Дәнекерлеу өндірісінде алюминийдің өсуімен және оны көптеген қолданбалар үшін болатқа тамаша балама ретінде қабылдауымен, алюминий жобаларын әзірлеумен айналысатындардың осы материалдар тобымен жақсырақ танысуына қойылатын талаптар артып келеді. Алюминийді толық түсіну үшін алдымен алюминийді сәйкестендіру/белгілеу жүйесімен, қолжетімді көптеген алюминий қорытпаларымен және олардың сипаттамаларымен танысқан жөн.

Алюминий қорытпасының температурасы және белгілеу жүйесі- Солтүстік Америкада алюминий қорытпаларын бөлу және тіркеу үшін The Aluminum Association Inc. компаниясы жауапты. Қазіргі уақытта Алюминий қауымдастығында 400-ден астам өңделген алюминий және өңделген алюминий қорытпалары және құйма мен құйма түріндегі 200-ден астам алюминий қорытпалары тіркелген. Барлық осы тіркелген қорытпалар үшін қорытпаның химиялық құрамының шектері Алюминий қауымдастығының ... құжатында көрсетілген.Көгілдір кітап«Соқылған алюминий мен соғылған алюминий қорытпаларының халықаралық қорытпа белгілеулері және химиялық құрамының шектеулері» деп аталатын және олардыңҚызғылт кітап«Құйма және құйма түріндегі алюминий қорытпаларының белгіленуі және химиялық құрамының шектеулері» деп аталатын басылым. Бұл басылымдар дәнекерлеу инженері үшін дәнекерлеу процедураларын әзірлеу кезінде және химияны және оның жарықшақ сезімталдығымен байланысын ескеру маңызды болған кезде өте пайдалы болуы мүмкін.

Алюминий қорытпаларын белгілі бір материалдың сипаттамаларына, мысалы, термиялық және механикалық өңдеуге жауап беру қабілетіне және алюминий қорытпасына қосылған бастапқы қорытпа элементіне байланысты бірқатар топтарға жіктеуге болады. Алюминий қорытпалары үшін қолданылатын нөмірлеу/сәйкестендіру жүйесін қарастырған кезде, жоғарыда аталған сипаттамалар анықталады. Соғылған және құйылған алюминийлердің әртүрлі сәйкестендіру жүйелері бар. Соғылған жүйе 4 таңбалы жүйе болып табылады, ал құймаларда 3 таңбалы және 1 ондық таңбалы жүйе бар.

Соғылған қорытпаны белгілеу жүйесі- Алдымен біз 4 таңбалы алюминий қорытпасынан жасалған сәйкестендіру жүйесін қарастырамыз. Бірінші таңба (Xxxx) алюминий қорытпасына қосылған және көбінесе алюминий қорытпасының серияларын, яғни 1000 сериясын, 2000 сериясын, 3000 сериясын, 8000 серияға дейін сипаттау үшін қолданылатын негізгі қорытпалау элементін білдіреді (1-кестені қараңыз).

Екінші бір таңбалы сан (xXxx), егер 0-ден өзгеше болса, нақты қорытпаның модификациясын, ал үшінші және төртінші сандарды (xx) көрсетеді.XX) - сериядағы белгілі бір қорытпаны анықтау үшін берілген кездейсоқ сандар. Мысал: 5183 қорытпасында 5 саны оның магний қорытпасы сериясына жататынын, ал 1 саны оның 1 екенін білдіреді.^stбастапқы 5083 қорытпасына модификацияланған, ал 83 оны 5xxx сериясында анықтайды.

Бұл қорытпаны нөмірлеу жүйесіне жалғыз ерекшелік 1xxx сериялы алюминий қорытпаларымен (таза алюминийлермен) байланысты, бұл жағдайда соңғы 2 сан 99%-дан жоғары алюминийдің ең аз пайызын көрсетеді, яғни 13 қорытпасы.(50)(Алюминийден кемінде 99,50%).

ЖАСАЛҒАН АЛЮМИНИЙ ҚОРТПАСЫН ТАҢДАУ ЖҮЙЕСІ

1-кесте

Құйылған қорытпаның белгіленуі- Құйылған қорытпаны белгілеу жүйесі 3 таңбалы ондық таңбалы таңбаға xxx.x (яғни 356.0) негізделген. Бірінші таңба (Xxx.x) алюминий қорытпасына қосылған негізгі қорытпа элементін көрсетеді (2-кестені қараңыз).

ҚҰЙЫЛҒАН АЛЮМИНИЙ ҚОРТПАСЫН ТАҢДАУ ЖҮЙЕСІ

2-кесте

Екінші және үшінші сандар (xXX.x) - сериядағы белгілі бір қорытпаны анықтау үшін берілген кездейсоқ сандар. Ондық нүктеден кейінгі сан қорытпаның құйма (.0) немесе құйма (.1 немесе .2) екенін көрсетеді. Бас әріппен жазылған префикс белгілі бір қорытпаның модификациясын білдіреді.
Мысал: Қорытпа – A356.0 бас әріпі A (Axxx.x) 356.0 қорытпасының модификациясын білдіреді. 3 саны (A)3xx.x) оның кремний мен мыс және/немесе магний сериясына жататынын көрсетеді. 56 дюйм (Ax)56.0) 3xx.x сериясындағы қорытпаны анықтайды, ал .0 (Axxx.)0) оның құйма емес, соңғы пішінді құю екенін көрсетеді.

Алюминий температурасын белгілеу жүйесі -Егер біз алюминий қорытпаларының әртүрлі серияларын қарастырсақ, олардың сипаттамаларында және одан кейінгі қолданылуында айтарлықтай айырмашылықтар бар екенін көреміз. Идентификация жүйесін түсінгеннен кейін, бірінші кезекте, жоғарыда аталған серияларда алюминийдің екі түрлі түрі бар екенін мойындау керек. Бұлар - термиялық өңдеуге болатын алюминий қорытпалары (жылу қосу арқылы беріктікке ие болатындар) және термиялық өңдеуге келмейтін алюминий қорытпалары. Бұл айырмашылық доғалық пісірудің осы екі материал түріне әсерін қарастырған кезде әсіресе маңызды.

1xxx, 3xxx және 5xxx сериялы соғылған алюминий қорытпалары термиялық өңдеуге жатпайды және тек деформацияланған қатайтылады. 2xxx, 6xxx және 7xxx сериялы соғылған алюминий қорытпалары термиялық өңдеуге жатады, ал 4xxx сериясы термиялық өңдеуге болатын және термиялық өңдеуге жатпайтын қорытпалардан тұрады. 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x және 7xx.x сериялы құйылған қорытпалар термиялық өңдеуге жатады. Деформацияланған қатайту әдетте құймаларға қолданылмайды.

Термиялық өңдеуге ұшырайтын қорытпалар өздерінің оңтайлы механикалық қасиеттеріне термиялық өңдеу процесі арқылы ие болады, ең көп таралған термиялық өңдеулер ерітіндімен термиялық өңдеу және жасанды қартаю болып табылады. Ерітіндімен термиялық өңдеу - қорытпа элементтерін немесе қосылыстарын ерітіндіге салу үшін қорытпаны жоғары температураға (шамамен 990 градус Фаренгейт) дейін қыздыру процесі. Бұдан кейін бөлме температурасында аса қаныққан ерітінді алу үшін әдетте суда сөндіру жүзеге асырылады. Ерітіндімен термиялық өңдеуден кейін әдетте қартаю жүзеге асырылады. Қартаю - қажетті қасиеттерді алу үшін аса қаныққан ерітіндіден элементтердің немесе қосылыстардың бір бөлігін тұндыру.

Термиялық өңдеуге жатпайтын қорытпалар өздерінің оңтайлы механикалық қасиеттерін деформациялық шынықтыру арқылы алады. Деформациялық шынықтыру - суық өңдеуді қолдану арқылы беріктікті арттыру әдісі. T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

НЕГІЗГІ МЕНМЕНТ БЕЛГІЛЕРІ

3-кесте

Негізгі температура белгілеуінен басқа, екі кіші санат бар, біреуі «H» температурасы – штамм беріктендіруіне, ал екіншісі «T» температурасы – термиялық өңделген белгілеуге қатысты.

H темпераментінің бөлімшелері – штамм қатайтылған

H әрпінен кейінгі бірінші сан негізгі операцияны білдіреді:
H1– Тек штамм қатайтылған.
H2– Штамм қатайтылған және ішінара күйдірілген.
H3– Штамм қатайтылған және тұрақтандырылған.
H4– Штамм шыңдалған және лакталған немесе боялған.

H әрпінен кейінгі екінші сан деформацияның беріктену дәрежесін көрсетеді:
HX2– Quarter Hard HX4– Жартылай қатты HX6– Төрттен үш бөлігі қатты
HX8– Толық қатты HX9– Өте қиын

T Temper бөлімшелері – термиялық өңделген

T1- Экструзия сияқты жоғары температурада пішіндеу процесінен салқындағаннан кейін табиғи түрде ескірген.
T2- Суық жоғары температурада пішіндеу процесінен салқындағаннан кейін жұмыс істеді, содан кейін табиғи түрде қартаюға ұшырады.
T3- Ерітінді термиялық өңделген, суықтай өңделген және табиғи түрде ескірген.
T4- Термиялық өңделген және табиғи түрде ескірген ерітінді.
T5- Жоғары температурада пішіндеу процесінен салқындағаннан кейін жасанды түрде қартаю.
T6- Термиялық өңделген және жасанды түрде қартайған ерітінді.
T7- Ерітінді термиялық өңделген және тұрақтандырылған (өте ескірген).
T8- Термиялық өңделген, суықтай өңделген және жасанды түрде ескірген ерітінді.
T9- Ерітінді термиялық өңделген, жасанды түрде ескірген және суықтай өңделген.
T10- Суық жоғары температурада пішіндеу процесінен салқындағаннан кейін жұмыс істеді, содан кейін жасанды түрде қартаюға ұшырады.

Қосымша сандар стресстің жеңілдегенін көрсетеді.
Мысалдар:
TX51немесе TXX51– Созылу арқылы стресстен арылуға болады.
TX52немесе TXX52– Компресс арқылы стресстен арылуға болады.

Алюминий қорытпалары және олардың сипаттамалары- Егер біз алюминий қорытпаларының жеті сериясын қарастырсақ, олардың айырмашылықтарын бағалаймыз және олардың қолданылуы мен сипаттамаларын түсінеміз.

1xxx сериялы қорытпалар– (жылумен өңделмейтін – созылу беріктігі 10-нан 27 кси-ге дейін) бұл серия көбінесе таза алюминий сериясы деп аталады, себебі оның құрамында ең аз дегенде 99,0% алюминий болуы керек. Оларды дәнекерлеуге болады. Дегенмен, олардың балқу диапазоны тар болғандықтан, олар қолайлы дәнекерлеу процедураларын жасау үшін белгілі бір ескерулерді қажет етеді. Өндіріс үшін қарастырылған кезде, бұл қорытпалар негізінен арнайы химиялық резервуарлар мен құбырлардағы сияқты жоғары коррозияға төзімділігі үшін немесе шина штангаларын қолданудағыдай тамаша электр өткізгіштігі үшін таңдалады. Бұл қорытпалардың механикалық қасиеттері салыстырмалы түрде нашар және жалпы құрылымдық қолдану үшін сирек қарастырылады. Бұл негізгі қорытпалар көбінесе сәйкес толтырғыш материалмен немесе қолдану мен өнімділік талаптарына байланысты 4xxx толтырғыш қорытпаларымен дәнекерленеді.

2xxx сериялы қорытпалар– (жылумен өңделетін – созылу беріктігі 27-ден 62 кси-ге дейін) бұл алюминий/мыс қорытпалары (мыс қоспалары 0,7-ден 6,8%-ға дейін) және аэроғарыш және әуе кемелерінде жиі қолданылатын жоғары беріктікке ие, жоғары өнімді қорытпалар. Олар температураның кең диапазонында тамаша беріктікке ие. Бұл қорытпалардың кейбіреулері ыстық жарықшақтануға және кернеулі коррозиядан болатын жарықшақтануға бейімділігіне байланысты доғалық пісіру процестерімен дәнекерленбейді деп саналады; дегенмен, басқалары дұрыс пісіру процедураларымен доғалық пісіру өте сәтті жүзеге асырылады. Бұл негізгі материалдар көбінесе олардың өнімділігіне сәйкес келетін жоғары беріктіктегі 2xxx сериялы толтырғыш қорытпаларымен дәнекерленеді, бірақ кейде қолдану мен қызмет көрсету талаптарына байланысты кремний немесе кремний мен мыс бар 4xxx сериялы толтырғыштармен дәнекерленуі мүмкін.

3xxx сериялы қорытпалар– (жылумен өңделмейді – созылу беріктігі 16-дан 41 кси-ге дейін) Бұл алюминий/марганец қорытпалары (марганец қоспалары 0,05-тен 1,8%-ға дейін) және орташа беріктікке ие, коррозияға жақсы төзімділікке, жақсы пішіндеуге ие және жоғары температурада қолдануға жарамды. Олардың алғашқы қолданылуының бірі кастрюльдер мен табалар болды, және олар бүгінде көліктер мен электр станцияларындағы жылу алмастырғыштардың негізгі компоненті болып табылады. Дегенмен, олардың орташа беріктігі көбінесе оларды құрылымдық қолдану үшін қарастыруға мүмкіндік бермейді. Бұл негізгі қорытпалар олардың нақты химиясына және нақты қолдану мен қызмет көрсету талаптарына байланысты 1xxx, 4xxx және 5xxx сериялы толтырғыш қорытпаларымен дәнекерленеді.

4xxx сериялы қорытпалар– (жылумен өңделетін және жылумен өңделмейтін – созылу беріктігі 25-тен 55 кси-ге дейін) Бұл алюминий/кремний қорытпалары (кремний қоспалары 0,6-дан 21,5%-ға дейін) және термиялық өңделетін және жылумен өңделмейтін қорытпаларды қамтитын жалғыз серия. Кремний алюминийге қосылған кезде оның балқу температурасын төмендетеді және балқыған кезде оның сұйықтығын жақсартады. Бұл сипаттамалар балқыту және дәнекерлеу үшін қолданылатын толтырғыш материалдар үшін қажет. Демек, бұл қорытпалар сериясы негізінен толтырғыш материал ретінде кездеседі. Алюминийдегі кремнийден тәуелсіз термиялық өңделмейді; дегенмен, осы кремний қорытпаларының бірқатары магний немесе мыс қосылатындай етіп жасалған, бұл оларға ерітіндіні термиялық өңдеуге оң әсер ету мүмкіндігін береді. Әдетте, бұл термиялық өңделетін толтырғыш қорытпалар тек дәнекерленген компонент дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеуден өтуі керек болған кезде ғана қолданылады.

5xxx сериялы қорытпалар– (жылумен өңделмейтін – созылу беріктігі 18-ден 51 кси-ге дейін) Бұл алюминий/магний қорытпалары (магний қоспалары 0,2-ден 6,2%-ға дейін) және жылумен өңделмейтін қорытпалардың ең жоғары беріктігіне ие. Сонымен қатар, бұл қорытпа сериясы оңай дәнекерленеді және осы себептерге байланысты олар кеме жасау, тасымалдау, қысымды ыдыстар, көпірлер және ғимараттар сияқты кең ауқымды қолданбаларда қолданылады. Магний негізіндегі қорытпалар көбінесе негізгі материалдың магний құрамын және дәнекерленген компоненттің қолданылуы мен қызмет көрсету шарттарын ескере отырып таңдалатын толтырғыш қорытпалармен дәнекерленеді. 3,0%-дан астам магнийі бар осы сериядағы қорытпалар сезімталдықтың жоғарылауына және кейіннен кернеулі коррозияға ұшырауға бейімділігіне байланысты 150 градус Фаренгейттен жоғары температурада қызмет көрсету үшін ұсынылмайды. Шамамен 2,5%-дан аз магнийі бар негізгі қорытпалар көбінесе 5xxx немесе 4xxx сериялы толтырғыш қорытпалармен сәтті дәнекерленеді. 5052 негізгі қорытпасы, әдетте, 4xxx сериялы толтырғыш қорытпасымен дәнекерлеуге болатын магний мөлшері ең жоғары негізгі қорытпа ретінде танылады. Эвтектикалық балқумен және онымен байланысты нашар пісірілген механикалық қасиеттермен байланысты мәселелерге байланысты, магний мөлшері көп 4xxx сериялы толтырғыштармен осы қорытпа сериясындағы материалдарды дәнекерлеу ұсынылмайды. Магний мөлшері жоғары негізгі материалдар тек негізгі қорытпа құрамына сәйкес келетін 5xxx толтырғыш қорытпаларымен ғана дәнекерленеді.

6XXX сериялы қорытпалар– (жылумен өңделетін – созылу беріктігі 18-ден 58 кси-ге дейін) Бұл алюминий/магний-кремний қорытпалары (магний және кремний қоспалары шамамен 1,0%) және дәнекерлеу өндірісінде кеңінен кездеседі, негізінен экструзия түрінде қолданылады және көптеген құрылымдық компоненттерге енгізіледі. Алюминийге магний мен кремнийді қосу магний-силицидті қосылысты түзеді, бұл материалға беріктікті жақсарту үшін ерітіндінің термиялық өңделуі мүмкіндігін береді. Бұл қорытпалар табиғи түрде қатаю жарықшақтарына сезімтал, сондықтан оларды доғалық дәнекерлеуді автогенді түрде (толтырғыш материалсыз) жүргізуге болмайды. Доғалық дәнекерлеу процесінде толтырғыш материалдың жеткілікті мөлшерін қосу негізгі материалды сұйылтуды қамтамасыз ету, осылайша ыстық жарықшақтану мәселесін болдырмау үшін өте маңызды. Олар қолданылуына және қызмет көрсету талаптарына байланысты 4xxx және 5xxx толтырғыш материалдарымен дәнекерленеді.

7XXX сериялы қорытпалар– (жылумен өңделетін – созылу беріктігі 32-ден 88 кси-ге дейін) Бұл алюминий/мырыш қорытпалары (мырыш қоспалары 0,8-ден 12,0%-ға дейін) және ең жоғары беріктікке ие алюминий қорытпаларының бірі болып табылады. Бұл қорытпалар көбінесе ұшақ, аэроғарыш және жарыс спорттық жабдықтары сияқты жоғары өнімді қолданбаларда қолданылады. 2xxx сериялы қорытпалар сияқты, бұл серия доғалық дәнекерлеуге жарамсыз деп саналатын қорытпаларды және көбінесе доғалық дәнекерлеу арқылы сәтті дәнекерленетін басқаларын қамтиды. Бұл сериядағы жиі дәнекерленетін қорытпалар, мысалы, 7005, негізінен 5xxx сериялы толтырғыш қорытпаларымен дәнекерленеді.

Қысқаша мазмұны- Бүгінгі алюминий қорытпалары, олардың әртүрлі температураларымен бірге, өндіріс материалдарының кең және жан-жақты түрлерін құрайды. Өнімді оңтайлы жобалау және дәнекерлеу процедурасын сәтті әзірлеу үшін қолжетімді көптеген қорытпалар мен олардың әртүрлі өнімділік және дәнекерлеу сипаттамалары арасындағы айырмашылықтарды түсіну маңызды. Осы әртүрлі қорытпалар үшін доғалық дәнекерлеу процедураларын әзірлеу кезінде дәнекерленетін нақты қорытпаны ескеру қажет. Алюминийдің доғалық дәнекерлеуі қиын емес, «бұл тек басқаша» деп жиі айтылады. Менің ойымша, бұл айырмашылықтарды түсінудің маңызды бөлігі әртүрлі қорытпалармен, олардың сипаттамаларымен және оларды сәйкестендіру жүйесімен танысу болып табылады.