Եռակցման արտադրության ոլորտում ալյումինի աճի և բազմաթիվ կիրառությունների համար պողպատի գերազանց այլընտրանք դառնալու հետ մեկտեղ, ալյումինե նախագծերի մշակմամբ զբաղվողների համար ավելի ու ավելի մեծ պահանջներ են առաջանում ավելի լավ ծանոթանալու նյութերի այս խմբին: Ալյումինը լիովին հասկանալու համար խորհուրդ է տրվում սկսել ալյումինի նույնականացման/նշման համակարգի, առկա բազմաթիվ ալյումինե համաձուլվածքների և դրանց բնութագրերի հետ ծանոթանալուց:

Ալյումինե համաձուլվածքի ջերմաստիճանի և նշանակման համակարգ- Հյուսիսային Ամերիկայում «Ալյումինի ասոցիացիա» ընկերությունը պատասխանատու է ալյումինե համաձուլվածքների բաշխման և գրանցման համար: Ներկայումս Ալյումինի ասոցիացիայում գրանցված է ավելի քան 400 կռած ալյումին և կռած ալյումինե համաձուլվածքներ, ինչպես նաև ավելի քան 200 ալյումինե համաձուլվածքներ՝ ձուլվածքների և ձուլակտորների տեսքով: Այս բոլոր գրանցված համաձուլվածքների համար համաձուլվածքների քիմիական կազմի սահմանաչափերը ներառված են Ալյումինի ասոցիացիայի կանոնակարգերում:Կապույտ կապույտ գիրքվերնագրված «Կռած ալյումինի և կռած ալյումինե համաձուլվածքների միջազգային համաձուլվածքների անվանումները և քիմիական կազմի սահմանները» և դրանցումՎարդագույն գիրք«Ալյումինե համաձուլվածքների անվանումները և քիմիական կազմի սահմանները ձուլվածքների և ձուլակտորների տեսքով» վերնագրով։ Այս հրապարակումները կարող են չափազանց օգտակար լինել եռակցման ինժեների համար եռակցման ընթացակարգեր մշակելիս, և երբ կարևոր է հաշվի առնել քիմիան և դրա կապը ճաքերի զգայունության հետ։

Ալյումինե համաձուլվածքները կարելի է դասակարգել մի շարք խմբերի՝ հիմնվելով տվյալ նյութի բնութագրերի վրա, ինչպիսիք են ջերմային և մեխանիկական մշակմանը արձագանքելու ունակությունը և ալյումինե համաձուլվածքին ավելացված հիմնական համաձուլվածքային տարրը: Երբ մենք դիտարկում ենք ալյումինե համաձուլվածքների համար օգտագործվող համարակալման/նույնականացման համակարգը, վերը նշված բնութագրերը նույնականացվում են: Ձուլված և ձուլված ալյումիններն ունեն տարբեր նույնականացման համակարգեր: Ձուլված համակարգը 4-նիշանոց համակարգ է, իսկ ձուլվածները՝ 3-նիշանոց և 1 տասնորդական նիշանոց համակարգ:

Կռած համաձուլվածքի նշանակման համակարգ- Սկզբում կքննարկենք 4-անիշ կոփված ալյումինե համաձուլվածքի նույնականացման համակարգը։ Առաջին նիշը (Xxxx) ցույց է տալիս ալյումինե համաձուլվածքին ավելացված հիմնական համաձուլվածքային տարրը և հաճախ օգտագործվում է ալյումինե համաձուլվածքի շարքը նկարագրելու համար, այսինքն՝ 1000 շարք, 2000 շարք, 3000 շարք, մինչև 8000 շարք (տե՛ս աղյուսակ 1):

Երկրորդ միանիշ թիվը (x)Xxx), եթե տարբերվում է 0-ից, նշանակում է տվյալ համաձուլվածքի փոփոխություն, իսկ երրորդ և չորրորդ թվանշանները (xxXX) կամայական թվեր են, որոնք տրվում են շարքում որոշակի համաձուլվածքը նույնականացնելու համար: Օրինակ՝ 5183 համաձուլվածքում 5 թիվը ցույց է տալիս, որ այն մագնեզիումի համաձուլվածքի շարքից է, 1-ը՝ որ այն 1-ն է:^stբնօրինակ 5083 համաձուլվածքի փոփոխություն, և 83-ը այն նույնականացնում է 5xxx շարքում։

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

Կռած ալյումինե համաձուլվածքի նշանակման համակարգ

Աղյուսակ 1

Ձուլված համաձուլվածքի նշանակում- Ձուլված համաձուլվածքի նշագրման համակարգը հիմնված է xxx.x (այսինքն՝ 356.0) 3 թվանշանից ավելի տասնորդական նշման վրա: Առաջին թվանշանը (Xxx.x)-ը ցույց է տալիս ալյումինե համաձուլվածքին ավելացված հիմնական համաձուլվածքային տարրը (տե՛ս աղյուսակ 2):

Ձուլածո ալյումինե համաձուլվածքի նշանակման համակարգ

Աղյուսակ 2

Երկրորդ և երրորդ թվանշանները (x)XX.x)-ը կամայական թվեր են, որոնք տրվում են շարքում որոշակի համաձուլվածքը նույնականացնելու համար: Տասնորդական կետին հաջորդող թիվը ցույց է տալիս, թե արդյոք համաձուլվածքը ձուլվածք է (.0), թե ձուլակտոր (.1 կամ .2): Մեծատառ նախածանցը ցույց է տալիս որոշակի համաձուլվածքի փոփոխություն:
Օրինակ՝ համաձուլվածք – A356.0 մեծատառ A (Axxx.x)-ը ցույց է տալիս 356.0 համաձուլվածքի մոդիֆիկացիա։ 3 թիվը (A3xx.x)-ը ցույց է տալիս, որ այն պատկանում է սիլիցիում գումարած պղինձ և/կամ մագնեզիում շարքին։ 56 դյույմը (Ax)56.0)-ը նույնականացնում է 3xx.x շարքի համաձուլվածքը, իսկ .0-ը (Axxx.0) ցույց է տալիս, որ դա վերջնական ձևի ձուլում է, այլ ոչ թե ձուլակտոր։

Ալյումինի ջերմաստիճանի նշման համակարգ -Եթե ​​դիտարկենք ալյումինե համաձուլվածքների տարբեր շարքերը, կտեսնենք, որ կան զգալի տարբերություններ դրանց բնութագրերի և հետևանքային կիրառման մեջ: Նույնականացման համակարգը հասկանալուց հետո առաջին կետը, որը պետք է հաշվի առնել, այն է, որ վերը նշված շարքերում կան ալյումինի երկու տարբեր տեսակներ: Դրանք են ջերմամշակվող ալյումինե համաձուլվածքները (որոնք կարող են ամրություն ձեռք բերել ջերմության ավելացման միջոցով) և ջերմամշակվող չլինող ալյումինե համաձուլվածքները: Այս տարբերությունը հատկապես կարևոր է այս երկու տեսակի նյութերի վրա աղեղային եռակցման ազդեցությունը դիտարկելիս:

1xxx, 3xxx և 5xxx շարքերի կռածո ալյումինե համաձուլվածքները չեն ենթարկվում ջերմային մշակման և ենթարկվում են միայն լարվածության տակ կարծրացման: 2xxx, 6xxx և 7xxx շարքերի կռածո ալյումինե համաձուլվածքները ենթարկվում են ջերմային մշակման, իսկ 4xxx շարքը բաղկացած է ինչպես ջերմային մշակման, այնպես էլ ոչ ջերմային մշակման ենթարկվող համաձուլվածքներից: 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x և 7xx.x շարքերի ձուլածո համաձուլվածքները ջերմային մշակման ենթարկվող են: Ձուլվածքների վրա լարվածության տակ կարծրացումը սովորաբար չի կիրառվում:

Ջերմամշակվող համաձուլվածքները իրենց օպտիմալ մեխանիկական հատկությունները ձեռք են բերում ջերմային մշակման գործընթացի միջոցով, որոնցից ամենատարածվածներն են լուծույթային ջերմամշակումը և արհեստական ​​​​հնացումը: Լուծույթային ջերմամշակումը համաձուլվածքը բարձր ջերմաստիճանի (մոտ 990 աստիճան Ֆարենհայտ) տաքացնելու գործընթացն է՝ համաձուլվածքային տարրերը կամ միացությունները լուծույթի մեջ դնելու համար: Դրան հաջորդում է մարումը, սովորաբար ջրում, սենյակային ջերմաստիճանում գերհագեցած լուծույթ ստանալու համար: Լուծույթային ջերմամշակմանը սովորաբար հաջորդում է հնացումը: Հնացումը տարրերի կամ միացությունների մի մասի գերհագեցած լուծույթից նստեցումն է՝ ցանկալի հատկություններ ստանալու համար:

Ջերմամշակման չենթարկվող համաձուլվածքները իրենց օպտիմալ մեխանիկական հատկությունները ձեռք են բերում լարվածության կարծրացման միջոցով: Լարվածության կարծրացումը ամրությունը մեծացնելու մեթոդ է սառը մշակման միջոցով: T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

Հիմնական բնավորության նշանները

Աղյուսակ 3

Հիմնական ջերմաստիճանի նշանակումից բացի, կան երկու ենթաբաժիններ՝ մեկը վերաբերում է «H» ջերմաստիճանին՝ լարվածության կարծրացմանը, իսկ մյուսը՝ «T» ջերմաստիճանին՝ ջերմային մշակված նշանակումին։

H-ի ենթաբաժանումներ՝ ջերմաստիճանի նկատմամբ կարծրացած

H տառից հետո առաջին թվանշանը ցույց է տալիս հիմնական գործողությունը.
H1– Միայն լարվածության մեջ կարծրացված։
H2– Դեֆորմացիայի տակ կարծրացված և մասամբ թրծված։
H3– Լարվածության տակ կարծրացված և կայունացված։
H4– Լարվածությամբ կարծրացված և լաքապատված կամ ներկված:

H տառից հետո երկրորդ թվանշանը ցույց է տալիս լարվածության կարծրացման աստիճանը։
HX2– Քառորդ Hard HX4– Կիսահարթ HX6– Երեք քառորդը կոշտ
HX8– Լրիվ կոշտ HX9– Շատ կոշտ

T ջերմաստիճանի ենթաբաժանումներ՝ ջերմային մշակմամբ

T1- Բնականաբար հասունացած՝ սառեցնելուց հետո բարձր ջերմաստիճանի ձևավորման գործընթացից, ինչպիսին է էքստրուդացումը:
T2- Սառը մշակում՝ բարձր ջերմաստիճանի ձևավորման գործընթացից սառեցնելուց և այնուհետև բնականորեն հասունացնելուց հետո:
T3- Լուծույթը ջերմային մշակման է ենթարկվել, սառը մշակման է ենթարկվել և բնականորեն հասունացել է։
T4- Լուծույթը ջերմային մշակման է ենթարկվել և բնականորեն հասունացել է։
T5- Արհեստականորեն հասունացված՝ բարձր ջերմաստիճանի ձևավորման գործընթացից հետո սառեցնելուց հետո:
T6- Լուծույթը ջերմային մշակման է ենթարկվել և արհեստականորեն հասունացել է։
T7- Լուծույթը ջերմային մշակման է ենթարկվել և կայունացվել է (գերհնացած):
T8- Լուծույթը ջերմային մշակման է ենթարկվել, սառը մշակման է ենթարկվել և արհեստականորեն հասունացել է։
T9- Լուծույթը ենթարկվել է ջերմային մշակման, արհեստականորեն հասունացման և սառը մշակման։
T10- Սառը եղանակով մշակում՝ բարձր ջերմաստիճանի ձևավորման գործընթացից սառեցնելուց և այնուհետև արհեստականորեն հասունացնելուց հետո:

Լրացուցիչ թվանշանները ցույց են տալիս սթրեսի թեթևացումը։
Օրինակներ՝
TX51կամ TXX51- Սթրեսի թեթևացում ձգումների միջոցով։
TX52կամ TXX52- Սեղմման միջոցով թեթևացվում է լարվածությունը։

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

1xxx շարքի համաձուլվածքներ– (չեն ենթարկվում ջերմային մշակման՝ 10-ից 27 ksi առավելագույն ձգման ամրությամբ) այս շարքը հաճախ անվանում են մաքուր ալյումինի շարք, քանի որ պահանջվում է ունենալ առնվազն 99.0% ալյումին։ Դրանք եռակցվող են։ Սակայն, իրենց նեղ հալման միջակայքի պատճառով, դրանք պահանջում են որոշակի նկատառումներ՝ ընդունելի եռակցման ընթացակարգեր ապահովելու համար։ Արտադրության համար դիտարկվելիս այս համաձուլվածքները ընտրվում են հիմնականում իրենց բարձր կոռոզիոն դիմադրության համար, ինչպես օրինակ՝ մասնագիտացված քիմիական բաքերում և խողովակաշարերում, կամ իրենց գերազանց էլեկտրահաղորդականության համար, ինչպես օրինակ՝ լարային ձողերի կիրառություններում։ Այս համաձուլվածքներն ունեն համեմատաբար վատ մեխանիկական հատկություններ և հազվադեպ են դիտարկվում ընդհանուր կառուցվածքային կիրառությունների համար։ Այս հիմնական համաձուլվածքները հաճախ եռակցվում են համապատասխան լցանյութով կամ 4xxx լցանյութով, կախված կիրառությունից և կատարողականի պահանջներից։

2xxx շարքի համաձուլվածքներ– (ջերմամշակվող՝ 27-ից 62 ksi առավելագույն ձգման ամրությամբ) սրանք ալյումին/պղնձի համաձուլվածքներ են (պղնձի հավելումները տատանվում են 0.7-ից 6.8%), և բարձր ամրության, բարձր արդյունավետության համաձուլվածքներ են, որոնք հաճախ օգտագործվում են ավիատիեզերական և ավիացիոն կիրառություններում: Դրանք ունեն գերազանց ամրություն ջերմաստիճանի լայն տիրույթում: Այս համաձուլվածքներից մի քանիսը համարվում են ոչ եռակցվող աղեղային եռակցման գործընթացներով՝ տաք ճաքերի և լարվածության կոռոզիայի ճաքերի նկատմամբ իրենց զգայունության պատճառով. սակայն մյուսները շատ հաջողությամբ եռակցվում են աղեղային եռակցման ճիշտ ընթացակարգերով: Այս հիմնական նյութերը հաճախ եռակցվում են բարձր ամրության 2xxx շարքի լցոնիչ համաձուլվածքներով, որոնք նախատեսված են իրենց կատարողականին համապատասխանելու համար, բայց երբեմն կարող են եռակցվել 4xxx շարքի լցոնիչներով, որոնք պարունակում են սիլիցիում կամ սիլիցիում և պղինձ՝ կախված կիրառման և սպասարկման պահանջներից:

3xxx շարքի համաձուլվածքներ– (չեն ենթարկվում ջերմային մշակման՝ 16-ից 41 ksi առավելագույն ձգման ամրությամբ) Սրանք ալյումին/մանգան համաձուլվածքներ են (մանգանի ավելացումները տատանվում են 0.05-ից 1.8%) և ունեն միջին ամրություն, լավ կոռոզիոն դիմադրություն, լավ ձևավորման ունակություն և հարմար են բարձր ջերմաստիճաններում օգտագործելու համար: Դրանց առաջին կիրառություններից մեկը կաթսաներն ու թավաներն էին, և այսօր դրանք տրանսպորտային միջոցների և էլեկտրակայանների ջերմափոխանակիչների հիմնական բաղադրիչն են: Սակայն դրանց միջին ամրությունը հաճախ խոչընդոտում է դրանց օգտագործումը կառուցվածքային կիրառություններում: Այս հիմնական համաձուլվածքները եռակցվում են 1xxx, 4xxx և 5xxx շարքի լցոնիչ համաձուլվածքներով՝ կախված դրանց քիմիական բաղադրությունից և կիրառման ու սպասարկման հատուկ պահանջներից:

4xxx շարքի համաձուլվածքներ– (ջերմամշակվող և ոչ ջերմամշակվող՝ 25-ից 55 ksi ձգման ամրության առավելագույն արժեքով) Սրանք ալյումին/սիլիկոնային համաձուլվածքներ են (սիլիկոնի հավելումները տատանվում են 0.6-ից 21.5%) և միակ շարքերն են, որոնք պարունակում են ինչպես ջերմամշակվող, այնպես էլ ոչ ջերմամշակվող համաձուլվածքներ: Ալյումինին ավելացվող սիլիցիումը նվազեցնում է դրա հալման ջերմաստիճանը և բարելավում դրա հոսունությունը հալվելիս: Այս բնութագրերը ցանկալի են ինչպես հալեցման եռակցման, այնպես էլ եռակցման համար օգտագործվող լցանյութի համար: Հետևաբար, համաձուլվածքների այս շարքը հիմնականում հանդիպում է որպես լցանյութ: Սիլիցիումը, անկախ ալյումինի մեջ, ջերմամշակվող չէ. սակայն, այս սիլիցիումային համաձուլվածքներից մի քանիսը նախագծված են մագնեզիումի կամ պղնձի հավելումներ ունենալու համար, ինչը նրանց հնարավորություն է տալիս դրականորեն արձագանքել լուծույթային ջերմային մշակմանը: Սովորաբար, այս ջերմամշակվող լցանյութային համաձուլվածքները օգտագործվում են միայն այն դեպքում, երբ եռակցված բաղադրիչը պետք է ենթարկվի եռակցումից հետո ջերմային մշակման:

5xxx շարքի համաձուլվածքներ– (չեն ենթարկվում ջերմային մշակման՝ 18-ից 51 ksi առավելագույն ձգման ամրությամբ) Սրանք ալյումին/մագնեզիում համաձուլվածքներ են (մագնեզիումի ավելացումները տատանվում են 0.2-ից 6.2%) և ունեն ջերմային մշակման չենթարկվող համաձուլվածքների ամենաբարձր ամրությունը: Բացի այդ, այս համաձուլվածքների շարքը հեշտությամբ եռակցվող է, և այդ պատճառով դրանք օգտագործվում են լայն կիրառությունների համար, ինչպիսիք են նավաշինությունը, տրանսպորտը, ճնշման անոթները, կամուրջները և շենքերը: Մագնեզիումի հիմքով համաձուլվածքները հաճախ եռակցվում են լցոնիչ համաձուլվածքներով, որոնք ընտրվում են հիմնական նյութի մագնեզիումի պարունակությունը և եռակցվող բաղադրիչի կիրառման և սպասարկման պայմանները հաշվի առնելով: Այս շարքի համաձուլվածքները, որոնք պարունակում են ավելի քան 3.0% մագնեզիում, խորհուրդ չեն տրվում օգտագործել 150 աստիճան Ֆարենհայտից բարձր ջերմաստիճանում՝ զգայունացման և հետագա լարվածության կոռոզիայի ճաքերի առաջացման հավանականության պատճառով: Մոտավորապես 2.5%-ից պակաս մագնեզիում պարունակող հիմնական համաձուլվածքները հաճախ հաջողությամբ եռակցվում են 5xxx կամ 4xxx շարքի լցոնիչ համաձուլվածքներով: 5052 հիմնական համաձուլվածքը ընդհանուր առմամբ ճանաչվում է որպես մագնեզիումի առավելագույն պարունակությամբ հիմնական համաձուլվածք, որը կարող է եռակցվել 4xxx շարքի լցանյութի հետ։ Էվտեկտիկ հալման հետ կապված խնդիրների և դրա հետ կապված վատ եռակցված մեխանիկական հատկությունների պատճառով, այս համաձուլվածքի շարքի նյութերը, որոնք պարունակում են մագնեզիումի ավելի մեծ քանակություն, խորհուրդ չի տրվում եռակցել 4xxx շարքի լցանյութերի հետ։ Ավելի բարձր մագնեզիումի պարունակությամբ նյութերը եռակցվում են միայն 5xxx լցանյութի համաձուլվածքներով, որոնք ընդհանուր առմամբ համապատասխանում են հիմնական համաձուլվածքի կազմին։

6XXX շարքի համաձուլվածքներ– (ջերմամշակվող – 18-ից 58 ksi առավելագույն ձգման ամրությամբ) Սրանք ալյումին/մագնեզիում-սիլիկոնային համաձուլվածքներ են (մագնեզիումի և սիլիցիումի հավելումներ՝ մոտ 1.0%) և լայնորեն հանդիպում են եռակցման արտադրության արդյունաբերության մեջ, հիմնականում օգտագործվում են էքստրուզիայի տեսքով և ներառված են բազմաթիվ կառուցվածքային բաղադրիչներում: Մագնեզիումի և սիլիցիումի ալյումինին ավելացումը առաջացնում է մագնեզիում-սիլիցիդի միացություն, որը այս նյութին հնարավորություն է տալիս ենթարկվել լուծույթային ջերմային մշակման՝ բարելավելու ամրությունը: Այս համաձուլվածքները բնականաբար զգայուն են պնդացման ճաքերի նկատմամբ, և այդ պատճառով դրանք չպետք է ենթարկվեն աղեղային եռակցման ինքնաբերաբար (առանց լցանյութի): ​​Աղեղային եռակցման գործընթացում լցանյութի բավարար քանակի ավելացումը կարևոր է հիմնական նյութի նոսրացումն ապահովելու համար, այդպիսով կանխելով տաք ճաքերի խնդիրը: Դրանք եռակցվում են ինչպես 4xxx, այնպես էլ 5xxx լցանյութով, կախված կիրառությունից և սպասարկման պահանջներից:

7XXX շարքի համաձուլվածքներ– (ջերմամշակվող՝ 32-ից 88 ksi առավելագույն ձգման ամրությամբ) Սրանք ալյումին/ցինկի համաձուլվածքներ են (ցինկի հավելումները տատանվում են 0.8-ից 12.0%) և ներառում են ամենաբարձր ամրության ալյումինե համաձուլվածքներից մի քանիսը: Այս համաձուլվածքները հաճախ օգտագործվում են բարձր արդյունավետությամբ կիրառություններում, ինչպիսիք են ինքնաթիռաշինությունը, ավիատիեզերական արդյունաբերությունը 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 հաջողությամբ եռակցվում են աղեղային եռակցմամբ: Այս շարքի սովորաբար եռակցվող համաձուլվածքները, ինչպիսին է 7005-ը, հիմնականում եռակցվում են 5xxx շարքի լցոնիչ համաձուլվածքներով:

Ամփոփում- Այսօրվա ալյումինե համաձուլվածքները, իրենց տարբեր ջերմաստիճաններով հանդերձ, կազմում են արտադրական նյութերի լայն և բազմակողմանի տեսականի: Արտադրանքի օպտիմալ նախագծման և հաջող եռակցման ընթացակարգի մշակման համար կարևոր է հասկանալ բազմաթիվ առկա համաձուլվածքների և դրանց տարբեր կատարողականության ու եռակցման բնութագրերի միջև եղած տարբերությունները: Այս տարբեր համաձուլվածքների համար աղեղային եռակցման ընթացակարգեր մշակելիս պետք է հաշվի առնել եռակցվող կոնկրետ համաձուլվածքը: Հաճախ ասվում է, որ ալյումինի աղեղային եռակցումը դժվար չէ, «այն պարզապես տարբեր է»: Ես կարծում եմ, որ այս տարբերությունները հասկանալու կարևոր մասը տարբեր համաձուլվածքների, դրանց բնութագրերի և նույնականացման համակարգի հետ ծանոթանալն է: