تعتبر هذه المقالة مقدمة عن المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم، بما في ذلك أنواع المعالجة الحرارية ورموزها وأغراضها، وأسباب العيوب الشائعة وكيفية تجنبها.
تشير المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم إلى التحكم في درجة حرارة التسخين ووقت الاحتفاظ ومعدل التبريد وفقًا لمواصفات المعالجة الحرارية المحددة، وتغيير بنية السبائك. والغرض الرئيسي منها هو تحسين الخصائص الميكانيكية وتعزيز أداء المعالجة وتحقيق الاستقرار البعدي.
يمكن تصنيف عمليات المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم إلى أربعة أنواع رئيسية: معالجة التلدين، ومعالجة المحلول، ومعالجة الشيخوخة، والمعالجة الدورية. تنقسم معالجة الشيخوخة أيضًا إلى نقص الشيخوخة، والشيخوخة الكاملة، والشيخوخة الزائدة.
تتضمن معالجة التلدين تسخين سبائك الألومنيوم المصبوبة إلى درجة حرارة عالية نسبيًا، عادةً حوالي 300 درجة مئوية، والإبقاء عليها لفترة زمنية معينة، ثم تبريدها بالفرن إلى درجة حرارة الغرفة. يشار إلى هذه العملية باسم التلدين. أثناء التلدين، يخضع المحلول الصلب للتحلل، وتتجمع جزيئات الطور الثانوي، ويتم التخلص من الضغوط الداخلية، ويتم ضمان الاستقرار البعدي، وتقليل التشوه، وزيادة قابلية التشكيل.
تتضمن معالجة المحلول تسخين المسبوكات إلى ما بين 300 و500 درجة مئوية، والإبقاء عليها لمدة ساعتين تقريبًا، ثم إذابة المراحل القابلة للذوبان بالكامل داخل السبائك، ثم التبريد في الماء لتحقيق أقصى قدر من إذابة المراحل المعززة في السبائك وتثبيتها في مكانها للاختبار. تسمى هذه العملية التبريد، والمعروفة أيضًا باسم المعالجة الحرارية أو المعالجة الباردة.
تتضمن معالجة الشيخوخة، المعروفة أيضًا باسم المعالجة الحرارية المنخفضة، تسخين سبائك الألومنيوم المطفأة مسبقًا إلى درجة حرارة معينة، والإمساك بها لفترة زمنية معينة، ثم تبريدها إلى درجة حرارة الغرفة خارج الغرفة، مما يؤدي إلى تثبيت بنية السبائك. يشير الشيخوخة المنخفضة إلى استخدام درجة حرارة شيخوخة أقل أو وقت إمساك أقصر لتحقيق خصائص ميكانيكية شاملة مثالية وقوة أعلى ومرونة جيدة وصلابة. يشير الشيخوخة الاصطناعية الكاملة إلى استخدام درجة حرارة شيخوخة أعلى ووقت إمساك أطول لتحقيق صلابة أعلى.
تشير الشيخوخة الزائدة إلى التسخين لمعالجة الشيخوخة عند درجة حرارة أعلى لتحقيق مقاومة جيدة للتآكل الإجهادي والبنية المستقرة والأبعاد الهندسية. تشير المعالجة الدورية إلى تبريد مصبوبات سبائك الألومنيوم إلى 50 درجة مئوية تحت الصفر أو 70 درجة مئوية تحت الصفر أو أقل، والاحتفاظ بها لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات، ثم تسخين المصبوبات إلى أقل من 350 درجة مئوية، مما يتسبب في انكماش وتمدد متكرر لشبكة المحلول الصلب في السبائك، مما يتسبب في إزاحة طفيفة لحبيبات البلورة للعناصر المختلفة لتحقيق حالة مستقرة. تسمى عملية المعالجة الحرارية المتكررة بالتسخين والتبريد بالمعالجة الدورية، وتستخدم بشكل أساسي في تصنيع الأجزاء الدقيقة، ولا تخضع المصبوبات العامة لمثل هذه المعالجة.
تستخدم المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم عادةً رموز الدولة وأغراضها:
*يهدف الرمز T1، الشيخوخة الاصطناعية، إلى زيادة الصلابة وتحسين أداء المعالجة وتعزيز قوة السبائك مثل ZL104 وZL105.
*يهدف الكود T2، التلدين، إلى القضاء على الضغوط الداخلية، وإزالة التصلب الناتج عن العمل، وتحسين الاستقرار الأبعادي، وزيادة مرونة السبائك.
*يهدف كود T4، معالجة المحلول، إلى زيادة القوة والصلابة، وتحقيق أقصى قدر من اللدونة، ومقاومة جيدة للتآكل.
*الرمز T5، معالجة المحلول + الشيخوخة، يستخدم لتحقيق قوة عالية بما فيه الكفاية مع الحفاظ على اللدونة العالية، ولكن مع انخفاض مقاومة التآكل.
*الرمز T6، معالجة المحلول + الشيخوخة الكاملة، يستخدم لتحقيق أقصى قدر من القوة، ولكن مع انخفاض اللدونة ومقاومة التآكل.
*يهدف الكود T7، معالجة المحلول + المعالجة الحرارية للاستقرار، إلى تحسين الاستقرار الأبعادي ومقاومة التآكل مع الحفاظ على الأداء الميكانيكي العالي.
*يهدف كود T8، معالجة المحلول والتلطيف، إلى تحقيق الاستقرار الأبعادي وتحسين اللدونة، ولكن تقليل القوة.
العيوب وطرق القضاء عليها في المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم:
تصنيف عيوب المعالجة الحرارية: الخواص الميكانيكية غير الكافية، الإطفاء غير المتساوي، التشوه، التشقق، ارتفاع درجة الحرارة
أنواع العيوب:
الخصائص الميكانيكية غير الكافية: تظهر على شكل استطالة منخفضة في الحالة الملدنة؛ وقوة شد واستطالة غير كافية في الحالة المعالجة بالمحلول؛ وقوة شد واستطالة غير كافية بعد الشيخوخة.
الأسباب:
1.أثناء التلدين، درجة حرارة التلدين منخفضة أو وقت الاحتفاظ غير كافٍ، أو التبريد السريع جدًا.
2. أثناء معالجة المحلول، درجة الحرارة منخفضة للغاية، أو وقت الاحتفاظ غير كافٍ، أو وقت نقل مفرط للتبريد، أو درجة حرارة ماء التبريد عالية بشكل مفرط.
3. نقص الشيخوخة أو الشيخوخة الزائدة بسبب ارتفاع درجة الحرارة أو الوقت المفرط مما يؤدي إلى قوة شد عالية ولكن استطالة غير كافية، أو انخفاض درجة الحرارة والوقت القصير مما يؤدي إلى قوة شد منخفضة ولكن استطالة مفرطة.
4. الانحراف في التركيب الكيميائي للسبائك، مثل تجاوز الحدود العليا للمكونات الرئيسية.
طرق إزالة العيوب:
إعادة التلدين عند درجة حرارة أعلى، أو إطالة وقت الاحتفاظ، أو التبريد الصارم باستخدام الفرن.
زيادة درجة حرارة معالجة المحلول إلى نطاق الحد الأعلى، أو تمديد وقت الاحتفاظ، وتقليل وقت النقل للتبريد مع ضمان عدم حدوث تشوه أو تشقق، وخفض درجة حرارة ماء التبريد، أو تغيير وسط التبريد إلى وسط تبريد عضوي "CL-1".
ضبط درجة حرارة الشيخوخة والوقت بعد معالجة إعادة الحل.
ضبط مواصفات المعالجة الحرارية على أساس التركيب الكيميائي المحدد، وضبط التركيب الكيميائي للصب اللاحق.
إذا كان لديك أي أسئلة أو احتياجات حول صب سبائك الألومنيوم، فلا تتردد في الاتصال بنا.
ع: lydia@welongchina.com.