Дәнекерлеу өнеркәсібінде алюминийдің өсуімен және оның көптеген қолданбалар үшін болатқа тамаша балама ретінде қабылдануымен, алюминий жобаларын әзірлеумен айналысатын адамдарға осы материалдар тобымен көбірек танысу талаптары артып келеді.Алюминийді толық түсіну үшін алюминийді сәйкестендіру / белгілеу жүйесімен, көптеген қол жетімді алюминий қорытпаларымен және олардың сипаттамаларымен танысудан бастаған жөн.

Алюминий қорытпасының беріктігі мен белгілеу жүйесі- Солтүстік Америкада алюминий қорытпаларын бөлу және тіркеу үшін Aluminium Association Inc.Қазіргі уақытта алюминий қауымдастығында тіркелген құйма және құйма түріндегі 400-ден астам алюминий және соғылған алюминий қорытпалары және 200-ден астам алюминий қорытпалары бар.Барлық осы тіркелген қорытпалар үшін қорытпалардың химиялық құрамының шектері Алюминий қауымдастығыныңАқшыл кітап«Халықаралық қорытпалардың белгіленуі және соғылған алюминий және өңделген алюминий қорытпаларының химиялық құрамының шектері» деп аталатын және олардыңҚызғылт кітап«Құйма және құйма түріндегі алюминий қорытпаларының белгілері мен химиялық құрамының шектері.Бұл жарияланымдар дәнекерлеуші ​​инженерге дәнекерлеу процедураларын әзірлеу кезінде және химия мен оның жарықтарға сезімталдықпен байланысын қарастыру маңызды болған кезде өте пайдалы болуы мүмкін.

Алюминий қорытпаларын термиялық және механикалық өңдеуге жауап беру қабілеті және алюминий қорытпасына қосылатын бастапқы легирлеуші ​​элемент сияқты белгілі бір материалдың сипаттамаларына негізделген бірқатар топтарға бөлуге болады.Алюминий қорытпалары үшін қолданылатын нөмірлеу / сәйкестендіру жүйесін қарастырған кезде жоғарыда аталған сипаттамалар анықталады.Соғылған және құйылған алюминийлер әртүрлі сәйкестендіру жүйелеріне ие.Өңделген жүйе 4 таңбалы жүйе, ал құймалар 3 таңбалы және 1 ондық жүйеге ие.

Соғылған қорытпаларды белгілеу жүйесі- Біз алдымен алюминий қорытпасының 4 таңбалы сәйкестендіру жүйесін қарастырамыз.бірінші сан (Xxxx) алюминий қорытпасына қосылған және көбінесе алюминий қорытпасының сериясын, яғни 1000 сериясын, 2000 сериясын, 3000 сериясын, 8000 серияға дейін сипаттау үшін пайдаланылатын негізгі легирлеуші ​​элементті көрсетеді (1-кестені қараңыз).

Екінші бір таңбалы сан (xXxx), егер 0-ден өзгеше болса, нақты қорытпаның модификациясын және үшінші және төртінші сандарды (xx) көрсетедіXX) қатардағы белгілі бір қорытпаны анықтау үшін берілген ерікті сандар.Мысал: 5183 қорытпасында 5 саны оның магний қорытпасының сериясынан екенін, 1 саны оның 1 екенін көрсетеді.^stбастапқы қорытпаға модификация 5083 және 83 оны 5xxx сериясында анықтайды.

Бұл қорытпаларды нөмірлеу жүйесінен жалғыз ерекшелік 1xxx сериялы алюминий қорытпалары (таза алюминийлер) болып табылады, бұл жағдайда соңғы 2 сан 99% жоғары алюминий пайызын қамтамасыз етеді, яғни 13 қорытпасы(50)(99,50% ең аз алюминий).

СОҒАЛҒАН АЛЮМИНИЯЛЫҚ ҚОРЫТМАЛАРДЫ ТАҢДАУ ЖҮЙЕСІ

1-кесте

Құйма қорытпасының белгіленуі- Құйма қорытпасының белгілеу жүйесі xxx.x (яғни 356.0) 3 таңбалы ондық белгісіне негізделген.бірінші сан (Xxx.x) алюминий қорытпасына қосылған негізгі легирлеуші ​​элементті көрсетеді (2 кестені қараңыз).

ҚОЙМА АЛЮМИНИЯЛЫҚ ҚОРЫҒЫМАЛАРДЫ ТАҢДАУ ЖҮЙЕСІ

2-кесте

Екінші және үшінші сандар (xXX.x) қатардағы белгілі бір қорытпаны анықтау үшін берілген ерікті сандар.Ондық бөлшектен кейінгі сан қорытпа құйма (.0) немесе құйма (.1 немесе .2) екенін көрсетеді.Бас әріп префиксі белгілі бір қорытпаның модификациясын көрсетеді.
Мысал: қорытпа – A356.0 астанасы А (Axxx.x) 356.0 қорытпасының модификациясын көрсетеді.3 саны (А3xx.x) оның кремний плюс мыс және/немесе магний сериясынан екенін көрсетеді.56 дюймдік (акс56.0) 3xx.x сериясындағы қорытпаны және .0 (Axxx.0) оның құйма емес, соңғы пішінді құйма екенін көрсетеді.

Алюминий температураны белгілеу жүйесі -Алюминий қорытпаларының әртүрлі серияларын қарастыратын болсақ, олардың сипаттамаларында және осыған байланысты қолданылуында айтарлықтай айырмашылықтар бар екенін көреміз.Сәйкестендіру жүйесін түсінгеннен кейін тануға болатын бірінші мәселе - жоғарыда аталған серияда алюминийдің екі түрлі түрі бар.Бұл термиялық өңделетін алюминий қорытпалары (жылу қосу арқылы беріктікке ие болатындар) және жылумен өңделмейтін алюминий қорытпалары.Бұл ерекшелік доғалық дәнекерлеудің материалдардың осы екі түріне әсерін қарастырғанда өте маңызды.

1xxx, 3xxx және 5xxx сериялы соғылған алюминий қорытпалары термиялық өңдеуге жатпайды және тек штамммен шыңдалады.2xxx, 6xxx және 7xxx сериялы соғылған алюминий қорытпалары термиялық өңделетін және 4xxx сериялары термиялық өңделетін және термиялық өңделмейтін қорытпалардан тұрады.2xx.x, 3xx.x, 4xx.x және 7xx.x сериялы құйма қорытпалары термиялық өңдеуге жарамды.Штаммды шынықтыру әдетте құймаларға қолданылмайды.

Термиялық өңдеуге болатын қорытпалар өздерінің оңтайлы механикалық қасиеттерін термиялық өңдеу процесі арқылы алады, ең көп таралған термиялық өңдеулер ерітіндімен термиялық өңдеу және жасанды қартаю болып табылады.Ерітінділерді термиялық өңдеу - легирлеуші ​​элементтерді немесе қосылыстарды ерітіндіге салу үшін қорытпаны жоғары температураға дейін (шамамен 990 ° F) қыздыру процесі.Содан кейін бөлме температурасында аса қаныққан ерітінді алу үшін әдетте суда сөндіру жүргізіледі.Ерітінді термиялық өңдеу әдетте қартаюмен бірге жүреді.Қартаю – қажетті қасиеттерді алу үшін аса қаныққан ерітіндіден элементтердің немесе қосылыстардың бір бөлігін тұндыру.

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

ТЕМПЕРДІҢ НЕГІЗГІ МӘЛІМДЕРІ

3-кесте

Температураның негізгі белгісінен басқа екі бөлімше санаты бар, олардың бірі «H» температураға – деформацияға, ал екіншісі «Т» температураға – термиялық өңдеуге арналған.

H Temper бөлімшелері – штамм шыңдалған

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

Н-дан кейінгі екінші цифр деформацияның қатаю дәрежесін көрсетеді:
HX2– Quarter Hard HX4– Жартылай қатты HX6– Төрттен үш қиын
HX8– Толық қатты HX9- Өте қатты

T Temper бөлімшелері – Термиялық өңделген

T1- Экструдтау сияқты жоғары температурада қалыптау процесінде салқындағаннан кейін табиғи түрде қартаяды.
T2- Жоғары температурада қалыптау процесінде салқындағаннан кейін суық өңделген, содан кейін табиғи түрде ескірген.
T3- Ерітінді термиялық өңделген, суық өңделген және табиғи түрде ескірген.
T4- Термиялық өңдеуден өткен және табиғи түрде ескірген ерітінді.
T5- Температураны жоғарылату процесінен салқындағаннан кейін жасанды түрде қартаю.
T6- Термиялық өңдеуден өткен және жасанды түрде ескірген ерітінді.
T7- Ерітінді термиялық өңдеуден өткен және тұрақтандырылған (астайған).
T8- Термиялық өңдеуден өткен, салқындатылған және жасанды түрде ескірген ерітінді.
T9- Ерітінді термиялық өңдеуден өткен, жасанды түрде ескірген және суықта өңделген.
T10- Жоғары температурада қалыптау процесінде салқындағаннан кейін салқын өңделген, содан кейін жасанды түрде ескірген.

Қосымша сандар стрессті жеңілдетуді көрсетеді.
Мысалдар:
TX51немесе TXX51- Стресс созылу арқылы жеңілдетілді.
TX52немесе TXX52- Стресс қысу арқылы жеңілдетілді.

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 – 10-нан 27 ksi-ге дейінгі шекті созылу беріктігімен) бұл серия жиі таза алюминий сериясы деп аталады, себебі ол 99,0% ең аз алюминий болуы керек.Олар дәнекерлеуге жарамды.Дегенмен, балқу диапазоны тар болғандықтан, олар қолайлы дәнекерлеу процедураларын жасау үшін белгілі бір ойларды талап етеді.Өндіріс үшін қарастырылған кезде, бұл қорытпалар, ең алдымен, арнайы химиялық резервуарлар мен құбырлар сияқты коррозияға төзімділігі үшін немесе шиналардағы сияқты тамаша электр өткізгіштігі үшін таңдалады.Бұл қорытпалар салыстырмалы түрде нашар механикалық қасиеттерге ие және жалпы құрылымдық қолдану үшін сирек қарастырылады.Бұл базалық қорытпалар жиі сәйкес келетін толтырғыш материалмен немесе қолдану және өнімділік талаптарына байланысты 4xxx толтырғыш қорытпалармен дәнекерленген.

2xxx сериялы қорытпалар– (жылумен өңделетін – соңғы созылу беріктігі 27-ден 62 ksi-ге дейін) бұл алюминий/мыс қорытпалары (0,7-ден 6,8%-ға дейінгі мыс қоспалары) және аэроғарыштық және ұшақтық қолданбалар үшін жиі қолданылатын жоғары беріктігі, өнімділігі жоғары қорытпалар.Олар температураның кең диапазонында тамаша беріктікке ие.Бұл қорытпалардың кейбіреулері ыстық крекингке және кернеулі коррозия крекингіне бейімділігіне байланысты доғалық дәнекерлеу процестерімен дәнекерленбейтін болып саналады;дегенмен, басқалары дұрыс дәнекерлеу процедураларымен өте сәтті дәнекерленген.Бұл негізгі материалдар көбінесе олардың өнімділігіне сәйкес келетін жоғары беріктігі 2xxx сериялы толтырғыш қорытпаларымен дәнекерленген, бірақ кейде қолдану және қызмет көрсету талаптарына байланысты кремний немесе кремний және мыс бар 4xxx сериялы толтырғыштармен дәнекерлеуге болады.

3xxx сериялы қорытпалар– (жылумен өңделмейтін – 16-дан 41 кСи-ге дейінгі шекті созылу беріктігімен) Бұл алюминий/марганец қорытпалары (0,05-тен 1,8%-ға дейінгі марганец қоспалары) және беріктігі орташа, коррозияға төзімділігі жақсы, қалыптау қабілеті жақсы және қолайлы. жоғары температурада қолдануға арналған.Олардың алғашқы қолдануларының бірі кәстрөлдер мен кәстрөлдер болды және олар бүгінгі күні көліктер мен электр станцияларындағы жылу алмастырғыштардың негізгі құрамдас бөлігі болып табылады.Дегенмен, олардың орташа күші көбінесе құрылымдық қолдану үшін оларды қарастыруға кедергі келтіреді.Бұл негізгі қорытпалар 1xxx, 4xxx және 5xxx сериялы толтырғыш қорытпаларымен дәнекерленген, олардың нақты химиясына және арнайы қолдану мен қызмет көрсету талаптарына байланысты.

4xxx сериялы қорытпалар– (жылумен өңделетін және термиялық өңделмейтін – соңғы созылу беріктігі 25-тен 55 ksi-ға дейін) Бұл алюминий/кремний қорытпалары (0,6-дан 21,5%-ға дейінгі кремний қоспалары) және құрамында термиялық өңделетін және өңделмейтіні бар жалғыз сериялар. термиялық өңделетін қорытпалар.Кремний алюминийге қосылған кезде балқу температурасын төмендетеді және балқыған кезде оның сұйықтығын жақсартады.Бұл сипаттамалар балқыту дәнекерлеу және дәнекерлеу үшін қолданылатын толтырғыш материалдар үшін қажет.Демек, қорытпалардың бұл сериясы негізінен толтырғыш материал ретінде кездеседі.Кремний, алюминийден тәуелсіз, термиялық өңдеуге жатпайды;дегенмен, осы кремний қорытпаларының бірқатары магний немесе мыс қосындыларына ие болу үшін жасалған, бұл оларға ерітіндінің термиялық өңдеуіне жақсы жауап беру мүмкіндігін береді.Әдетте, бұл термиялық өңделетін толтырғыш қорытпалары дәнекерленген құрамдас дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеулерге ұшыраған кезде ғана қолданылады.

5xxx сериялы қорытпалар– (жылумен өңделмейтін – соңғы созылу беріктігі 18-ден 51 ksi-ге дейін) Бұл алюминий/магний қорытпалары (0,2-ден 6,2%-ға дейінгі магний қосындылары) және жылумен өңделмейтін қорытпалардың ең жоғары беріктігіне ие.Бұған қоса, бұл қорытпалар сериясы оңай дәнекерленеді және осы себептерге байланысты олар кеме жасау, тасымалдау, қысымды ыдыстар, көпірлер мен ғимараттар сияқты көптеген қолданбалар үшін қолданылады.Магний қорытпалары көбінесе толтырғыш қорытпалармен дәнекерленген, олар негізгі материалдағы магний құрамын және дәнекерленген компоненттің қолданылуы мен қызмет көрсету шарттарын қарастырғаннан кейін таңдалады.Бұл сериядағы 3,0%-дан астам магний бар қорытпалар 150°F жоғары температурада қызмет көрсету үшін ұсынылмайды, өйткені олардың сезімталдық потенциалы және кейіннен кернеулі коррозия крекингіне бейімділік.Магний мөлшері шамамен 2,5%-дан аз негізгі қорытпалар көбінесе 5xxx немесе 4xxx сериялы толтырғыш қорытпаларымен сәтті дәнекерленген.5052 негізгі қорытпасы, әдетте, 4xxx сериялы толтырғыш қорытпасымен дәнекерлеуге болатын ең көп магний мазмұны негізіндегі қорытпа ретінде танылады.Эвтектикалық балқытумен байланысты мәселелерге және дәнекерленген механикалық қасиеттерге байланысты нашар болғандықтан, 4xxx сериялы толтырғыштармен магнийдің жоғары мөлшерін қамтитын бұл қорытпалар сериясындағы материалды дәнекерлеу ұсынылмайды.Жоғары магний негізіндегі материалдар тек 5xxx толтырғыш қорытпаларымен дәнекерленген, олар әдетте негізгі қорытпаның құрамына сәйкес келеді.

6XXX сериялы қорытпалар– (жылумен өңделетін – соңғы созылу беріктігі 18-ден 58 ksi-ге дейін) Бұл алюминий/магний – кремний қорытпалары (шамамен 1,0% магний және кремний қосындылары) және дәнекерлеу өнеркәсібінде кеңінен таралған, негізінен мыналар түрінде қолданылады. экструзиялар және көптеген құрылымдық компоненттерге енгізілген.Алюминийге магний мен кремнийдің қосылуы магний-силицид қосылысын шығарады, бұл материалдың беріктігін арттыру үшін термиялық өңдеуден өткен ерітіндіге айналу қабілетін қамтамасыз етеді.Бұл қорытпалар табиғи түрде қату сызаттарына сезімтал, сондықтан оларды доғалық жолмен (толтырғыш материалсыз) дәнекерлеуге болмайды.Доғалық дәнекерлеу процесінде толтырғыш материалдың жеткілікті мөлшерін қосу негізгі материалдың сұйылтуын қамтамасыз ету үшін өте маңызды, осылайша ыстық крекинг мәселесін болдырмайды.Қолдану және қызмет көрсету талаптарына байланысты олар 4xxx және 5xxx толтырғыш материалдармен дәнекерленген.

7XXX сериялы қорытпалар– (жылумен өңделетін – 32-ден 88 ksi-ге дейінгі шекті созылу беріктігімен) Бұл алюминий/мырыш қорытпалары (0,8-ден 12,0% аралығындағы мырыш қоспалары) және ең берік алюминий қорытпаларынан тұрады.Бұл қорытпалар көбінесе ұшақтар, аэроғарыштық және бәсекеге қабілетті спорттық жабдықтар сияқты жоғары өнімді қолданбаларда қолданылады.Қорытпалардың 2xxx сериясы сияқты, бұл серия доғалық дәнекерлеуге жарамсыз үміткер деп саналатын қорытпаларды және жиі доғалық дәнекерленген басқаларды қамтиды.Осы сериядағы әдетте дәнекерленген қорытпалар, мысалы, 7005, негізінен 5xxx сериялы толтырғыш қорытпаларымен дәнекерленген.

Түйіндеме- Бүгінгі алюминий қорытпалары әртүрлі темпераменттерімен бірге өндіріс материалдарының кең және жан-жақты спектрін қамтиды.Өнімнің оңтайлы дизайны және дәнекерлеу процедурасының сәтті дамуы үшін қол жетімді көптеген қорытпалар мен олардың әртүрлі өнімділігі мен дәнекерлеу сипаттамалары арасындағы айырмашылықтарды түсіну маңызды.Осы әртүрлі қорытпалар үшін доғалық дәнекерлеу процедураларын әзірлеу кезінде дәнекерленген арнайы қорытпаны ескеру қажет.Алюминийді доғалық дәнекерлеу қиын емес, «бұл басқаша» деп жиі айтылады.Менің ойымша, бұл айырмашылықтарды түсінудің маңызды бөлігі әртүрлі қорытпалармен, олардың сипаттамаларымен және олардың сәйкестендіру жүйесімен танысу болып табылады.