Եռակցման արտադրության արդյունաբերության մեջ ալյումինի աճի և շատ կիրառությունների համար որպես պողպատի գերազանց այլընտրանքի ընդունման հետ մեկտեղ, աճում են պահանջները, ովքեր ներգրավված են ալյումինի նախագծերի մշակման մեջ, որպեսզի ավելի լավ ծանոթանան նյութերի այս խմբին: Ալյումինն ամբողջությամբ հասկանալու համար խորհուրդ է տրվում սկսել՝ ծանոթանալով ալյումինի նույնականացման/նշանակման համակարգին, առկա բազմաթիվ ալյումինե համաձուլվածքներին և դրանց բնութագրերին:

Ալյումինե խառնուրդի ջերմաստիճանի և նշանակման համակարգ- Հյուսիսային Ամերիկայում ալյումինե համաձուլվածքների տեղաբաշխման և գրանցման համար պատասխանատու է Ալյումինի ասոցիացիան: Ներկայումս Ալյումինի ասոցիացիայում գրանցված են ավելի քան 400 ալյումինի և ալյումինի կռած համաձուլվածքներ և ավելի քան 200 ալյումինի համաձուլվածքներ ձուլվածքների և ձուլակտորների տեսքով: Այս բոլոր գրանցված համաձուլվածքների համաձուլվածքների քիմիական բաղադրության սահմանները պարունակվում են Ալյումինի ասոցիացիայի մեջ.Թեյլ Գիրք«Միջազգային համաձուլվածքների անվանումները և քիմիական բաղադրության սահմանները կռած ալյումինի և կռած ալյումինի համաձուլվածքների համար» և դրանցում.Վարդագույն գիրքվերնագրված «Ձուլվածքների և ձուլակտորների տեսքով ալյումինի համաձուլվածքների անվանումները և քիմիական բաղադրության սահմանները. Այս հրապարակումները կարող են չափազանց օգտակար լինել եռակցման ինժեների համար եռակցման ընթացակարգեր մշակելիս, և երբ կարևոր է քիմիայի և ճաքերի զգայունության հետ դրա կապի դիտարկումը:

Ալյումինի համաձուլվածքները կարելի է դասակարգել մի շարք խմբերի` հիմնվելով կոնկրետ նյութի բնութագրերի վրա, ինչպիսիք են ջերմային և մեխանիկական մշակմանը արձագանքելու նրա կարողությունը և ալյումինի համաձուլվածքին ավելացված առաջնային համաձուլվածքային տարրը: Երբ մենք դիտարկում ենք ալյումինե համաձուլվածքների համար օգտագործվող համարակալման / նույնականացման համակարգը, վերը նշված բնութագրերը նույնացվում են: Կռած և ձուլված ալյումիններն ունեն նույնականացման տարբեր համակարգեր: Դարբնոցային համակարգը 4 նիշանոց համակարգ է, իսկ ձուլածոները՝ եռանիշ և 1 տասնորդական տեղային համակարգով։

Դարբնոցային խառնուրդի նշանակման համակարգ- Նախ կքննարկենք ալյումինե ալյումինի համաձուլվածքի 4 թվանշանային նույնականացման համակարգը: Առաջին թվանշանը (Xxxx) ցույց է տալիս հիմնական համաձուլվածքային տարրը, որն ավելացվել է ալյումինի համաձուլվածքին և հաճախ օգտագործվում է ալյումինե համաձուլվածքի շարքը նկարագրելու համար, այսինքն՝ 1000 սերիա, 2000 սերիա, 3000 սերիա, մինչև 8000 սերիա (տես աղյուսակ 1):

Երկրորդ միանիշը (xXxx), եթե տարբերվում է 0-ից, ցույց է տալիս կոնկրետ խառնուրդի փոփոխություն, իսկ երրորդ և չորրորդ թվանշանները (xxXX) կամայական թվեր են, որոնք տրվում են շարքի որոշակի համաձուլվածքը նույնականացնելու համար: Օրինակ՝ 5183 համաձուլվածքում 5 թիվը ցույց է տալիս, որ այն մագնեզիումի համաձուլվածքի շարքից է, 1-ը ցույց է տալիս, որ այն 1-ն է։^st5083-ի սկզբնական համաձուլվածքի փոփոխություն, և 83-ը նույնացնում է այն 5xxx շարքում:

Այս համաձուլվածքի համարակալման համակարգի միակ բացառությունը 1xxx շարքի ալյումինե համաձուլվածքներն են (մաքուր ալյումիններ), որոնց դեպքում վերջին 2 թվանշանները ապահովում են ալյումինի նվազագույն տոկոսը 99%-ից բարձր, այսինքն՝ համաձուլվածք 13:(50)(99.50% նվազագույն ալյումին):

ԿԱՌԱԲԵՐՎԱԾ ԱԼՈՒՄԻՆԻ ՀԱՄԱՁԳՈՒՅԹԻ ՆՇԱՆԱԿՄԱՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳ

Աղյուսակ 1

Ձուլված խառնուրդի անվանումը- Ձուլված համաձուլվածքի նշանակման համակարգը հիմնված է 3 թվանշանով գումարած տասնորդական նշանակման xxx.x (այսինքն 356.0) վրա: Առաջին թվանշանը (Xxx.x) ցույց է տալիս հիմնական համաձուլվածքային տարրը, որն ավելացվել է ալյումինի համաձուլվածքին (տես աղյուսակ 2):

Ձուլված Ալյումինի համաձուլվածքի ՆՇԱՆԱԿՄԱՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳ

Աղյուսակ 2

Երկրորդ և երրորդ թվանշանները (xXX.x) կամայական թվեր են, որոնք տրվում են շարքի որոշակի համաձուլվածքը նույնականացնելու համար: Տասնորդական կետին հաջորդող թիվը ցույց է տալիս՝ համաձուլվածքը ձուլման (.0) թե ձուլակտոր է (.1 կամ .2): Մեծատառի նախածանցը ցույց է տալիս որոշակի խառնուրդի փոփոխություն:
Օրինակ՝ համաձուլվածք – A356.0 կապիտալ Ա (Axxx.x) ցույց է տալիս խառնուրդ 356.0-ի փոփոխություն: Թիվ 3 (Ա3xx.x) ցույց է տալիս, որ այն սիլիցիումի գումարած պղնձի և/կամ մագնեզիումի շարքից է: 56-ը (Աքս56.0) նույնականացնում է համաձուլվածքը 3xx.x շարքում, իսկ .0 (Axxx.0) ցույց է տալիս, որ դա վերջնական ձևի ձուլվածք է և ոչ թե ձուլակտոր:

Ալյումինի ջերմաստիճանի նշանակման համակարգ -Եթե ​​դիտարկենք ալյումինի համաձուլվածքների տարբեր շարքերը, ապա կտեսնենք, որ դրանց բնութագրերի և հետևանքների կիրառման մեջ զգալի տարբերություններ կան: Նույնականացման համակարգը հասկանալուց հետո առաջին կետը, որը պետք է ճանաչել, այն է, որ վերը նշված շարքում կան երկու հստակ տարբեր տեսակի ալյումին: Սրանք ջերմային մշակվող ալյումինի համաձուլվածքներն են (նրանք, որոնք կարող են ամրություն ձեռք բերել ջերմության ավելացման միջոցով) և ջերմամշակման ենթակա ալյումինի համաձուլվածքները: Այս տարբերությունը հատկապես կարևոր է այս երկու տեսակի նյութերի վրա աղեղային եռակցման ազդեցությունը դիտարկելիս:

1xxx, 3xxx և 5xxx սերիաների դարբնոցային ալյումինե համաձուլվածքները ջերմային մշակման ենթակա չեն և կարող են կարծրանալ միայն լարումներով: 2xxx, 6xxx և 7xxx սերիաների դարբնոցային ալյումինե համաձուլվածքները ջերմային մշակման ենթակա են, իսկ 4xxx շարքը բաղկացած է ինչպես ջերմային մշակման, այնպես էլ չջերմային մշակվող համաձուլվածքներից: 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x և 7xx.x սերիաների ձուլածո համաձուլվածքները ջերմային մշակման ենթակա են: Լարվածության կարծրացումը սովորաբար չի կիրառվում ձուլվածքների վրա:

Ջերմային մշակվող համաձուլվածքները ձեռք են բերում իրենց օպտիմալ մեխանիկական հատկությունները ջերմային մշակման գործընթացի միջոցով, որոնցից ամենատարածված ջերմային մշակումն է լուծույթի ջերմային մշակումը և արհեստական ​​ծերացումը: Լուծման ջերմային բուժումը համաձուլվածքը բարձր ջերմաստիճանի (մոտ 990 աստիճան F) տաքացնելու գործընթաց է՝ համաձուլվածքային տարրերը կամ միացությունները լուծույթի մեջ դնելու համար: Դրան հաջորդում է մարումը, սովորաբար ջրի մեջ, սենյակային ջերմաստիճանում գերհագեցած լուծույթ ստանալու համար: Լուծման ջերմային մշակումը սովորաբար հաջորդում է ծերացմանը: Ծերացումը գերհագեցած լուծույթից տարրերի կամ միացությունների մի մասի նստեցումն է՝ ցանկալի հատկություններ ստանալու համար:

Ջերմային չմշակվող համաձուլվածքները ձեռք են բերում իրենց օպտիմալ մեխանիկական հատկությունները լարվածության կարծրացման միջոցով: Լարվածության կարծրացումը սառը աշխատանքի միջոցով ամրության բարձրացման մեթոդ է:T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՏԵՂՄՈՒԹՅԱՆ ՆՇԱՆԱԿՈՒՄՆԵՐԸ

Աղյուսակ 3

Ի լրումն հիմնական ջերմաստիճանի նշանակման, կան երկու ենթաբաժանումների կատեգորիաներ, որոնցից մեկը վերաբերում է «H» ջերմաստիճանին` լարվածության կարծրացմանը, իսկ մյուսը վերաբերում է «T» ջերմաստիճանին` ջերմային մշակված նշանակմանը:

H Temper-ի ստորաբաժանումներ – Strain Hardened

H-ից հետո առաջին նիշը ցույց է տալիս հիմնական գործողությունը.
H1– Միայն լարում կարծրացված է:
H2– Լարում կարծրացած և մասամբ հալված:
H3– Լարումը կարծրացել և կայունացել է:
H4– Լարում կարծրացված և լաքապատ կամ ներկված:

H-ից հետո երկրորդ նիշը ցույց է տալիս լարվածության կարծրացման աստիճանը.
HX2– Քառորդ կոշտ HX4– Կես կոշտ HX6- Երեք քառորդ դժվար
HX8- Full Hard HX9- Ավելորդ դժվար

T Temper-ի ստորաբաժանումներ – Ջերմային մշակված

T1- Բնականաբար ծերանում է բարձր ջերմաստիճանի ձևավորման գործընթացից սառչելուց հետո, ինչպիսին է արտամղումը:
T2- Սառը աշխատում էր բարձր ջերմաստիճանի ձևավորման գործընթացից սառչելուց հետո, այնուհետև բնականաբար հնանում:
T3- Ջերմային մշակված, սառը մշակված և բնական հնեցված լուծույթ:
T4- Ջերմային մշակված և բնական հնեցված լուծույթ:
T5- Արհեստականորեն ծերանում է բարձր ջերմաստիճանի ձևավորման գործընթացից սառչելուց հետո:
T6- Ջերմային մշակված և արհեստականորեն հնեցված լուծույթ:
T7- Ջերմային մշակված և կայունացված լուծույթ (գերակատարում):
T8- Ջերմային մշակված, սառը մշակված և արհեստական ​​հնեցված լուծույթ։
T9- Ջերմային մշակված, արհեստականորեն հնեցված և սառը մշակված լուծույթ:
T10- Սառը աշխատել է բարձր ջերմաստիճանի ձևավորման գործընթացից սառչելուց հետո, այնուհետև արհեստականորեն հնացել է:

Լրացուցիչ թվերը ցույց են տալիս սթրեսից ազատում:
Օրինակներ.
TX51կամ TXX51- Սթրեսը ազատվում է ձգվելուց:
TX52կամ TXX52- Սթրեսը ազատվում է սեղմելով:

Ալյումինե համաձուլվածքներ և դրանց բնութագրերը- Եթե դիտարկենք ալյումինե ալյումինե համաձուլվածքների յոթ շարքը, մենք կգնահատենք դրանց տարբերությունները և կհասկանանք դրանց կիրառությունն ու բնութագրերը:

1xxx սերիայի համաձուլվածքներ– (ջերմային չմշակվող – 10-ից 27 ksi վերջնական առաձգական ուժով) այս շարքը հաճախ անվանում են մաքուր ալյումինի շարք, քանի որ պահանջվում է ունենալ նվազագույն ալյումինի 99.0%: Եռակցելի են։ Այնուամենայնիվ, հալման նեղ տիրույթի պատճառով դրանք պահանջում են որոշակի նկատառումներ՝ եռակցման ընդունելի ընթացակարգեր ստեղծելու համար: Երբ հաշվի են առնվում արտադրության համար, այս համաձուլվածքներն ընտրվում են հիմնականում իրենց բարձր կոռոզիոն դիմադրության համար, ինչպիսիք են մասնագիտացված քիմիական տանկերը և խողովակաշարերը, կամ իրենց գերազանց էլեկտրական հաղորդունակության համար, ինչպես երթևեկելի բարերի կիրառման դեպքում: Այս համաձուլվածքներն ունեն համեմատաբար վատ մեխանիկական հատկություններ և հազվադեպ են դիտարկվում ընդհանուր կառուցվածքային կիրառությունների համար: Այս բազային համաձուլվածքները հաճախ եռակցվում են համապատասխան լցավորիչ նյութով կամ 4xxx լցանյութի համաձուլվածքներով՝ կախված կիրառման և կատարողականի պահանջներից:

2xxx Series համաձուլվածքներ– (ջերմային բուժման ենթակա – 27-ից մինչև 62 ksi վերջնական առաձգական ուժով) սրանք ալյումինի/պղնձի համաձուլվածքներ են (պղնձի հավելումներ տատանվում են 0,7-ից 6,8%) և բարձր ամրության, բարձր արդյունավետության համաձուլվածքներ են, որոնք հաճախ օգտագործվում են օդատիեզերական և օդանավերի կիրառման համար: Նրանք գերազանց ուժ ունեն ջերմաստիճանի լայն տիրույթում: Այս համաձուլվածքներից մի քանիսը աղեղային եռակցման գործընթացներով համարվում են ոչ եռակցվող՝ տաք ճաքերի և սթրեսային կոռոզիայից ճաքերի նկատմամբ զգայունության պատճառով; սակայն, մյուսները շատ հաջողությամբ եռակցվում են եռակցման ճիշտ ընթացակարգերով: Այս բազային նյութերը հաճախ եռակցվում են բարձր ամրության 2xxx սերիայի լցանյութերի համաձուլվածքներով, որոնք նախատեսված են դրանց կատարողականությանը համապատասխան, բայց երբեմն կարող են զոդվել 4xxx սերիայի լցոնիչներով, որոնք պարունակում են սիլիցիում կամ սիլիցիում և պղինձ՝ կախված կիրառման և սպասարկման պահանջներից:

3xxx Series համաձուլվածքներ– (ջերմային չմշակվող – 16-ից մինչև 41 ksi վերջնական առաձգական ուժով) Սրանք ալյումինի/մանգանի համաձուլվածքներն են (մանգանի հավելումները տատանվում են 0,05-ից մինչև 1,8%) և ունեն չափավոր ամրություն, ունեն լավ կոռոզիոն դիմադրություն, լավ ձևավորելիություն և հարմարեցված են: բարձր ջերմաստիճաններում օգտագործելու համար: Դրանց առաջին կիրառություններից մեկը կաթսաներն ու թավաներն էին, և դրանք այսօր հանդիսանում են մեքենաների և էլեկտրակայանների ջերմափոխանակիչների հիմնական բաղադրիչը: Նրանց չափավոր ուժը, սակայն, հաճախ բացառում է նրանց ուշադրությունը կառուցվածքային կիրառությունների համար: Այս բազային համաձուլվածքները եռակցվում են 1xxx, 4xxx և 5xxx սերիաների լցավորման համաձուլվածքների հետ՝ կախված դրանց հատուկ քիմիայից և կիրառման և սպասարկման հատուկ պահանջներից:

4xxx Series համաձուլվածքներ– (ջերմային մշակման ենթակա և ջերմային չմշակվող – 25-ից մինչև 55 ksi վերջնական առաձգական ուժով) Սրանք ալյումինի/սիլիկոնի համաձուլվածքներն են (սիլիկոնի հավելումները տատանվում են 0,6-ից մինչև 21,5%) և միակ շարքն են, որոնք պարունակում են և՛ ջերմային մշակման ենթակա, և՛ ոչ: ջերմային մշակվող համաձուլվածքներ: Սիլիցիումը, երբ ավելացվում է ալյումինին, նվազեցնում է դրա հալման կետը և բարելավում է իր հեղուկությունը հալվելիս: Այս բնութագրերը ցանկալի են լցավորող նյութերի համար, որոնք օգտագործվում են ինչպես միաձուլման, այնպես էլ եռակցման համար: Հետևաբար, համաձուլվածքների այս շարքը հիմնականում հանդիպում է որպես լցանյութ: Սիլիցիումը, անկախ ալյումինից, ջերմային մշակման ենթակա չէ. Այնուամենայնիվ, այս սիլիցիումային համաձուլվածքներից մի քանիսը նախագծված են մագնեզիումի կամ պղնձի հավելումներ ունենալու համար, ինչը նրանց հնարավորություն է տալիս բարենպաստ արձագանքել լուծույթի ջերմային մշակմանը: Սովորաբար, այս ջերմային մշակվող լցանյութերի համաձուլվածքները օգտագործվում են միայն այն դեպքում, երբ եռակցված բաղադրիչը պետք է ենթարկվի եռակցման հետջերմային մշակման:

5xxx Series համաձուլվածքներ– (ջերմային մշակման ենթակա – 18-ից մինչև 51 ksi վերջնական առաձգական ուժով) Սրանք ալյումինի/մագնեզիումի համաձուլվածքներն են (մագնեզիումի հավելումները տատանվում են 0,2-ից մինչև 6,2%) և ունեն ամենաբարձր ամրությունը ոչ ջերմային մշակվող համաձուլվածքներից: Բացի այդ, այս համաձուլվածքների շարքը հեշտությամբ եռակցվում է, և այդ պատճառով դրանք օգտագործվում են մի շարք ծրագրերի համար, ինչպիսիք են նավաշինությունը, տրանսպորտը, ճնշման անոթները, կամուրջները և շենքերը: Մագնեզիումի հիմքի համաձուլվածքները հաճախ եռակցվում են լցավորող համաձուլվածքներով, որոնք ընտրվում են հիմնական նյութի մագնեզիումի պարունակությունը և եռակցված բաղադրիչի կիրառման և սպասարկման պայմանները հաշվի առնելուց հետո: Այս շարքի համաձուլվածքները, որոնք պարունակում են ավելի քան 3,0% մագնեզիում, խորհուրդ չեն տրվում 150 °F-ից բարձր ջերմաստիճանի սպասարկման համար, քանի որ դրանք զգայուն են և հետագայում ենթակա են սթրեսային կոռոզիայից ճաքերի: Մոտավորապես 2,5%-ից պակաս մագնեզիում պարունակող հիմքային համաձուլվածքները հաճախ հաջողությամբ եռակցվում են 5xxx կամ 4xxx սերիայի լցավորիչ համաձուլվածքների հետ: Հիմնական համաձուլվածքը 5052 ընդհանուր առմամբ ճանաչվում է որպես մագնեզիումի պարունակության առավելագույն համաձուլվածք, որը կարող է եռակցվել 4xxx սերիայի լցահարթիչով: Էվեկտիկական հալման հետ կապված խնդիրների և դրա հետ կապված վատ եռակցման մեխանիկական հատկությունների պատճառով խորհուրդ չի տրվում եռակցել այս համաձուլվածքի շարքում նյութերը, որոնք պարունակում են ավելի մեծ քանակությամբ մագնեզիում 4xxx սերիայի լցոնիչներով: Ավելի բարձր մագնեզիումի բազային նյութերը եռակցվում են միայն 5xxx լցանյութերի համաձուլվածքներով, որոնք ընդհանուր առմամբ համապատասխանում են բազային խառնուրդի կազմին:

6XXX Series համաձուլվածքներ– (ջերմային մշակման ենթակա – 18-ից մինչև 58 ksi վերջնական առաձգական ուժով) Սրանք ալյումինի/մագնեզիում-սիլիկոնի համաձուլվածքներն են (մագնեզիում և սիլիցիումի հավելումներ մոտ 1,0%) և լայնորեն հայտնաբերված են եռակցման արտադրության արդյունաբերության մեջ, որոնք հիմնականում օգտագործվում են ձևով: արտամղումներ և ներառված բազմաթիվ կառուցվածքային բաղադրիչների մեջ: Ալյումինին մագնեզիումի և սիլիցիումի ավելացումն առաջացնում է մագնեզիում-սիլիկցիդի միացություն, որն ապահովում է այս նյութի կարողությունը դառնալու լուծույթի ջերմային մշակում` բարելավված ամրության համար: Այս համաձուլվածքները, բնականաբար, զգայուն են պնդացման ճաքերին, և այդ պատճառով դրանք չպետք է եռակցվեն ինքնագենով (առանց լցանյութի): Աղեղով եռակցման գործընթացում բավարար քանակությամբ լցնող նյութի ավելացումն անհրաժեշտ է հիմքի նյութի նոսրացում ապահովելու համար՝ դրանով իսկ կանխելով տաք ճաքերի խնդիրը: Դրանք եռակցվում են և՛ 4xxx, և՛ 5xxx լցոնման նյութերով՝ կախված կիրառման և սպասարկման պահանջներից:

7XXX Series համաձուլվածքներ– (ջերմային բուժում – 32-ից մինչև 88 ksi վերջնական առաձգական ուժով) Սրանք ալյումինի/ցինկի համաձուլվածքներն են (ցինկի հավելումները տատանվում են 0,8-ից մինչև 12,0%) և ներառում են ամենաբարձր ամրության ալյումինի համաձուլվածքներից մի քանիսը: Այս համաձուլվածքները հաճախ օգտագործվում են բարձր արդյունավետության ծրագրերում, ինչպիսիք են օդանավերը, օդատիեզերքը և մրցակցային սպորտային սարքավորումները: Ինչպես համաձուլվածքների 2xxx շարքը, այս շարքը ներառում է համաձուլվածքներ, որոնք համարվում են աղեղային եռակցման համար ոչ պիտանի թեկնածուներ, և այլք, որոնք հաճախ աղեղով եռակցվում են հաջողությամբ: Այս շարքի սովորաբար եռակցվող համաձուլվածքները, ինչպիսին է 7005-ը, հիմնականում եռակցվում են 5xxx սերիայի լցավորիչ համաձուլվածքների հետ:

Ամփոփում- Այսօրվա ալյումինե համաձուլվածքները, իրենց տարբեր բնավորությամբ, ներառում են արտադրական նյութերի լայն և բազմակողմանի տեսականի: Արտադրանքի օպտիմալ ձևավորման և եռակցման գործընթացի հաջող զարգացման համար կարևոր է հասկանալ առկա բազմաթիվ համաձուլվածքների և դրանց տարբեր կատարողականության և եռակցման բնութագրերի միջև եղած տարբերությունները: Այս տարբեր համաձուլվածքների համար աղեղային եռակցման ընթացակարգեր մշակելիս պետք է հաշվի առնել եռակցվող հատուկ խառնուրդը: Հաճախ ասում են, որ ալյումինի աղեղով եռակցումը դժվար չէ, «ուղղակի այլ է»։ Ես կարծում եմ, որ այս տարբերությունները հասկանալու կարևոր մասը տարբեր համաձուլվածքների, դրանց բնութագրերի և նույնականացման համակարգի հետ ծանոթանալն է: