Struchtúr Criostail agus Iompar Dífhoirmithe Alúmanam
Criostalaíonn alúmanam sa laitís chiúbach aghaidh-láraithe. Soláthraíonn an struchtúr sin dhá chóras sciorrtha déag neamhspleácha - ceithre phlána dlúth-pacáilte {111}, gach ceann ina bhfuil trí threoir-phacáistithe dlúth- arb é an bhunchúis go ndéanann alúmanam dífhoirmiú ar bhealach insínte, aonchineálach seachas teip tobann. Tá an dlús laitíse de 2.70 g/cm3 thart ar aon trian de chruach, mar sin is lú ná 65 % níos lú ná 65 % níos lú ar chomhmhéid toirte d’alúmanam, agus is é seo an t-airí a rialaíonn roghnú ábhar nuair is é mais an tiománaí dearaidh.
Tá fuinneamh locht cruachta ard ag alúmanam freisin, mar sin tagann díláithrithe páirteacha le chéile go héasca agus téann díláithriúcháin scriúnna trasna-go héasca ag teocht an tseomra. Leanann dhá iarmhairt phraiticiúla: tá aisghabháil tapa, mar sin bogann miotail fuar-oibrithe go tapa le linn anáil, agus tá an duillín wavy seachas planar, ag táirgeadh struchtúr cille díláithrithe agus ardú tapa ar strus sreafa de réir mar a charnann brú.
Méid Gráin, Dislocations agus na Foinsí Neart
Ní neartaítear alúmanam oibrithe riamh le meicníocht amháin. Is éard atá i ndearadh cóimhiotail ná na meicníochtaí atá ar fáil a chomhcheangal ionas go sroichfear an neart riachtanach gan foirmiúlacht nó friotaíocht creimeadh a mhilleadh:
Neartú réiteach soladachDéanann - maignéisiam, mangainéis, copar agus sileacain tuaslagtha sa mhaitrís an laitís a shaobhadh agus cuireann siad bac ar ghluaisne díláithrithe. Is é seo an príomh-mheicníocht sa teaghlach 5xxx.
Obair chrua- an t-aon bhealach praiticiúil láidrithe do chóimhiotail 1xxx, 3xxx agus 5xxx nach féidir cóireáil a dhéanamh orthu, arna rialú trí shonrúcháin mheathlaithe.
Frasáil hardening- an príomhbhealach do chóimhiotail 2xxx, 6xxx agus 7xxx, nuair a bhlocálann cáithníní comhleanúnach nó leath-chomhleanúnach.
Neartú scaipthe- cáithníní neamhchomhleanúnacha ar nós Al20Cu2Mn3, Al6Mn agus Al12Mg2Cr bioráin teorainneacha gránach agus foghráin agus athchriostalú rialaithe.
Coigeartú gráin- ardaíonn méid gránach níos míne an táirgeacht tríd an Halla-Caidreamh Petch agus feabhsaíonn sé an déine; déantar méid gráin a thomhas de réir ASTM E112.
Frasaíocht Cruaite sna Cóimhiotail 7xxx
Soláthraíonn an teaghlach Al-Zn-Mg-Cu an neart is airde d’aon chóimhiotal alúmanaim saoirsithe tráchtála, agus is fearr a thuigtear a iompar tríd an seicheamh deascadh: tuaslagán soladach sársháithithe, ansin Guinier-criosanna Preston, ansin an metastable eta-príomhchéim, agus ar deireadh an chéim stábla eta2 (MgZn eta).
Criosanna GPfoirm le linn aosú nádúrtha ag teocht an tseomra agus a chur ar fáil méadú neart go luath.
Eta-primeis é an chéim chomhleanúnach a tháirgeann buaic-neart. Sroicheann dul in aois go dtí an temper T6 i gcóimhiotal 7075-cineál neart teanntachta de thart ar 570 MPa.
Overaginggo T73 nó T76 fásann an chéim chobhsaí eta agus íobraíonn sé thart ar 10-15 % dá neart, mar mhalairt ar fhriotaíocht shuntasach níos fearr in aghaidh scoilteadh strus-chreimeadh. Tá an trádáil sin bunriachtanach maidir le codanna ríthábhachtacha i seirbhís fhliuch nó dhinimiciúil agus déantar í a mheasúnú trí úsáid a bhaint as modhanna amhail ASTM G47.
Aischéimniú agus-ath-aosúdéanann sé deascán teorann gránach a thuaslagadh go hachomair agus ansin-an t-ábhar a athaoisiú, ag athchóiriú an chuid is mó den bhuaic-neart agus ag an am céanna an struchtúr teorann gránach neamhleanúnach a thugann friotaíocht creimeadh a choinneáil.
Cruthaíonn breisithe siorcóiniam agus cróimiam scaiptheoirí Al3Zr agus Al18Mg3Cr2 le linn aonchineálaithe. Tá na cáithníní seo neamhchomhleanúnach nó leath-chomhleanúnach agus cuireann siad cosc ar athchriostalú, agus mar sin coinnítear an uigeacht saoirsithe agus an déine a bhaineann leis trí chóireáil tuaslagáin.
Scandium agus Siorcóiniam: Dearadh Comhleanúnach Dispersoid
Nuair a chuirtear timpeall 0.2 % scandium le leá alúmanaim cruthaítear cáithníní Al3Sc ar sholadú. Tá an struchtúr L12 ag Al3Sc, tá sé comhleanúnach leis an maitrís alúmanaim agus tá sé ina ghlantóir gráin thar a bheith éifeachtach: titeann méid gráin teilgthe go cúpla micriméadair, agus tá athchriostalú faoi chois go láidir mar go bhfuil teorainneacha bioráin na gcáithníní le linn oibriú te.
Déantar siorcóiniam a ionadú isteach sa laitís Al3Sc chun deascadh croí-bhlaosc Al3(Sc,Zr) a fhoirmiú a fhriotaíonn garbhú go timpeall 300-350 C, a leathnaíonn an teocht seirbhíse úsáideach i bhfad níos airde ná an ghnáth-chóimhiotail 2xxx agus 7xxx. Sroicheann táirgí Wrought Al-Mg-Sc agus Al-Zn-Tá láidreachtaí toraidh ó thart ar 300 MPa suas go dtí thart ar 550 MPa ag brath ar mhaitrís agus teocht, agus coinníonn siad infheictheacht mhaith agus coimeádann siad an chuid is mó dá n-airíonna trasna an limistéir teasa. Míníonn an teaglaim sin a n-úsáid i struchtúir aeraspáis agus i bpúdair déantúsaíochta breiseán, áit a bhfuil struchtúr gránach atá cobhsaí go teirmeach riachtanach le haghaidh iompar comhsheasmhach linnte leá.
Iompar Teochta ardaithe agus Cóimhiotail Réitigh
Go bunúsach is cath in aghaidh garbhú na gcáithníní é dearadh alúmanaim ardteochta. Fanann scaiptheoirí ar nós Al3(Sc,Zr) agus Al20Cu2Mn3 cobhsaí go maith os cionn na teochta aosaithe agus leanann siad ar aghaidh ag pinniú teorainneacha; cuireann scagairí gránach bhóríde tíotáiniam agus chomhdhúile tíotáiniam fás gráin faoi chois le linn cóireála soladaithe agus réitigh; agus i gcóimhiotail réitigh Al-Si, déanann modhnú le strointiam an sileacain eutectic ó phláitíní garbh a scagadh go moirfeolaíocht shnáithíneach mhín, rud a ardaíonn insínteacht agus neart tuirse go mór. Braitheann friotaíocht creep ag teochtaí níos airde ar idirmhiotalacha atá cobhsaí go teirmeach a fhoirmítear le breisithe mangainéise, nicil, siorcóiniam nó cré neamhchoitianta seachas ar mhoirfeolaíocht sileacain, agus tréithrítear iompar creep agus réabfaidh struis leis na modhanna tástála ASTM agus ISO is infheidhme.
Dearadh Cóimhiotal Ríomhaireachtúil
Treoraítear forbairt cóimhiotail nua-aimseartha trí insamhalta sula gcaitear tinne riamh. Déanann bunachair shonraí teirmidinimiciúla CALPHAD réamh-chothromaíocht chéim, cosáin sholadúcháin agus na fuinneoga teochta le haghaidh cóireála tuaslagáin; ar dtús-soláthraítear ríomhaireachtaí bunaithe ar theoiric fheidhmiúil dlúis an fhoirmiú agus an fhuinnimh cheangailteach a chothaíonn samhlacha deascadh; agus tugann samhlacha arna dtiomáint ag sonraí atá oilte ar shonraí turgnamhacha agus tionsclaíocha treoir anois do roghanna comhdhéanamh ar nós an chóimheas maignéisiam go{{-sileacain i gcóimhiotail 6xxx, áit a n-athraíonn aistriú beag an chothromaíocht idir neart, easbhrúiteacht agus cáilíocht dromchla. Dúnann ionsamhlúchán próisis an lúb, toisc go ndéantar foirmiú agus cóireáil teasa a mhúnlú go huimhriúil agus a bhailíochtú i gcoinne saobhadh tomhaiste agus strus iarmharach, mar sin is féidir timthriallta cóireála teasa a choigeartú le i bhfad níos lú trialacha fisiceacha ná mar a bheadh de dhíth le clár turgnamhach amháin.
Ceisteanna Coitianta
C: Cén fáth go bhfuil alúmanam chomh insínte?
Cuireann an laitís chiúbach aghaidh-lárnach dhá cheann déag de chóras sciorrtha neamhspleácha ar fáil, mar sin is féidir dífhoirmiúchán a dháileadh thar go leor plánaí agus treo. Ligeann fuinneamh locht cruachta ard a thuilleadh tras-sleamhnú éasca, rud a chuireann cosc ar chomhchruinniú struis agus a chuireann moill ar bhriseadh.
C: Cad a chinneann neart cóimhiotal alúmanaim saoirsithe?
Is é an neart suim neartú réitigh soladach, cruaite oibre, hardening deascadh, neartú scaipthe agus neartú teorann gráin. Comhcheanglaíonn dearthóirí cóimhiotail na meicníochtaí seo chun an neart riachtanach a bhaint amach gan foirmiúlacht nó friotaíocht creimeadh a íobairt.
C: Cén fáth a gcuirtear scaindiam le alúmanam?
Cruthaíonn scaindiam deascán comhleanúnach Al3Sc a ghlanann an struchtúr gránach teilgthe go cúpla micriméadair agus a bhlocálann athchriostalú. Agus siorcóiniam curtha leis, cuireann na cáithníní Al3(Sc,Zr) i gcoinne garbhú go dtí thart ar 300-350 C, rud a thugann ard-neart agus dea-tháthú.
C: Cad é an difríocht idir tempers T6 agus T73 i gcóimhiotal 7xxx?
Is é T6 an buaicphointe-aosta agus tugann sé an neart uasta. Is meon ró-aosta é T73 a thugann suas thart ar 10-15 % dá neart chun friotaíocht i bhfad níos fearr a fháil ar scoilteadh creimeadh struis, agus is é sin an fáth go bhfuil sé sonraithe do chodanna ríthábhachtacha i seirbhís fliuch.
C: Cén tionchar a bhíonn ag méid gráin ar airíonna meicniúla?
Méadaíonn méid gránach níos míne neart an toraidh tríd an gcaidreamh Hall-Petch agus de ghnáth feabhsaíonn sé déine agus feidhmíocht tuirse. Déantar méid gráin a thomhas de réir ASTM E112 agus á rialú trí chleachtas réitigh, scagairí gráin agus próiseáil teirmeachóip.
C: Cén úsáid a bhaintear as CALPHAD i ndearadh cóimhiotail?
Tógann CALPHAD samhlacha teirmidinimiciúla a thuar iompraíocht chothromaíochta agus soladaithe thar raon comhdhéanamh agus teochta. Úsáidtear é chun leibhéil chóimhiotalaithe a roghnú agus-fuinneoga cóireála a théamh, ag laghdú líon na dtrialacha turgnamhacha a theastaíonn chun cóimhiotal nua a cháiliú.
