Visió de conjunt
El tractament tèrmic dels aliatges d’alumini és un conjunt de processos controlats que escalfen, es remullen i es dissenyen refrigeració per modificar propietats mecàniques com la força, la duresa, la ductilitat i la resistència a la corrosió .} béns de consum .
CLAU PERSONALS:
El tractament tèrmic d’alumini es basa en l’enduriment de les precipitacions (per a la sèrie 2xxx, 6xxx, 7xxx) o el control d’estructura del gra (per a la sèrie 1xxx, 3xxx) .
La temperatura de la solució, la velocitat de quench i el temps d'envelliment/temperatura interaccionen per determinar la força i la ductilitat final .
Existeixen compromisos: la força més elevada sovint redueix la resistència i la resistència a la corrosió; La sobre -envelliment pot millorar l'estabilitat, però baixa la força màxima .
1. sèries d'aliatge i rutes de tractament de calor
Diferents famílies d’aliatge responen de manera diferent al tractament tèrmic . La taula següent resumeix la sèrie comuna i si són tractables de calor (HT) o només de treball de treball (no HT) .
| Sèrie | Exemples d’aliatge | Tractable de calor? | Mecanisme primari | Aplicacions típiques |
|---|---|---|---|---|
| 1xxx | 1050, 1100 | No | Control de la mida del gra | Conductors elèctrics, paper |
| 2xxx | 2024, 2219 | Sí | Precipitació (basada en Cu) | Parts estructurals d’avions |
| 3xxx | 3003, 3105 | No | Retiració laboral | Xapa, estris de cuina |
| 5xxx | 5052, 5754 | No | Solució sòlida, solució sòlida | Panells marins i automobilístics |
| 6xxx | 6061, 6063 | Sí | Precipitació (basada en MG -SI) | Extrusions arquitectòniques, dissipadors de calor |
| 7xxx | 7075, 7050 | Sí | Precipitació (Zn -Mg -Cu) | Accessoris aeroespacials i de gran longitud |
2. Tractament de solució i apagat
2.1 Temperatura i temps de tractament de solució
El tractament amb solució dissol les fases solubles a la matriu d’alumini . La taula següent dóna temperatures típiques de solució i temps de retenció:
| Sèrie d’aliatge | Solució temp . (grau) | Temps de retenció (h) | Notes |
|---|---|---|---|
| 2024 (T4) | 490–505 | 1–2 | Eviteu la fusió incipient |
| 6061 (T6) | 510–530 | 1 | Assegureu -vos la dissolució completa de Mg₂si |
| 7075 (T6) | 470–480 | 0.5–1 | Sensible aquedar–Healient |
2.2 MÈTODES DE SALUT
El refredament ràpid "congela" els àtoms del solut al seu lloc . Common Quench Media:
| Quench Media | Velocitat de refrigeració relativa | Risc de distorsió | Ús típic |
|---|---|---|---|
| Regar | Molt alt | Alt | Mostres de laboratori, seccions primes |
| Polímer | Alt | Mitjà | Parts industrials amb un gruix moderat |
| Lubrificar | Mitjà | Baix | Formes grans i complexes |
| Aire | Baix | Molt baix | Aliatges propensos a calmar les esquerdes |
3. envelliment (enduriment de precipitacions)
Després d’apagar, l’envelliment controlat permet formar precipitats, reforçant l’aliatge .
| Tipus d’envelliment | Temp . (grau) | Temps (h) | Resultat | Aliatges típics |
|---|---|---|---|---|
| Natural (T4) | 20–25 | 1-7 dies | Força moderada | 2024, 6061 |
| Artificial (T6) | 160–180 | 6–24 | Força màxima | 6061, 7075 |
| Sobre -envelliment (T7) | 200–240 | 8–20 | Estabilitat millorada, menor força | 7075 |
4. La propietat típica canvia
La interacció del tractament de solució, el quench i l'envelliment produeix canvis de propietat diferents . Exemple per a l'aliatge 6061:
| Condició | Força de tracció (MPA) | Força de rendiment (MPA) | Allargament (%) | Duresa (HB) |
|---|---|---|---|---|
| O (recobert) | 90 | 35 | 25 | 30 |
| T4 | 155 | 120 | 15 | 60 |
| T6 | 310 | 275 | 12 | 95 |
| T7 | 180 | 145 | 20 | 70 |
5. compensació i estabilitat
Resistència màxima vs . Resistència a la corrosió
Les temperatures d’envelliment més elevades acceleren el precipitat de l’enganxament, cosa que pot reduir la resistència a la corrosió .Distorsió vs . força
Els calents més ràpids minimitzen el temps per sobre de les temperatures crítiques, però augmenten el risc de distorsió .Estabilitat a llarg termini
Les condicions de sobre -edat (T7) ofereixen una millor retenció de propietats a temperatures de servei elevades, al cost de la força del pic inferior .
6. Control de processos i garantia de la qualitat
6.1 Supervisió
| Paràmetre | Mètode | Frecuència |
|---|---|---|
| Temp del forn . | Gràfic de termocops | Contínua |
| Quench Bath Temp . | Sensor en línia | Contínua |
| Envelliment del forn Temp . | Registrador de dades | Contínua |
| Proves mecàniques | Tense, duresa | Mostra de lots |
6.2 Defectes comuns
| Defecte | Causa | Remei |
|---|---|---|
| Quench esquerdes | Gradient tèrmic excessiu | Utilitzeu el Quench més suau, les eines pre -escalfades |
| Suavalitat en excés | Temps d'envelliment excessiu/temperatura | Optimitzar el calendari d’envelliment |
| Solució incompleta | Temp/temps insuficient | Augmenteu el temps de retenció o la temperatura |
Conclusió
En seleccionar detingudament sèries d’aliatge, paràmetres de tractament de solucions, mitjà de l’abandonament i calendari d’envelliment, els enginyers poden marcar en la combinació precisa de força, ductilitat i estabilitat necessàries per a la seva aplicació . Components .