා දෙයි.

රූපය 4. (අ) α- සහ β-වර්ගීකරණය කරන ලද අංශු පෙන්වන සිතියම, (ආ) (Fe+Mn):Si අනුපාතවල විසිරුම් සටහන.

දත්ත අපට කිව හැකි දේ

රූපය 5 මෙම තොරතුරු භාවිතා කරන ආකාරය පිළිබඳ උදාහරණයක් පෙන්වයි. මෙම අවස්ථාවේදී, ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ නිශ්චිත උදුනක් තුළ ඒකාකාර නොවන උණුසුම හෝ සමහර විට නියම කරන ලද උෂ්ණත්වයට ළඟා වී නොමැති බවයි. එවැනි අවස්ථා නිසි ලෙස තක්සේරු කිරීම සඳහා, පරීක්ෂණ බිලට් සහ දන්නා ගුණාත්මක භාවයෙන් යුත් යොමු බිලට් දෙකම අවශ්‍ය වේ. මේවා නොමැතිව, එම මිශ්‍ර ලෝහ සංයුතිය සඳහා අපේක්ෂිත %α පරාසය ස්ථාපිත කළ නොහැක.

රූපය 5. දුර්වල ලෙස ක්‍රියා කරන සමජාතීයකරණ උදුනක විවිධ කොටස්වල %α සංසන්දනය කිරීම.