એલ્યુમિનિયમ એલોયનું વર્ગીકરણ. પ્રાપ્ત પરિણામોનું વિશ્લેષણ સ્ટેટ ડાયાગ્રામ એલ્યુમિનિયમ મેગ્નેશિયમ

07.01.2024 -

મેગ્નેશિયમ સામગ્રીના સંદર્ભમાં એલ્યુમિનિયમ અને મેગ્નેશિયમ એલોયની તમામ ઔદ્યોગિક રચનાઓ α નક્કર દ્રાવણને અનુરૂપ, અલ-એમજી સિસ્ટમના રાજ્ય રેખાકૃતિના ક્ષેત્રમાં છે. ઘન સોલ્યુશનની સાંદ્રતા વધતા તાપમાન સાથે વધે છે, જે સૈદ્ધાંતિક રીતે અલ-એમજી એલોયને હીટ ટ્રીટમેન્ટ (સખ્તાઇ) લાગુ કરીને નોંધપાત્ર રીતે મજબૂત કરવાનું શક્ય બનાવે છે.
કાસ્ટ સ્ટેટમાં, 9% Mg કરતાં વધુ ધરાવતા એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં α+β માળખું હોય છે; β તબક્કો, જે બરડ ઇન્ટરમેટાલિક સંયોજન છે, તેમાં લગભગ 35-38% Mg હોય છે.
10% Mg સાથે એલોયમાં સંતુલન તબક્કાના ડાયાગ્રામ અનુસાર, ઘટતા તાપમાન (ફિગ. 22) સાથે એલ્યુમિનિયમમાં મેગ્નેશિયમની દ્રાવ્યતામાં ઘટાડો થવાને કારણે ઘન દ્રાવણમાંથી β-તબક્કો મુક્ત થાય છે. વાસ્તવિક નક્કરતાની સ્થિતિમાં, તીવ્ર માઇક્રોલિક્વેશન પ્રક્રિયાઓ અને પ્રસરણ પ્રક્રિયાઓની અપૂરતી ઝડપને કારણે, β-તબક્કો 450° C પર મધર લિકરમાંથી ડિજનરેટ યુટેક્ટિકના સ્વરૂપમાં મુક્ત થાય છે. આ પ્રયોગો દ્વારા સાબિત થયું હતું (કઠણ એલોય વિવિધ તાપમાને છીપવામાં આવ્યું હતું). ઘન દ્રાવણમાંથી α ના અવક્ષેપના પરિણામે રચાયેલા β-તબક્કાની માત્રા એલોયમાં મેગ્નેશિયમની સામગ્રી પર આધારિત છે. ઉપલબ્ધ માહિતી અનુસાર, જ્યારે રેતીના ઘાટમાં કાસ્ટિંગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે નક્કર દ્રાવણમાં 7% સુધી જાળવી રાખવામાં આવે છે.

વૃદ્ધત્વના સમયગાળાને આધારે β-તબક્કાના પ્રકાશનની પદ્ધતિ સારી રીતે સમજી શકાતી નથી. વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયાના નીચેના ક્રમને મંજૂરી છે: "ઝોન" મેગ્નેશિયમથી સમૃદ્ધ, બિનસંતુલન β" - સંતુલન β.
એલોયના વિદ્યુત પ્રતિકારને માપવા દ્વારા જ ઝોનના અસ્તિત્વની પુષ્ટિ થાય છે. β" અને β તબક્કાઓની રચના, જે નાની પ્લેટોના રૂપમાં અવક્ષેપિત થાય છે, તે ખૂબ જટિલ છે. આ તબક્કાઓનો અભ્યાસ એક્સ-રે વિવર્તન વિશ્લેષણ દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો.
વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયા પર શમન માધ્યમના હોમોજેનાઇઝેશન સમય H ના પ્રભાવનો આ કાર્યમાં અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. એકરૂપીકરણનો સમય જેટલો લાંબો છે, મેગ્નેશિયમ અનાજના ક્રોસ સેક્શનમાં સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે. જ્યારે 16 કલાક માટે એકરૂપીકરણ થાય છે, ત્યારે અનુગામી વૃદ્ધત્વ માત્ર મેગ્નેશિયમથી સમૃદ્ધ ઝોનમાં જ અવક્ષેપની રચના તરફ દોરી જાય છે, એટલે કે, અનાજની સીમાઓની નજીક, અને એલોયની ડેંડ્રિટિક રચના સ્પષ્ટપણે પ્રગટ થાય છે. એકરૂપીકરણના સમયમાં ધીમે ધીમે વધારો સાથે, વૃદ્ધત્વ પછી અનાજના ક્રોસ સેક્શન પર વરસાદનું વિતરણ સમતળ કરવામાં આવે છે. જો કે, 160 કલાક સુધી ગરમ કર્યા પછી પણ, સ્ત્રાવના સમાન વિતરણ સાથે, ડેંડ્રાઇટ્સની રૂપરેખા સાથેના વ્યક્તિગત વિસ્તારો શોધી કાઢવામાં આવે છે. પછીના કિસ્સામાં, 16 કલાક માટે એકરૂપીકરણ પછી જોવામાં આવેલા ચિત્રથી વિપરીત, અનાજની સીમાઓ નજીકના વિસ્તારો અવક્ષેપમાં ક્ષીણ થઈ ગયા છે. તમામ કિસ્સાઓમાં, ડિસ્ચાર્જ સોયના સ્વરૂપમાં હોય છે.

એકરૂપતાના સમય ઉપરાંત, અવક્ષેપની રચના શમનની સ્થિતિથી પ્રભાવિત થાય છે. જ્યારે ઠંડા પાણીમાં શમન કરવામાં આવે છે, ત્યારે β-તબક્કો અનુગામી વૃદ્ધત્વ દરમિયાન સતત સ્વરૂપમાં અનાજની સીમાઓ સાથે મુક્ત થાય છે. ઉકળતા પાણી અથવા ગરમ તેલમાં શમન કરવાથી, વૃદ્ધત્વ પછી, અલગ સમાવિષ્ટોના સ્વરૂપમાં અનાજની સીમાઓ સાથે β-તબક્કાનો વરસાદ થાય છે.
પરિણામોની ચર્ચા અને વિશ્લેષણમાં, તે માન્યતા પ્રાપ્ત થાય છે કે અનાજની સીમાઓને અડીને આવેલા ઝોનમાં અવશેષ ડેંડ્રિટિક અલગીકરણ અને ખાલી જગ્યાઓની અવક્ષય β-તબક્કાના વરસાદની સ્થિતિ અને પ્રકૃતિ પર મહત્વપૂર્ણ પ્રભાવ ધરાવે છે. ખાલી જગ્યાઓ β-તબક્કાના વિભાજનની પ્રક્રિયાને વેગ આપે છે, કારણ કે તેની રચના વોલ્યુમમાં વધારો સાથે છે.
અલ-એમજી સિસ્ટમ (ફિગ. 23) ના એલોય્સના મેટાસ્ટેબલ ડાયાગ્રામના આધારે, 10% એમજી સાથે એલોયના વૃદ્ધત્વ દરમિયાન β-તબક્કાની રચનાના ક્રમનું એક આકૃતિ પ્રસ્તાવિત છે (ફિગ. 24). અનાજની સીમાઓ સાથે, વિભાજન અને અનુક્રમિક પરિવર્તનની પ્રક્રિયાઓ એક તબક્કામાં ઝડપથી આગળ વધે છે, કારણ કે અહીં ન્યુક્લીની રચનાની શક્યતા વધારે છે.

અનાજની સીમાઓ સાથેના અવક્ષેપ-મુક્ત વિસ્તારો કાસ્ટિંગનો નબળો બિંદુ છે, અને તેથી અનાજની સીમાઓ સાથે વિનાશ થાય છે, ખાસ કરીને બીજા તબક્કામાં, ઠંડા પાણીમાં શમન દરમિયાન, જ્યારે β-તબક્કો સતત સાંકળો બનાવે છે. કાસ્ટિંગની તાકાત ગુણધર્મોમાં ઘટાડો થાય છે. β"→β (ફિગ. 25) પરિવર્તન દરમિયાન કાટ પ્રતિકાર સૌથી વધુ મજબૂત રીતે બગડે છે. એવું માની શકાય છે કે એલોયનો કાટ પ્રતિકાર β-તબક્કાના અવક્ષેપની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે, જે ફિગ. 25 માં સ્પષ્ટપણે દેખાય છે. આ છે. એ હકીકત સાથે સુસંગત છે કે ઠંડા પાણીમાં કઠણ એલોય, કાટ પ્રતિકાર ઘટાડે છે.
કોષ્ટકમાં 12-14 અલ-એમજી સિસ્ટમના ઔદ્યોગિક એલોયની રચનાઓ અને ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
એલ્યુમિનિયમના એલોય - મેગ્નેશિયમ સિસ્ટમ જેમાં 6% Mg સુધીનો સમાવેશ થાય છે તે હીટ ટ્રીટમેન્ટ દ્વારા મજબૂત થતો નથી. સોલ્યુશન સખ્તાઇ એ 9% Mg કરતાં વધુ ધરાવતા એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે સુધારે છે.

ડબલ એલ્યુમિનિયમ-મેગ્નેશિયમ એલોયમાં, 10-12% Mg સાથેના એલોય સખત સ્થિતિમાં ઉચ્ચ નમ્રતા સાથે સૌથી વધુ શક્તિ ધરાવે છે. મેગ્નેશિયમની સામગ્રીમાં વધુ વધારા સાથે, એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ઘટાડો થાય છે, કારણ કે ગરમીની સારવાર દરમિયાન વધારાના β-તબક્કા, જે એલોયની બરડપણુંનું કારણ બને છે, તેને ઘન દ્રાવણમાં રૂપાંતરિત કરવું શક્ય નથી. તેથી, અલ-એમજી સિસ્ટમના તમામ ઔદ્યોગિક એલોય 13% કરતા વધુની મેગ્નેશિયમ સામગ્રી સાથે નક્કર ઉકેલોના પ્રકાર સાથે સંબંધિત છે.
મેગ્નેશિયમ ઉપરાંત, AL13 એલોયમાં સિલિકોન અને મેંગેનીઝ હોય છે. ડબલ યુટેક્ટિક α+Mg2Si ની માત્રામાં વધારો થવાને કારણે સિલિકોન એડિટિવ્સ એલોયના કાસ્ટિંગ ગુણધર્મોને સુધારવામાં મદદ કરે છે. 1% Si ની રજૂઆત સાથે AL13 એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મો સહેજ બદલાય છે: તાકાત સહેજ વધે છે, અને નરમતા થોડી ઓછી થાય છે.
AL13 એલોયમાં મેંગેનીઝ મુખ્યત્વે આયર્નની હાનિકારક અસરોને ઘટાડવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે, જે સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન સોય-આકારના અને પ્લેટ-આકારના સ્ફટિકોના રૂપમાં અવક્ષેપિત થાય છે અને એલોયની નરમતાને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે. જ્યારે મેંગેનીઝને એલોયમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સંયોજન MnAl6 બને છે, જેમાં આયર્ન ઓગળી જાય છે. આ કનેક્શનમાં કોમ્પેક્ટ હાડપિંજર અથવા તો સમકક્ષ આકાર હોય છે.
આયર્ન, કોપર, જસત અને નિકલની અશુદ્ધિઓ AL13 એલોયના કાટ પ્રતિકારને નકારાત્મક રીતે અસર કરે છે. 0.8% થી વધુની સિલિકોન સામગ્રી સાથે, એલોયનો કાટ પ્રતિકાર પણ ઘટે છે, અને મેંગેનીઝના ઉમેરા સાથે તે વધે છે.
AL13 ગ્રેડ એલોય હીટ ટ્રીટમેન્ટ દ્વારા મજબૂત થતું નથી અને તે ઓછી યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. તેનો ફાયદો એ તેની તુલનામાં પ્રમાણમાં ઊંચી કાટ પ્રતિકાર છે, ઉદાહરણ તરીકે, સિલુમિન્સ સાથે, સારી વેલ્ડેબિલિટી અને (સ્ટ્રક્ચરમાં Mg2Si સંયોજનની હાજરીને કારણે) વધેલી ગરમી પ્રતિકાર.
AL13 ગ્રેડ એલોયનો ઉપયોગ એવા ભાગોના ઉત્પાદન માટે થાય છે જે મધ્યમ ભાર સહન કરે છે અને દરિયાના પાણી અને સહેજ આલ્કલાઇન પ્રવાહીની સ્થિતિમાં કાર્ય કરે છે. એલોયનો ઉપયોગ દરિયાઈ શિપબિલ્ડીંગ માટેના ભાગોના ઉત્પાદન માટે તેમજ એલિવેટેડ તાપમાન (180-200 ° સે સુધી) પર કામ કરતા ભાગો માટે થાય છે.
સખત સ્થિતિમાં ઉચ્ચ મેગ્નેશિયમ સામગ્રી (9-11%) સાથે એલોય (AL8, AL8M, AL27-1) ખૂબ જ ઉચ્ચ યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. જો કે, કાસ્ટ ભાગોમાંથી સીધા કાપવામાં આવેલા નમૂનાઓમાં એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મો ખૂબ અસમાન છે; અસમાન ગુણધર્મોનું મુખ્ય કારણ કાસ્ટિંગ વિજાતીયતા છે, જે સંકોચન ઢીલાપણું અને છિદ્રાળુતાના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે, તેમજ કાસ્ટિંગના મોટા ભાગોમાં ઓક્સાઇડનો સમાવેશ થાય છે.
આ એલોયનો ખૂબ જ મોટો ગેરલાભ એ છે કે કુદરતી વૃદ્ધત્વ પ્રત્યે તેમની વધેલી સંવેદનશીલતા. તે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે એલ્યુમિનિયમ-મેગ્નેશિયમ એલોયમાં 10% Mg કરતાં વધુની સામગ્રી લાંબા ગાળાના સંગ્રહ પછી અને ઓપરેશન દરમિયાન સખત કાસ્ટ પાર્ટ્સનું ભંગાણ તરફ દોરી જાય છે.
કોષ્ટકમાં આકૃતિ 15 લાંબા ગાળાના કુદરતી વૃદ્ધત્વ દરમિયાન વિવિધ મેગ્નેશિયમ સામગ્રીઓ સાથે એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર દર્શાવે છે. પ્રસ્તુત ડેટા સૂચવે છે કે મેગ્નેશિયમની સામગ્રીમાં વધારો સાથે, કુદરતી વૃદ્ધત્વનું વલણ વધે છે. આ ઉપજ બિંદુમાં વધારો, અંતિમ શક્તિ અને નમ્રતામાં તીવ્ર ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.
જ્યારે અગિયાર વર્ષ સુધીના એલોયના નમૂનાઓ ઇન્ટરગ્રેન્યુલર કાટ માટે પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે, ત્યારે એવું જાણવા મળ્યું હતું કે 8.8% Mg કરતા ઓછા એલોય આ પ્રકારના કાટ પ્રત્યે સંવેદનશીલ નથી, અને ઉચ્ચ મેગ્નેશિયમ સામગ્રી સાથે, અભ્યાસ કરેલ તમામ એલોય વધુ પ્રમાણમાં કાટ મેળવે છે. કુદરતી વૃદ્ધત્વના પ્રભાવ હેઠળ.
1% HCl ના ઉમેરા સાથે 3% NaCl સોલ્યુશનમાં એક દિવસ માટે નિમજ્જન દ્વારા પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ અનુસાર પરીક્ષણ કરાયેલ નમૂનાઓની સપાટી પર ફોકલ કાટ જખમની સરેરાશ ઊંડાઈ હતી: 0.11 mm - 8.8% Mg ની સામગ્રી સાથે એલોય, 0. 22 mm - 11.5% Mg અને 0.26 mm - 13.5% Mg પર.
એલ્યુમિનિયમ-મેગ્નેશિયમ એલોય AL27 અને AL27-1 મુખ્ય એલોયિંગ ઘટકો (મેગ્નેશિયમ, બેરિલિયમ, ટાઇટેનિયમ, ઝિર્કોનિયમ) ની સમાન સામગ્રી ધરાવે છે; AL27-1 એલોયમાં આયર્ન અને સિલિકોનની અશુદ્ધિઓની સામગ્રી દરેક 0.05% થી વધુ ન હોવી જોઈએ.

કોષ્ટકમાં 16 આયર્ન, સિલિકોન અને મેગ્નેશિયમની અશુદ્ધિઓ ધરાવતા એલ્યુમિનિયમ-મેગ્નેશિયમ એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
ઉપરોક્ત ડેટા સૌ પ્રથમ બતાવે છે કે 9% કરતા ઓછા મેગ્નેશિયમ (0.1% આયર્ન અને સિલિકોન પ્રત્યેક) ધરાવતા મિશ્રધાતુ પ્રમાણમાં ઓછા યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે (σв = 28.5 kgf/mm2; δ5 = 12.5%). અભ્યાસ કરાયેલ એલોયમાંથી, 10.5% Mg (σв = 38 kgf/mm2; δ5 = 26.5%) ધરાવતા એલોયમાં સૌથી વધુ યાંત્રિક ગુણધર્મો છે. 12.2% ની મેગ્નેશિયમ સામગ્રી સાથે, તાણ શક્તિ પણ ઉચ્ચ સ્તરે છે (38.3 kgf/mm2), પરંતુ વિસ્તરણ સહેજ ઓછું છે (21%).
જ્યારે AL8 એલોયમાં આયર્ન સામગ્રી સમાન સિલિકોન સામગ્રી (0.07%) પર 0.38% સુધી વધે છે, ત્યારે તાણ શક્તિમાં કોઈ ફેરફાર જોવા મળતો નથી, અને વિસ્તરણ સહેજ ઘટે છે. આ એલોયમાં સિલિકોનમાં 0.22% સુધી વધારો થવાથી, બંને તાણ શક્તિ (33.7 kgf/mm2 સુધી) અને વિસ્તરણ (17.5%) નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે. ઓછી આયર્ન સામગ્રી (0.10%) હોવા છતાં પણ, સિલિકોન સામગ્રીને 0.34% સુધી વધારવી, યાંત્રિક ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે: તાણ શક્તિ 29.5 kgf/mm2, અને વિસ્તરણ 13% સુધી ઘટે છે. જો, વધુમાં, આપણે આ એલોયમાં આયર્નની સામગ્રીને 0.37% સુધી વધારીએ, તો યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં વધુ ઘટાડો થશે, પરંતુ સિલિકોનની સામગ્રીમાં વધારો કરતાં ઓછા પ્રમાણમાં: તાણ શક્તિ 27.6 kgf/mm2 થશે, અને વિસ્તરણ થશે. 10.5% છે.
સિલિકોનની ઓછી માત્રામાં પણ પ્રતિકૂળ અસરનું કારણ દેખીતી રીતે મેગ્નેશિયમ માટે સિલિકોનની ઉચ્ચ આકર્ષણને કારણે Mg2Si સંયોજનની રચના માનવામાં આવે છે. એલોયમાં જેટલું સિલિકોન હશે, તેટલું જ આ સંયોજન હાજર રહેશે. Mg2Si સંયોજન કહેવાતા "ચાઇનીઝ ફોન્ટ" ના રૂપમાં સ્ફટિકીકરણ કરે છે અને, અનાજની સીમાઓ સાથે સ્થિત, ઘન દ્રાવણના અનાજના બંધનને વિક્ષેપિત કરે છે, અને વધુમાં મેગ્નેશિયમની ચોક્કસ માત્રાને જોડે છે.

ફિગ માં. 26, a, b એ એલ્યુમિનિયમ એલોયના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને કાસ્ટ સ્ટેટમાં 10% Mg સાથે સરખાવવા માટે બતાવવામાં આવે છે, જે વિવિધ શુદ્ધતાની સામગ્રીમાંથી તૈયાર કરવામાં આવે છે. એલોયની રચના, ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સામગ્રીમાંથી કાસ્ટ કરવામાં આવે છે, જેમાં એલ્યુમિનિયમમાં મેગ્નેશિયમના ઘન દ્રાવણના અનાજનો સમાવેશ થાય છે, જેની સીમાઓ Al3Mg2 તબક્કો સ્થિત છે. ઓછી શુદ્ધતાવાળી સામગ્રી પર તૈયાર કરાયેલ એલોયની રચનામાં, Al3Mg3 તબક્કા ઉપરાંત, તમે Mg3Si સંયોજનને "ચાઇનીઝ ફોન્ટ" ના રૂપમાં અને FeAl3 સંયોજનને બે પ્રકારની પ્લેટોના સ્વરૂપમાં જોઈ શકો છો - ફ્લેટ અને તારા આકારના (આ દેખીતી રીતે સમાન આકારના જુદા જુદા વિભાગો છે). Mg2Si સંયોજન અનાજની સીમાઓ સાથે સ્થિત છે, અને FeAl3 પ્લેટો અનાજની અંદર સ્થિત છે અથવા તેમની સીમાઓને છેદે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, FeAl3 પ્લેટો Mg2Si સ્ફટિકોને છેદે છે, જે ઓગળવાથી તેમનું પ્રાથમિક સ્ફટિકીકરણ સૂચવે છે. હીટ ટ્રીટમેન્ટ પછી, Mg2Si તબક્કો નક્કર દ્રાવણમાં જાય છે, અને ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સામગ્રીમાંથી તૈયાર કરાયેલ એલોયનું માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર નક્કર દ્રાવણ (ફિગ. 26c) ના અનાજનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
આયર્ન અને સિલિકોનની હાનિકારક અશુદ્ધિઓની તીવ્ર મર્યાદા, તેમજ એલ્યુમિનિયમ-મેગ્નેશિયમ એલોય (AL27 અને AL27-1) માં બેરિલિયમ, ટાઇટેનિયમ અને ઝિર્કોનિયમ ઉમેરણોનો પરિચય આ એલોયના કાટ પ્રતિકાર અને યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર વધારો કરવામાં ફાળો આપે છે. CO એલોય AL8 ની સરખામણીમાં.
વિવિધ તત્વોના ઉમેરણો સાથે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા અલ-એમજી એલોયના વધારાના એલોયિંગની અસર AL8M એલોયના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને શોધી શકાય છે. ઉચ્ચ (11.5% સુધી) મેગ્નેશિયમ સામગ્રી સાથે Al-Mg એલોય્સ (AL8, AL27) ના ગેરફાયદામાં કુદરતી વૃદ્ધત્વ, પ્લાસ્ટિકના ગુણધર્મોમાં ઘટાડો અને કાસ્ટિંગમાં તિરાડોની સંભાવના છે. જો કે, એવું માની શકાય છે કે AL8 એલોયના ગુણધર્મોને સ્થિર કરવાની રીતો શોધી શકાય છે. તેમાંથી એક α નક્કર દ્રાવણના મેગ્નેશિયમ સુપરસેચ્યુરેશનની ડિગ્રી ઘટાડવાનું છે, એટલે કે, એલોયમાં મેગ્નેશિયમની સામગ્રીને ઘટાડવા માટે. તે જ સમયે, વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયાની ગતિમાં તીવ્ર ઘટાડો થશે. જો કે, એ નોંધવું જોઈએ કે એલોયમાં મેગ્નેશિયમનું પ્રમાણ ઘટવાથી, એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મો બગડે છે. આ કિસ્સામાં એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારવા માટે, એલોયિંગ અને ફેરફાર લાગુ કરવા જરૂરી છે.

કોષ્ટકમાં આકૃતિ 17 મોલીબડેનમના પ્રભાવ અને પોટેશિયમ ફ્લોરોઝિર્કોનેટ સોલ્ટ સાથેની સારવારના પરિણામો અને કાર્ય અનુસાર અલ-એમજી (10.5% એમજી) એલોયના ગુણધર્મો અને અનાજના કદ પર રજૂ કરે છે.
જો મેલ્ટને પોટેશિયમ ફ્લોરોઝિર્કોનેટ સાથે સારવાર આપવામાં આવે છે, તો ટકાના દસમા ભાગમાં મોલિબડેનમનો પરિચય એલોયના સ્ફટિકીય અનાજના ખૂબ જ મજબૂત શુદ્ધિકરણમાં ફાળો આપે છે; AL8 એલોયમાં 0.1% Mo દાખલ કરીને સૌથી મોટી ગ્રાઇન્ડીંગ અસર પ્રાપ્ત થાય છે.
ઝિર્કોનિયમ અને મોલિબ્ડેનમના સંયુક્ત ઉમેરા સાથે આ દરેક તત્વોને અલગથી ઉમેરવા કરતાં વધુ મજબૂત અનાજ શુદ્ધિકરણ એ હકીકત દ્વારા સ્પષ્ટપણે સમજાવવામાં આવે છે કે અન્યની હાજરીમાં દરેક ઉમેરણની દ્રાવ્યતા ઘટે છે. આ નોંધપાત્ર રીતે મોટી સંખ્યામાં ઇન્ટરમેટાલિક કણોની રચના તરફ દોરી જશે, એટલે કે, ન્યુક્લિએશન કેન્દ્રો. ઘણા કેન્દ્રોમાંથી સ્ફટિકીકરણ ફાઇનર ગ્રેઇન માળખું પૂરું પાડે છે.
અનાજના શુદ્ધિકરણની અસર સાથે સંપૂર્ણ અનુરૂપ યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર થાય છે. યાંત્રિક પરીક્ષણોના પ્રસ્તુત પરિણામો દર્શાવે છે કે પોટેશિયમ ફ્લોરોઝિર્કોનેટ સાથેના મેલ્ટની સારવાર અને 0.1% Mo દાખલ કરવાથી એલોયની મજબૂતાઈના ગુણધર્મોને 29.9 થી 43-44 kgf/mm2, ઉપજની શક્તિ 18 થી 22 સુધી વધારવાનું શક્ય બને છે. kgf/mm2 અને સંબંધિત વિસ્તરણ 14 થી 23% સુધી. જ્યારે મોલીબડેનમનું પ્રમાણ 0.1% કરતા વધી જાય છે, ત્યારે યાંત્રિક ગુણધર્મો બગડે છે.
કોષ્ટકમાં આકૃતિ 18 એ AL8, AL8M અને AL27-1 એલોયના તુલનાત્મક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.

અગાઉ નોંધ્યું છે તેમ, અલ-એમજી એલોયમાં મેગ્નેશિયમની સામગ્રીમાં ઘટાડો, તેમજ વિવિધ ઉમેરણો સાથે મિશ્રણ કરવાથી, સુપરસેચ્યુરેટેડ ઘન દ્રાવણના વિઘટનના દરને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકે છે, તેમજ સામાન્ય કાટના દર અને એલોયની સંવેદનશીલતામાં ફેરફાર કરી શકે છે. આંતરસ્ફટિકીય કાટ.
આ અસરને સ્પષ્ટ કરવા માટે, કાર્ય મેગ્નેશિયમ અને એલોયિંગ એડિટિવ્સ (કોષ્ટક 19) ની વિવિધ સામગ્રીઓ સાથે એલોયના ભીના ચેમ્બરમાં પરીક્ષણોના પરિણામો રજૂ કરે છે.
અભ્યાસોએ એ પણ દર્શાવ્યું છે કે સમય જતાં સંબંધિત વજનમાં ફેરફાર પેરાબોલિક કાયદાનું પાલન કરે છે. આ સૂચવે છે કે તમામ એલોયમાંથી નમૂનાઓની સપાટી પર સારી રક્ષણાત્મક ગુણધર્મો સાથે ગાઢ ઓક્સાઇડ ફિલ્મ રચાય છે. ઓક્સાઇડ ફિલ્મની સૌથી સઘન વૃદ્ધિ પ્રથમ 500 દિવસ દરમિયાન થાય છે. ત્યારબાદ, ઓક્સિડેશન દર સ્થિર થાય છે. એ નોંધવું જોઇએ કે સંશોધિત એલોયની ફિલ્મ દેખીતી રીતે વધુ સારી રક્ષણાત્મક ગુણધર્મો ધરાવે છે.

માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરનો અભ્યાસ દર્શાવે છે કે કાટ પરીક્ષણોના સમગ્ર સમયગાળા દરમિયાન સમાવિષ્ટ એલોય્સમાં આંતરસ્ફટિકીય કાટની પ્રક્રિયામાં કોઈ નોંધપાત્ર વિકાસ થયો નથી.
11.5% Mg ધરાવતા એલોય અલગ રીતે વર્તે છે. સંશોધિત એલોયના નમૂનાઓના સાપેક્ષ વજનમાં ફેરફારની પ્રકૃતિ પણ પેરાબોલિક કાયદાનું પાલન કરે છે. જો કે, 8.5% Mg ધરાવતા એલોયના ઓક્સિડેશન દરની તુલનામાં ઓક્સિડેશન દર નોંધપાત્ર રીતે વધે છે, અને ઓક્સાઇડ ફિલ્મ નોંધપાત્ર રીતે વધુ જાડાઈ પર રક્ષણાત્મક ગુણધર્મો પ્રાપ્ત કરે છે.
મૂળ એલોયમાં, સાપેક્ષ વજનમાં ફેરફારની પ્રકૃતિ પણ પેરાબોલિક કાયદાનું પાલન કરે છે. જો કે, 300 થી 500 દિવસના સમયગાળામાં, ઓક્સાઇડ ફિલ્મના વિકાસ દરમાં તીવ્ર વધારો જોવા મળે છે. આ ઘટના, દેખીતી રીતે, આ સમયગાળા દરમિયાન ઓક્સાઇડ ફિલ્મના ક્રેકીંગ દ્વારા તેમાં નોંધપાત્ર આંતરિક તાણની ઘટનાને કારણે સમજાવી શકાય છે.
નવા રચાયેલા ઓક્સાઇડ્સ ઓક્સાઇડ ફિલ્મમાં તિરાડોને મટાડ્યા પછી, ઓક્સિડેશન દર ઘટશે અને ભવિષ્યમાં વર્ચ્યુઅલ રીતે યથાવત રહેશે.
11.5% Mg ધરાવતા એલોયના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરનો અભ્યાસ દર્શાવે છે કે મૂળ એલોયમાં, 300 દિવસના કાટ પરીક્ષણો પછી, β-તબક્કાના અવક્ષેપને કારણે અનાજની સીમાઓ ખૂબ જાડી થઈ જાય છે, અને એલોય આંતરસ્ફટિકીય કાટ માટે સંવેદનશીલ બને છે. દેખીતી રીતે, આ સમયગાળા દરમિયાન, કાટ તિરાડોની રચના શરૂ થાય છે, કારણ કે પરીક્ષણના 500મા દિવસે, કાટ તિરાડો ધાતુમાં ખૂબ જ ઊંડે ઘૂસી જાય છે, અનાજની ઘણી સીમાઓ કબજે કરે છે.
અસંશોધિત એલોયથી વિપરીત, સંશોધિત એલોયમાં આંતરસ્ફટિકીય કાટની પ્રક્રિયા ધાતુના સપાટીના સ્તર સુધી મર્યાદિત હોય છે અને કાટ પરીક્ષણોના 1000 દિવસ પછી પણ તે મજબૂત રીતે વિકસિત થતી નથી. એ નોંધવું જોઈએ કે ઝિર્કોનિયમ અને મોલિબ્ડેનમ સાથે સંશોધિત એલોયમાં આંતરસ્ફટિકીય કાટની પ્રક્રિયા ઓછામાં ઓછી વિકસિત છે.
માળખાકીય ફેરફારો સાથે સંપૂર્ણ અનુરૂપ એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર છે.
કોષ્ટકમાંનો ડેટા બતાવે છે તેમ. 19, સંશોધિત એલોયની તાણ શક્તિ સતત વધી રહી છે, જે કુદરતી વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. મૂળ એલોયમાં, બે પ્રક્રિયાઓ સમાંતર રીતે થાય છે: કુદરતી વૃદ્ધત્વ, જે એલોયને મજબૂત બનાવે છે, અને આંતરસ્ફટિકીય કાટની પ્રક્રિયા, જે તેને નરમ પાડે છે. પરિણામે, મૂળ એલોયની તાણ શક્તિ 1000 દિવસના કાટ પરીક્ષણો દ્વારા પણ કંઈક અંશે ઘટે છે.
એલોયના સંબંધિત વિસ્તરણમાં ફેરફાર એ પણ વધુ સૂચક છે: મૂળ એલોય માટે, પ્લાસ્ટિકના ગુણધર્મોમાં તીવ્ર ઘટાડો 100 દિવસના કાટ પરીક્ષણો પછી શરૂ થાય છે, જ્યારે સંશોધિત એલોય માટે 500 દિવસ પછી જ. એ નોંધવું જોઈએ કે 500 દિવસના કાટ પરીક્ષણો પછી સંશોધિત એલોયની નમ્રતામાં ઘટાડો આંતરસ્ફટિકીય કાટની પ્રક્રિયા કરતાં કુદરતી વૃદ્ધત્વના પરિણામે એલોયના ભંગાણની પ્રક્રિયા દ્વારા સમજાવી શકાય છે.

ઉચ્ચ મેગ્નેશિયમ સામગ્રી (AL8, AL8M, AL27-1, AL27) વાળા અલ-Mg એલોયના ગેરફાયદામાં 80 ° સે (કોષ્ટક 20) થી ઉપરના તાપમાને લાંબા સમય સુધી ગરમ થવાના પરિણામે દેખાતા ઇન્ટરગ્રેન્યુલર કાટ અને તાણના કાટ પ્રત્યે સંવેદનશીલતાનો પણ સમાવેશ થાય છે. . તેથી, આ એલોય્સને પાવર પાર્ટ્સના ઉત્પાદન માટે ભલામણ કરવામાં આવે છે જે -60 થી +60 ° સે તાપમાને ટૂંકા સમય માટે કાર્ય કરે છે, અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં તેઓ દુર્લભ કાંસ્ય અને પિત્તળ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ અને વિકૃત એલ્યુમિનિયમને બદલે સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરી શકાય છે. વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં (દરિયાઈ પાણી અને ધુમ્મસ સહિત).
લાંબા ગાળાની કામગીરી દરમિયાન આ એલોયમાંથી બનેલા કાસ્ટિંગમાં તિરાડો બનવાની વૃત્તિને ઘટાડવા માટે, એલોયમાં મેગ્નેશિયમની સામગ્રીને 10% સુધી મર્યાદિત કરવી જરૂરી છે, અને 50-60 ° સે સુધી ગરમ તેલના ભાગોને શાંત કરવા જરૂરી છે.
કઠણ સ્થિતિમાં એલોય AL23 અને AL23-1 ઇન્ટરગ્રેન્યુલર કાટ માટે સંવેદનશીલ નથી. આ એલોયની કાસ્ટ સ્થિતિમાં, જ્યારે આંતર-ગ્રાન્યુલર કાટ માટે પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે, ત્યારે અનાજની સીમાઓ સાથે કાટનો વિકાસ જોવા મળે છે, જે અનાજની સીમાઓ સાથે અધિક β-તબક્કાના આ એલોયની કાસ્ટ રચનામાં હાજરીને કારણે થાય છે, જે દરમિયાન છોડવામાં આવે છે. સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયા.
AL23-1 અને AL23 એલોયના લાક્ષણિક ગુણધર્મો કોષ્ટકમાં આપવામાં આવ્યા છે. 21.

AL23-1 અને AL23 એલોયને આર્ગોન-આર્ક વેલ્ડીંગ દ્વારા સંતોષકારક રીતે વેલ્ડ કરી શકાય છે. વેલ્ડેડ સાંધાઓની મજબૂતાઈ પાયાની સામગ્રીની મજબૂતાઈના 80-90% છે. AL23-1 એલોયથી બનેલા કાસ્ટ ભાગોને ઘડાયેલા એલોય AMg6 ના બનેલા ભાગો સાથે વેલ્ડિંગ કરતી વખતે સારા પરિણામો પ્રાપ્ત થયા હતા.
AL23-1 અને AL23 ગ્રેડના એલોયનો ઉપયોગ કાસ્ટ અને સખત બંને સ્થિતિમાં થઈ શકે છે. કાસ્ટ સ્ટેટમાં, AL23 અને AL23-1 એલોય મધ્યમ સ્થિર અને પ્રમાણમાં નાના શોક લોડ ધરાવતા ભાગોના ઉત્પાદન માટે બનાવાયેલ છે. સખત સ્થિતિમાં, AL23-1 એલોય મધ્યમ સ્થિર અને આંચકા લોડ હેઠળ કાર્યરત ભાગોના ઉત્પાદન માટે બનાવાયેલ છે. AL29 ગ્રેડ એલોય વિવિધ આબોહવાની પરિસ્થિતિઓમાં કામ કરવા માટે રચાયેલ છે. AL29 એલોય કાસ્ટિંગનો ઉપયોગ ખાસ હીટ ટ્રીટમેન્ટ વિના થાય છે. કાસ્ટ સ્ટેટમાં AL29 એલોય સંતોષકારક કાટ પ્રતિકાર ધરાવે છે. કાટ પ્રતિકારને વધુ વધારવા માટે, AL29 એલોયથી બનેલા ભાગોને ક્રોમિક એસિડમાં એનોડાઇઝ કરવામાં આવે છે. AL29 એલોય, જે ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ માટે બનાવાયેલ છે, તે AL13 એલોયથી તેની ઉચ્ચ મેગ્નેશિયમ સામગ્રીમાં, તેમજ ઓછી અનુમતિપાત્ર અશુદ્ધતા સામગ્રીમાં રાસાયણિક રચનામાં અલગ છે. એલોયનો ઉપયોગ કાસ્ટ સ્થિતિમાં થાય છે. યાંત્રિક અને કાસ્ટિંગ ગુણધર્મોના સંદર્ભમાં, એલોય AL29 એ એલોય AL13 કરતાં શ્રેષ્ઠ છે, અને અન્ય તમામ લાક્ષણિકતાઓમાં તે તેના જેવું જ છે અને તેનો ઉપયોગ મધ્યમ સ્થિર અને આંચકો લોડ હેઠળ કાર્યરત ભાગોના ઉત્પાદન માટે તેમજ સબટ્રોપિકલમાં કાર્યરત ઉપકરણોમાં થાય છે. આબોહવા AL29 એલોયના બનેલા ભાગો 150 ° સે સુધીના તાપમાને લાંબા સમય સુધી કામ કરી શકે છે.
AL22 એલોય ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ માટે વિકસાવવામાં આવ્યું છે, જેમાં કેટલીક મિનિટો અને કેટલીકવાર ઘણી મિનિટો માટે એલિવેટેડ તાપમાને ઇન્સ્ટોલેશન અને એસેમ્બલીમાં કાર્યરત ભાગોના ઉત્પાદન માટે કેટલીક એપ્લિકેશન મળી છે. AL22 એલોયમાં મોટી માત્રામાં મેગ્નેશિયમ (10.5-13%) હોય છે, જે સખત સ્થિતિમાં તેમાંથી કાસ્ટિંગનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. ટાઇટેનિયમ અને બેરિલિયમના નાના ઉમેરાઓ સાથે એલોયને મિશ્રિત કરવાથી તેના કાસ્ટિંગ અને મજબૂતાઈના ગુણધર્મોને સુધારવામાં મદદ મળે છે. એલોય AL22 એ એલોય AL13 કરતાં તકનીકી ગુણધર્મો, તાકાત લાક્ષણિકતાઓ અને ગરમી પ્રતિકાર બંનેમાં શ્રેષ્ઠ છે. એલોયની સૌથી મોટી શક્તિ માટે, તેમાં ઉપલી મર્યાદા (13% સુધી) પર મેગ્નેશિયમ સામગ્રી અને નીચલી મર્યાદામાં સિલિકોન હોવું જોઈએ; જટિલ રૂપરેખાંકનો સાથેના કાસ્ટિંગ ભાગો માટે, મેગ્નેશિયમનું પ્રમાણ નીચલી મર્યાદામાં અને સિલિકોન ઉપલી મર્યાદામાં હોવું જોઈએ.
એલોયનો ગેરલાભ એ ઘટાડો નમ્રતા છે. AL22 એલોયનો ઉપયોગ જટિલ રૂપરેખાંકનો સાથેના ભાગોને કાસ્ટ કરવા માટે થાય છે જે વાતાવરણ અને સમુદ્રના પાણીની કાટ લાગતી પરિસ્થિતિઓ હેઠળ મધ્યમ સ્થિર લોડ (એગ્રિગેટ અને ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ પ્રકારના ભાગો) હેઠળ કાર્ય કરે છે. ભાગોના ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ માટે એલોયનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. આ કિસ્સામાં, કાસ્ટિંગનો ઉપયોગ કાસ્ટ રાજ્યમાં થાય છે. AL22 એલોયના બનેલા ભાગો 200 ° સે સુધીના તાપમાને લાંબા સમય સુધી કામ કરી શકે છે.
નવા કાસ્ટિંગ એલોય ગ્રેડ AL28 નો ઉપયોગ કાસ્ટ સ્ટેટમાં (હીટ ટ્રીટમેન્ટ વિના) તાજા પાણીની પાઈપલાઈન, તેલ અને બળતણ પ્રણાલીઓ તેમજ જહાજના મિકેનિઝમ્સ અને સાધનોના ભાગો માટે ફિટિંગના ઉત્પાદન માટે થાય છે, જેનું સંચાલન તાપમાન નથી. 100° સે.થી વધુ. ઊંચા તાપમાને, ઘન દ્રાવણનું તીવ્ર વિઘટન થાય છે અને અનાજની સીમાઓ સાથે β-તબક્કાનો વરસાદ થાય છે, જે એલોયના ભંગાણનું કારણ બને છે.
કોષ્ટકમાં 22 એ AL28 એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે જે ગ્રેડ કમ્પોઝિશનમાં મુખ્ય એલોયિંગ તત્વોની સામગ્રી પર આધાર રાખે છે.
AL28 એલોયમાં 0.1-0.2% Zr ની રજૂઆત 2-3 kgf/mm2 અને ગલન તાપમાન પર સ્થિર ઝિર્કોનિયમ હાઇડ્રાઇડ એલોયની રચનાને કારણે કાસ્ટિંગની ઘનતામાં વધારો કરે છે. ચાર્જ તરીકે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાની પ્રારંભિક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરતી વખતે, એલોયની મજબૂતાઈ અને નરમતામાં નોંધપાત્ર વધારો જોવા મળે છે.

એલોય LL28 તાજા અને દરિયાઈ પાણીમાં તેમજ દરિયાઈ વાતાવરણમાં ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકાર ધરાવે છે. આ શરતો હેઠળ એલોયનો કાટ પ્રતિકાર શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમની નજીક આવે છે.
ફિગ માં. આકૃતિ 27 0.1% H2O2 સાથે એસિડિફાઇડ 3% NaCl સોલ્યુશનમાં AL28 એલોયના કાટ પ્રતિકારના પરીક્ષણના પરિણામો દર્શાવે છે. પરીક્ષણનો સમયગાળો 1000 કલાકનો હતો. સરખામણી માટે, AL8, AL13 અને AL4 એલોયની સમાન પરિસ્થિતિઓ હેઠળ પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું.

કોષ્ટકમાં આકૃતિ 23 3% NaCl + 0.l% H2O2 ના જલીય દ્રાવણના સંપર્કમાં આવતા પહેલા અને પછી એલોય AL28, AL4 અને AL13 ના નમૂનાઓના તાણ પરીક્ષણના પરિણામો બતાવે છે, જે પુષ્ટિ કરે છે કે AL28 એલોયનો કાટ પ્રતિકાર તેનાથી શ્રેષ્ઠ છે. અન્ય એલ્યુમિનિયમ એલોયનો અભ્યાસ કર્યો.
AL28 એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મો 10,000 કલાક સુધી કાટ લાગતા વાતાવરણના સંપર્કમાં આવ્યા પછી યથાવત રહ્યા હતા, જ્યારે AL4 એલોય મજબૂતાઈના ગુણોમાં થોડો બગાડ અને વિસ્તરણમાં નોંધપાત્ર (50% થી વધુ) ઘટાડો દર્શાવે છે.

AL28 એલોયના વધેલા કાટ પ્રતિકારને મેંગેનીઝ એડિટિવની હાજરી દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે, જે શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ અને કેટલાક એલ્યુમિનિયમ એલોયના કાટ ગુણધર્મો પર ફાયદાકારક અસર કરે છે. AL28 એલોય સામાન્ય તાપમાને, તેમજ જ્યારે 100 ° સે સુધી ગરમ થાય છે અને લાંબા સમય સુધી (1000 કલાક સુધી) રાખવામાં આવે છે ત્યારે તાણ હેઠળ કાટ લાગવાનું વલણ દર્શાવતું નથી. જો કે, 100 ° સે ઉપરના તાપમાને પ્રમાણમાં ટૂંકા ગાળાના એક્સપોઝર પણ કાટ લાગતા વાતાવરણમાં આ એલોયની કામગીરીમાં તીવ્ર ઘટાડો કરે છે, જે એલિવેટેડ તાપમાને તેનો ઉપયોગ કરવો વ્યવહારીક રીતે અશક્ય બનાવે છે.
2-3 વર્ષ માટે કુદરતી પરિસ્થિતિઓ (કાળો સમુદ્રમાં) હેઠળ પ્રાયોગિક કાસ્ટિંગના કાટ પરીક્ષણોએ દર્શાવ્યું હતું કે AL28 એલોય કાટ લાગવાની સંભાવના નથી. 10 m/s ની ઝડપે આગળ વધતા દરિયાના પાણીમાં પરીક્ષણ કરવામાં આવે ત્યારે AL28 એલોય પોતાને સૌથી પ્રતિરોધક એલ્યુમિનિયમ એલોય તરીકે સાબિત થયું છે. ઘણા વર્ષોથી શિપ એર કંડિશનરના સીલબંધ ફ્રીઓન કોમ્પ્રેસરના ક્રેન્કકેસની કામગીરીએ ફ્રીઓન -22 ની ક્રિયા માટે પ્રતિરોધક સામગ્રી તરીકે AL28 એલોયમાંથી ઉત્પાદન કરવાની શક્યતા અને વિશ્વસનીયતાની પુષ્ટિ કરી છે.
એવું કહેવું જોઈએ કે તાણના કાટને તાજેતરમાં ખૂબ મહત્વ આપવામાં આવ્યું છે, કારણ કે ઉષ્ણકટિબંધીય તાપમાન, ઉચ્ચ ભેજ અને સમુદ્રના પાણીની સ્થિતિમાં આધુનિક મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ અને ખાસ કરીને શિપબિલ્ડિંગમાં સામગ્રીની મજબૂતાઈ અને કામગીરી પર વધેલી માંગ મૂકવામાં આવે છે. રસપ્રદ કામ એ છે કે જે કાટ એલ્યુમિનિયમ એલોયની તણાવ કાટ ક્રેકીંગની સંવેદનશીલતાના અભ્યાસનું વર્ણન કરે છે.
પ્રી-કેલિબ્રેટેડ કોઇલ સ્પ્રિંગનો ઉપયોગ કરીને તાણ બળ બનાવવામાં આવ્યું હતું. લોડને 5 મીમીના વ્યાસવાળા નમૂનામાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવ્યો હતો. નમૂનાના આકારને કારણે તેની સાથે કાટ લાગતા વાતાવરણ સાથે સ્નાન જોડવાનું શક્ય બન્યું. સંપર્કના કાટને ટાળવા માટે, ઇન્સ્ટોલેશનની પકડ બાથમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે. 3% NaCl + 0.1% H2O2 ના જલીય દ્રાવણનો ઉપયોગ કાટનાશક માધ્યમ તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો.
તણાવની તીવ્રતાના આધારે નિષ્ફળતાનો સમય નક્કી કરવા માટે, નમૂનાઓ એક ઇન્સ્ટોલેશનમાં મૂકવામાં આવ્યા હતા જેમાં પરંપરાગત ઉપજ શક્તિના 1.2-0.4 ને અનુરૂપ બળ બનાવવામાં આવ્યું હતું. પ્રાપ્ત પરિણામો ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યા છે. 28, 29, 30.

આમ, અભ્યાસ કરાયેલા તમામ એલોય માટે, કોઓર્ડિનેટ સ્ટ્રેસમાં હવામાં તણાવ (એટલે કે, ઓરડાના તાપમાને લાંબા ગાળાની તાકાત) પરના નમૂનાઓના "જીવન" ની સમય અવલંબન - નિષ્ફળતાના સમયનો લઘુગણક સીધી રેખા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે, જે મોટાભાગની ધાતુની સામગ્રીની લાક્ષણિકતા છે: વધતા ભાર સાથે, નમૂનાઓના વિનાશ પહેલાનો સમય ઘટે છે. જો કે, મેગ્નેલિયમ્સ (AL28, AL8 અને AL27-1) માટે તણાવ-સમય-થી-ફ્રેક્ચર સંબંધ તૂટેલા વળાંક દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, જેમાં બે લગભગ સીધી શાખાઓ હોય છે. વળાંકની ડાબી શાખા દર્શાવે છે કે તાણ હેઠળના આ એલોયનો કાટ પ્રતિકાર મોટાભાગે તણાવ સ્તર પર આધાર રાખે છે; ભારમાં વધારો નમૂનાના "જીવન" માં તીવ્ર ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. ઓછા ભાર પર, તાણ પર નિષ્ફળતા માટેના સમયની અવલંબન અદૃશ્ય થઈ જાય છે, એટલે કે, આ તાણ પર, નમૂનાઓનો "આજીવન" તણાવ સ્તર પર આધાર રાખતો નથી - જમણી શાખા એક સીધી રેખા છે, લગભગ સમય અક્ષની સમાંતર. . આ એલોય માટે તણાવ કાટ પ્રતિકાર માટે મર્યાદા અથવા "થ્રેશોલ્ડ" હોવાનું જણાય છે.
એ નોંધવું જોઈએ કે તાણ હેઠળ AL28 એલોયની કાટ પ્રતિકાર મર્યાદા એ નોંધપાત્ર મૂલ્ય છે, જે લગભગ શરતી ઉપજની શક્તિની બરાબર છે. જેમ જાણીતું છે, માળખાકીય તાણનું સ્તર સામાન્ય રીતે ઉપજની શક્તિ કરતાં વધી જતું નથી, એટલે કે, આપણે ધારી શકીએ છીએ કે આ એલોયમાંથી બનેલા કાસ્ટિંગ્સના કાટ ક્રેકીંગને વ્યવહારીક રીતે બાકાત રાખવામાં આવે છે.
AL8 એલોય માટે, તાણ કાટ પ્રતિકાર મર્યાદા 8 kgf/mm2 કરતાં વધી નથી, જે આ એલોયની ઉપજ શક્તિ કરતાં લગભગ 2 ગણી ઓછી છે અને તેની ઓછી તાણ કાટ પ્રતિકાર દર્શાવે છે.
AL27-1 એલોયની તાણ કાટ પ્રતિકાર મર્યાદાને તેની શરતી ઉપજ શક્તિની સમાન ગણી શકાય. AL27-1 એલોય, AL8 એલોયની જેમ, લગભગ 10% Mg ધરાવે છે, જો કે, બેરિલિયમ, ટાઇટેનિયમ અને ઝિર્કોનિયમની થોડી માત્રા (0.05-0.15%) સાથે તેની વધારાની એલોયિંગ કાટ ક્રેકીંગ માટે તેની સંવેદનશીલતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.
AL8, AL27-1 અને AL28 ગ્રેડના એલ્યુમિનિયમ-મેગ્નેશિયમ એલોય લાંબા સમય સુધી તાણના કાટ સામે પ્રતિકાર જાળવી રાખવામાં સક્ષમ છે તે તાપમાન નક્કી કરવા માટે ગરમીના પ્રભાવ હેઠળ કાટ ક્રેકીંગની સંવેદનશીલતાનો અભ્યાસ હાથ ધરવામાં આવ્યો હતો. , તેમજ પ્રક્રિયા દરમિયાન આ એલોયમાંથી બનેલા ભાગોના ટૂંકા ગાળાના હીટિંગની સ્વીકાર્યતા સ્થાપિત કરવા માટે. તેમનું ઉત્પાદન (ઉદાહરણ તરીકે, ગર્ભાધાન દરમિયાન, રક્ષણાત્મક કોટિંગ્સનો ઉપયોગ, વગેરે). આ એલોયના નમૂનાઓ 1 થી 1000 કલાક સુધી 70, 100, 125 અને 150 ° સે તાપમાને હીટિંગ તાપમાનના આધારે વૃદ્ધાવસ્થાને આધિન હતા અને પછી તાણ સ્તરના 0.9-0.8 જેટલા તણાવ હેઠળ પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યા હતા જેમાં કાટ ક્રેકીંગ થતો નથી, પ્રારંભિક સ્થિતિ માટે વ્યાખ્યાયિત.
ફિગમાં બતાવેલ છે. 31 ડેટા દર્શાવે છે કે જ્યારે લાંબા સમય સુધી 100°C સુધી ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે AL28 એલોયનો તાણ કાટ પ્રતિકાર ઘટતો નથી, અને ટૂંકા ગાળાના 150°C સુધી ગરમ થવાને કાટ લાગતા વાતાવરણમાં પ્રભાવ ગુમાવ્યા વિના મંજૂરી આપવામાં આવે છે.

પ્રીહિટીંગને આધિન AL8 અને AL27-1 એલોયના તાણ હેઠળ કાટ પ્રતિકારના પરીક્ષણના પરિણામો દર્શાવે છે કે કાટની સ્થિતિમાં એલિવેટેડ તાપમાને આ એલોયમાંથી બનેલા ભાગોનો ઉપયોગ વ્યવહારીક રીતે અસ્વીકાર્ય છે. એલ્યુમિનિયમ-મેગ્નેશિયમ એલોય AL8, AL27-1 ની પ્રાપ્ત થયેલી સ્થિતિમાં અને કૃત્રિમ વૃદ્ધત્વ પછી બંને કાટ તિરાડની સંવેદનશીલતાના અભ્યાસના પ્રાપ્ત પરિણામો અમને નિષ્કર્ષ પર આવવા દે છે કે તણાવ હેઠળ તેમની કાટની વર્તણૂક મુખ્યત્વે ઘનની સ્થિરતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઉકેલ માળખું.
સમાન પ્રમાણમાં મેગ્નેશિયમ ધરાવતા AL8 અને AL27-1 એલોયના તાણ કાટ પ્રતિકારની સરખામણી દર્શાવે છે કે AL27-1 એલોય, જેનું માળખું વધારાના એલોયિંગ દ્વારા સ્થિર થાય છે, તે ઉચ્ચ તાણ કાટ પ્રતિકાર ધરાવે છે. એલોય AL28, જેમાં 4.8-6.3% સોલિડ સોલ્યુશનની સ્થિરતા હોય છે, જે 10% Mg ધરાવતા એલોય કરતાં વધુ હોય છે, તે કાટ ફાટવા માટે વધુ પ્રતિરોધક છે.

પ્રશ્ન 1. એલ્યુમિનિયમ-કોપર સિસ્ટમનો ફેઝ ડાયાગ્રામ દોરો. પ્રવાહી અને ઘન અવસ્થામાં ઘટકોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વર્ણન કરો, તબક્કાના આકૃતિના તમામ ક્ષેત્રોમાં માળખાકીય ઘટકો સૂચવો અને કુર્નાકોવના નિયમોનો ઉપયોગ કરીને આપેલ સિસ્ટમમાં એલોયના ગુણધર્મોમાં ફેરફારની પ્રકૃતિ સમજાવો.

ડ્યુરલ્યુમીનમાં સૌથી મહત્વની અશુદ્ધિ કોપર છે.

A1-Cu એલોય્સ (ફિગ. 1.) નું તબક્કો ડાયાગ્રામ પ્રકાર III ના તબક્કાના આકૃતિઓનો સંદર્ભ આપે છે, જ્યારે ઘટકો એક નક્કર ઉકેલ બનાવે છે

મર્યાદિત દ્રાવ્યતા, ઘટતા તાપમાન સાથે ઘટતી જાય છે. આ પ્રકારનો તબક્કો ડાયાગ્રામ ધરાવતા એલોયમાં, ગૌણ

ઘન દ્રાવણના આંશિક વિઘટન સાથે સંકળાયેલ સ્ફટિકીકરણ. આવા એલોયને III અને IV જૂથોની ગરમીની સારવારને આધિન કરી શકાય છે, એટલે કે સખત

એલ્યુમિનિયમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ - કોપર એલોય.

અને વૃદ્ધત્વ. ફેઝ ડાયાગ્રામ A1 - Cu પરથી તે અનુસરે છે કે એલ્યુમિનિયમમાં કોપરની સૌથી વધુ દ્રાવ્યતા 548° પર જોવા મળે છે, જ્યારે તે

5.7%; જેમ જેમ તાપમાન ઘટે છે તેમ, એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાની દ્રાવ્યતા ઘટે છે અને ઓરડાના તાપમાને 0.5% છે. જો 0.5 થી 5.7% ની તાંબાની સામગ્રી સાથેના એલોયને તબક્કા પરિવર્તનના તાપમાનથી ઉપર ગરમી સાથે શમન કરવામાં આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, A1 - ક્યુ એલોય્સના તબક્કા ડાયાગ્રામ પર બિંદુ 5 ઉપર), તો એલોય એક સમાન ઘનમાં પરિવર્તિત થશે. ઉકેલ એ. શમન કર્યા પછી, નક્કર દ્રાવણ એલોયમાં વિઘટિત થશે, તેની સાથે ઉચ્ચ ડિગ્રીના વિક્ષેપ સાથે વધારાના તબક્કાના પ્રકાશન સાથે. અલ-ક્યુ એલોયમાં આવો તબક્કો એ કઠણ અને બરડ રાસાયણિક સંયોજન CuAl 2 છે.

જ્યારે એલોયને ઓરડાના તાપમાને (કુદરતી વૃદ્ધત્વ) અને ઊંચા તાપમાને (કૃત્રિમ વૃદ્ધત્વ) પર વધુ ઝડપથી રાખવામાં આવે ત્યારે સુપરસેચ્યુરેટેડ ઘન દ્રાવણનું વિઘટન લાંબા સમય સુધી થઈ શકે છે. વૃદ્ધત્વના પરિણામે, એલોયની કઠિનતા અને શક્તિ વધે છે, જ્યારે નરમતા અને કઠિનતા ઘટે છે.

કુર્નાકોવના નિયમોનો ઉપયોગ કરીને સૌથી વધુ વિકસિત વૃદ્ધત્વના સિદ્ધાંત મુજબ, એલોયમાં વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયા કેટલાક તબક્કામાં થાય છે. વૃદ્ધત્વના પરિણામે અવલોકન કરાયેલ એલોયની સખ્તાઇ અત્યંત વિખરાયેલી સ્થિતિમાં વધુ પડતા તબક્કાઓના વરસાદના સમયગાળાને અનુરૂપ છે. બંધારણમાં થતા ફેરફારો માત્ર ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપની મદદથી જ જોઈ શકાય છે. લાક્ષણિક રીતે, પ્રક્રિયાનો આ તબક્કો કુદરતી વૃદ્ધત્વ દરમિયાન સખત એલોયમાં થાય છે. તે જ સમયે, એલોયની કઠિનતા અને તાકાત વધે છે.

જ્યારે કઠણ એલોયને પ્રમાણમાં નીચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે, જે વિવિધ એલોય (કૃત્રિમ વૃદ્ધત્વ) માટે અલગ હોય છે, ત્યારે બીજો તબક્કો આવે છે, જેમાં અવક્ષેપિત તબક્કાઓના કણોના વિસ્તરણનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રક્રિયા ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને અવલોકન કરી શકાય છે. માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં મજબૂતીકરણના તબક્કાઓના વિસ્તૃત અવક્ષેપોનો દેખાવ ગુણધર્મોમાં નવા ફેરફાર સાથે એકરુપ છે - એલોયની મજબૂતાઈ અને કઠિનતામાં ઘટાડો અને તેની પ્લાસ્ટિસિટી અને કઠિનતામાં વધારો. વૃદ્ધત્વ ફક્ત એલોયમાં જ જોવા મળે છે કે જેમાં મર્યાદિત દ્રાવ્યતા સાથેનો તબક્કો ડાયાગ્રામ હોય છે, જે ઘટતા તાપમાન સાથે ઘટે છે. મોટી સંખ્યામાં એલોયમાં આ પ્રકારની આકૃતિ હોવાથી, વૃદ્ધત્વની ઘટના ખૂબ સામાન્ય છે. ઘણા બિન-ફેરસ એલોય - એલ્યુમિનિયમ, કોપર, વગેરેની થર્મલ સારવાર વૃદ્ધત્વની ઘટના પર આધારિત છે.

ઉપર ચર્ચા કરેલ A1 - Cu એલોયમાં, આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે. કઠણ એલોયમાં કુદરતી વૃદ્ધત્વ દરમિયાન, કોપર સામગ્રીમાં વધારો સાથે ઝોન (ડિસ્ક) રચાય છે. ગિનીયર-પ્રેસ્ટન ઝોન તરીકે ઓળખાતા આ ઝોનની જાડાઈ બે થી ત્રણ અણુ સ્તરો જેટલી છે. જ્યારે 100° અને તેનાથી ઉપર ગરમ થાય છે, ત્યારે આ ઝોન કહેવાતા Ө તબક્કામાં પરિવર્તિત થાય છે, જે રાસાયણિક સંયોજન CuA1 2 નું અસ્થિર એલોટ્રોપિક ફેરફાર છે. 250°થી ઉપરના તાપમાને, 9" તબક્કો Ө (CuA1 2) તબક્કામાં પરિવર્તિત થાય છે. વધુમાં, Ө (CuA1 2) તબક્કાનો વરસાદ થાય છે. વૃદ્ધત્વના પ્રથમ તબક્કામાં એલોય સૌથી વધુ કઠિનતા અને શક્તિ ધરાવે છે.

D1 ગ્રેડ ડ્યુરાલ્યુમિનમાં, ઘન દ્રાવણના વિઘટન દરમિયાન Ө તબક્કો પણ બહાર પાડવામાં આવે છે, અને D16 ગ્રેડ ડ્યુરાલુમિનમાં આવા ઘણા તબક્કાઓ છે.

ડ્યુર્યુમિનથી બનેલા ભાગોના હીટ ટ્રીટમેન્ટની તકનીકમાં સખ્તાઇ, સુપરસેચ્યુરેટેડ સોલિડ સોલ્યુશન મેળવવા માટે હાથ ધરવામાં આવે છે અને કુદરતી અથવા કૃત્રિમ વૃદ્ધત્વનો સમાવેશ થાય છે. સખ્તાઇ માટે, ભાગોને 495° સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે અને ઠંડા પાણીમાં ઠંડુ કરવામાં આવે છે.

કઠણ ભાગો ઓરડાના તાપમાને રાખીને કુદરતી વૃદ્ધત્વમાંથી પસાર થાય છે. વૃદ્ધાવસ્થાના 4-7 દિવસ પછી, ભાગો સૌથી વધુ તાકાત અને કઠિનતા પ્રાપ્ત કરે છે. આમ, એનિલ્ડ સ્ટેટમાં ગ્રેડ D1 ડ્યુરાલ્યુમીનની તાણ શક્તિ 25 છે. kg/mm 2 , અને તેની કઠિનતા સમાન છે એન IN = 45; સખત અને કુદરતી વૃદ્ધત્વ પછી, તાણ શક્તિ 40 છે kg/mm 2 , અને કઠિનતા વધે છે એન વી = 100.

નક્કર દ્રાવણના વિઘટન માટે જરૂરી સમય કઠણ ડ્યુર્યુમિનને 100 - 150 ◦ (કૃત્રિમ વૃદ્ધત્વ) સુધી ગરમ કરીને કેટલાક કલાકો સુધી ઘટાડી શકાય છે, જો કે, કૃત્રિમ વૃદ્ધત્વ સાથે કઠિનતા અને શક્તિના મૂલ્યો કુદરતી કરતાં સહેજ ઓછા હોય છે. જૂની પુરાણી. કાટ પ્રતિકાર પણ કંઈક અંશે ઘટે છે. ડ્યુર્યુમિન ગ્રેડ D16 અને D6 સખ્તાઇ અને વૃદ્ધત્વ પછી સૌથી વધુ કઠિનતા અને તાકાત ધરાવે છે. ડ્યુરાલ્યુમિન ગ્રેડ DZP અને D18 એ વધેલી નરમતા સાથે એલોય છે.

વિવિધ ઉદ્યોગોમાં, ખાસ કરીને એરક્રાફ્ટ બાંધકામમાં, તેમની ઓછી ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ અને ગરમીની સારવાર પછી ઉચ્ચ યાંત્રિક ગુણધર્મોને કારણે ડ્યુર્યુમિન્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

ડ્યુરલ્યુમિનિન્સને ચિહ્નિત કરતી વખતે, અક્ષર D એ "ડ્યુર્યુમિન" માટે વપરાય છે, અને સંખ્યા એ એલોયની પરંપરાગત સંખ્યા છે.

2. આયર્ન-કાર્બન એલોયનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

આયર્ન અને કાર્બનના એલોયને પરંપરાગત રીતે બે ઘટક એલોય તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. તેમની રચના, મુખ્ય ઘટકો - આયર્ન અને કાર્બન ઉપરાંત, સામાન્ય અશુદ્ધિઓની થોડી માત્રામાં સમાવે છે - મેંગેનીઝ, સિલિકોન, સલ્ફર, ફોસ્ફરસ, તેમજ વાયુઓ - નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન, હાઇડ્રોજન અને કેટલીકવાર અન્ય કેટલાક તત્વોના નિશાન. આયર્ન અને કાર્બન સ્થિર રાસાયણિક સંયોજન Fe 3 C (93.33% Fe અને 6.67% C) બનાવે છે, જેને આયર્ન કાર્બાઈડ અથવા સિમેન્ટાઈટ કહેવાય છે. વપરાતા આયર્ન-કાર્બન એલોયમાં (સ્ટીલ્સ, કાસ્ટ આયર્ન), કાર્બનનું પ્રમાણ 6.67% કરતા વધારે નથી અને તેથી આયર્ન કાર્બાઈડ (ફે-ફે 3 સી સિસ્ટમ) સાથેના લોખંડના એલોય, જેમાં બીજો ઘટક સિમેન્ટાઈટ છે, તે વ્યવહારુ છે. મહત્વ

જ્યારે કાર્બનનું પ્રમાણ 6.67% થી વધુ હોય, ત્યારે એલોયમાં કોઈ મુક્ત આયર્ન રહેશે નહીં, કારણ કે તે બધા કાર્બન સાથે રાસાયણિક સંયોજનમાં પ્રવેશ કરશે. આ કિસ્સામાં, એલોયના ઘટકો આયર્ન કાર્બાઇડ અને કાર્બન હશે; એલોય બીજી સિસ્ટમ Fe 3 C -C સાથે સંબંધિત હશે, જેનો પૂરતો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી. વધુમાં, 6.67% થી વધુ કાર્બન સામગ્રી સાથે આયર્ન-કાર્બન એલોય ખૂબ જ બરડ હોય છે અને તેનો વ્યવહારીક ઉપયોગ થતો નથી.

એલોય Fe -Fe 3 C (6.67% સુધીની C સામગ્રી સાથે), તેનાથી વિપરીત, ખૂબ વ્યવહારુ મહત્વ છે. ફિગ માં. આકૃતિ 2 Fe -Fe 3 C એલોયની સ્થિતિનું માળખાકીય રેખાકૃતિ બતાવે છે, જે તાપમાન - એકાગ્રતા કોઓર્ડિનેટ્સમાં રચાયેલ છે. ઓર્ડિનેટ અક્ષ એલોયનું ગરમીનું તાપમાન દર્શાવે છે, અને એબ્સીસા અક્ષ ટકાવારી તરીકે કાર્બન સાંદ્રતા દર્શાવે છે. ડાબી ઓર્ડિનેટ 100% આયર્ન સામગ્રીને અનુરૂપ છે, અને જમણી ઓર્ડિનેટ 6.67% કાર્બન સામગ્રી (અથવા 100% Fe 3 C સાંદ્રતા) ને અનુરૂપ છે.

જમણી બાજુએ Fe 3 C નો ગલનબિંદુ છે, જે 1550° (બિંદુ) ને અનુરૂપ છે ડી ડાયાગ્રામ પર).

લોખંડના ગલનબિંદુ ઉપરાંત, ડાબી બાજુએ, આયર્નમાં ફેરફારો છે તે હકીકતને કારણે, 1535° (બિંદુ એડાયાગ્રામ પર), આયર્નના એલોટ્રોપિક ટ્રાન્સફોર્મેશનનું તાપમાન પણ રચાયેલ છે: 1390° (બિંદુ એન ) અને 910° (બિંદુ G).

આમ, આકૃતિના ઓર્ડિનેટ્સ એલોય (આયર્ન અને સિમેન્ટાઇટ) ના શુદ્ધ ઘટકોને અનુરૂપ છે, અને તેમની વચ્ચે 0 થી 6.67% સે સુધીની વિવિધ સાંદ્રતાના એલોયને અનુરૂપ બિંદુઓ છે.

ચોખા. 2. એલોયની સ્થિતિનું માળખાકીય રેખાકૃતિફે - ફે 3 સી .

અમુક પરિસ્થિતિઓમાં, રાસાયણિક સંયોજન (સિમેન્ટાઇટ) ન બની શકે, જે સિલિકોન, મેંગેનીઝ અને અન્ય તત્વોની સામગ્રી તેમજ ઇંગોટ્સ અથવા કાસ્ટિંગના ઠંડક દર પર આધારિત છે. આ કિસ્સામાં, ગ્રેફાઇટના રૂપમાં મુક્ત સ્થિતિમાં કાર્બન એલોયમાં મુક્ત થાય છે. આ કિસ્સામાં, બે એલોય સિસ્ટમ્સ હશે નહીં (Fe -Fe 3 C અને Fe 3 C -C). તેઓ એકલ Fe-C એલોય સિસ્ટમ દ્વારા બદલવામાં આવે છે જેમાં રાસાયણિક સંયોજનો નથી.

2.1 આયર્ન-કાર્બન એલોયના માળખાકીય ઘટકો.

માઇક્રોસ્કોપિક વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે આયર્ન-કાર્બન એલોયમાં છ માળખાકીય ઘટકો રચાય છે, જેમ કે: ફેરાઇટ, સિમેન્ટાઇટ, ઓસ્ટેનાઇટ અને ગ્રેફાઇટ, તેમજ પરલાઇટ અને લેડેબ્યુરાઇટ.

ફેરાઇટ Fe a માં કાર્બન ઇન્ટરકેલેશનનું ઘન સોલ્યુશન કહેવાય છે. Fe માં કાર્બનની દ્રાવ્યતા નજીવી હોવાથી, ફેરાઈટને લગભગ શુદ્ધ Fe a ગણી શકાય. ફેરાઇટમાં શરીર કેન્દ્રિત ઘન જાળી (BC) હોય છે. માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ, આ માળખાકીય ઘટકમાં વિવિધ કદના હળવા અનાજનો દેખાવ છે. ફેરાઇટના ગુણધર્મો આયર્ન જેવા જ છે: તે નરમ અને નમ્ર છે, તેની તાણ શક્તિ 25 છે. kg/mm 2 , કઠિનતા એન IN = 80, સંબંધિત વિસ્તરણ 50%. ફેરાઇટની પ્લાસ્ટિસિટી તેના અનાજના કદ પર આધારિત છે: અનાજ જેટલું ઝીણું હશે, તેની પ્લાસ્ટિસિટી વધારે છે. 768° (ક્યુરી પોઈન્ટ) સુધી તે ફેરીમેગ્નેટિક છે અને તેની ઉપર પેરામેગ્નેટિક છે.

સિમેન્ટાઇટઆયર્ન કાર્બાઇડ Fe 3 C કહેવાય છે. સિમેન્ટાઈટમાં એક જટિલ રોમ્બિક જાળી હોય છે. માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ, આ માળખાકીય ઘટકમાં પ્લેટો અથવા વિવિધ કદના અનાજનો દેખાવ હોય છે. સિમેન્ટાઇટ સખત છે (એન IN > 800 એકમો) અને નાજુક છે, અને તેનું સંબંધિત વિસ્તરણ શૂન્યની નજીક છે. પ્રવાહી એલોય (પ્રાથમિક સિમેન્ટાઇટ અથવા C 1) માંથી પ્રાથમિક સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન બહાર પડતા સિમેન્ટાઇટ અને વાય-ઓસ્ટેનાઇટ (સેકન્ડરી સિમેન્ટાઇટ અથવા C 2) ના નક્કર દ્રાવણમાંથી મુક્ત થયેલા સિમેન્ટાઇટ વચ્ચે ભેદ પાડવામાં આવે છે. વધુમાં, નક્કર દ્રાવણના વિઘટન દરમિયાન a (પ્રદેશ G.P.Q. સ્ટેટ ડાયાગ્રામ પર), સિમેન્ટાઇટ અલગ દેખાય છે, જેને અગાઉના સિમેન્ટાઇટથી વિપરીત કહેવામાં આવે છે, તૃતીય સિમેન્ટાઇટ અથવા C 3. સિમેન્ટાઈટના તમામ સ્વરૂપોમાં સમાન સ્ફટિકીય માળખું અને ગુણધર્મો હોય છે, પરંતુ કણોના કદ અલગ હોય છે - પ્લેટ અથવા અનાજ. સૌથી મોટા પ્રાથમિક સિમેન્ટાઈટના કણો છે અને સૌથી નાના પ્રાથમિક સિમેન્ટાઈટના કણો છે. 210° (ક્યુરી પોઈન્ટ) સુધી સિમેન્ટાઈટ ફેરીમેગ્નેટિક છે અને તેની ઉપર તે પેરામેગ્નેટિક છે.

ઓસ્ટેનાઈટ Fe Y માં કાર્બન ઇન્ટરકેલેશનનું ઘન સોલ્યુશન કહેવાય છે. ઓસ્ટેનાઈટમાં ફેસ-કેન્દ્રિત ક્યુબિક જાળી (K12) છે. માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ, આ માળખાકીય ઘટક લાક્ષણિક ડબલ લાઇન (જોડિયા) સાથે હળવા અનાજનો દેખાવ ધરાવે છે. ઓસ્ટેનાઈટની કઠિનતા છે એન IN = 220. ઓસ્ટેનાઈટ પેરામેગ્નેટિક છે.

ગ્રેફાઇટઅણુઓની સ્તરવાળી ગોઠવણી સાથે ઢીલી રીતે ભરેલી હેક્સાગોનલ જાળી ધરાવે છે. માઈક્રોસ્કોપ હેઠળ, આ માળખાકીય ઘટક ગ્રે કાસ્ટ આયર્નમાં વિવિધ આકાર અને કદની પ્લેટોનું સ્વરૂપ ધરાવે છે, નમ્ર કાસ્ટ આયર્નમાં ફ્લેક જેવો આકાર અને ઉચ્ચ-શક્તિવાળા કાસ્ટ આયર્નમાં ગોળાકાર આકાર ધરાવે છે. ગ્રેફાઇટના યાંત્રિક ગુણધર્મો અત્યંત ઓછા છે.

સૂચિબદ્ધ તમામ ચાર માળખાકીય ઘટકો એક જ સમયે આયર્ન-કાર્બન એલોયની સિસ્ટમના તબક્કાઓ પણ છે, કારણ કે તે સજાતીય છે - નક્કર ઉકેલો (ફેરાઇટ અને ઓસ્ટેનાઇટ), રાસાયણિક સંયોજન (સિમેન્ટાઇટ) અથવા એલિમેન્ટલ પદાર્થ (ગ્રેફાઇટ).

લેડેબ્યુરાઇટ અને પર્લાઇટના માળખાકીય ઘટકો સજાતીય નથી. તેઓ વિશિષ્ટ ગુણધર્મો (યુટેક્ટિક અને યુટેક્ટોઇડ) સાથે યાંત્રિક મિશ્રણ છે.

પર્લાઇટફેરાઇટ અને સિમેન્ટાઇટનું યુટેક્ટોઇડ મિશ્રણ કહેવાય છે. તે ગૌણ સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન ઓસ્ટેનાઈટમાંથી બને છે અને તેમાં 0.8% સે છે. પર્લાઇટનું નિર્માણ તાપમાન 723° છે. આ નિર્ણાયક તાપમાન, માત્ર સ્ટીલમાં જોવા મળે છે, તેને બિંદુ કહેવામાં આવે છે A±.પર્લાઇટમાં લેમેલર માળખું હોઈ શકે છે, જ્યારે સિમેન્ટાઇટ પ્લેટનો આકાર ધરાવે છે અથવા દાણાદાર માળખું ધરાવે છે, જ્યારે સિમેન્ટાઇટ અનાજનો આકાર ધરાવે છે. લેમેલર અને દાણાદાર પર્લાઇટના યાંત્રિક ગુણધર્મો કંઈક અંશે અલગ છે. લેમેલર પર્લાઇટની તાણ શક્તિ 82 છે kg/mm 2 , સંબંધિત વિસ્તરણ 15%, કઠિનતા એન વી = 190-^-230. દાણાદાર પર્લાઇટની તાણ શક્તિ 63 છે kg/mm 2 , સંબંધિત વિસ્તરણ 20% અને કઠિનતા R = 1.60-g-190.

લેડેબ્યુરાઇટઓસ્ટેનાઈટ અને સિમેન્ટાઈટનું યુટેક્ટીક મિશ્રણ કહેવાય છે. તે 1130° પર પ્રાથમિક સ્ફટિકીકરણની પ્રક્રિયા દરમિયાન રચાય છે. આયર્ન-કાર્બન એલોયની સિસ્ટમમાં આ સૌથી ઓછું સ્ફટિકીકરણ તાપમાન છે. ઓસ્ટેનાઇટ, જે લેડેબ્યુરાઇટનો ભાગ છે, 723° પર પર્લાઇટમાં પરિવર્તિત થાય છે. તેથી, 723°થી નીચે અને ઓરડાના તાપમાન સુધી, લેડેબ્યુરાઇટમાં પર્લાઇટ અને સિમેન્ટાઇટનું મિશ્રણ હોય છે. તે ખૂબ જ સખત છે (એન વી ^700) અને નાજુક. લેડેબ્યુરાઇટની હાજરી એ સફેદ કાસ્ટ આયર્નનું માળખાકીય લક્ષણ છે. આયર્ન-કાર્બન એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મો માળખાકીય ઘટકોની સંખ્યા, તેમના આકાર, કદ અને સ્થાનના આધારે બદલાય છે.

Fe -Fe 3 C ની સ્થિતિનું માળખાકીય આકૃતિ એ એક જટિલ આકૃતિ છે, કારણ કે આયર્ન-કાર્બન એલોયમાં માત્ર સ્ફટિકીકરણ સાથે સંકળાયેલા પરિવર્તનો જ નથી, પણ ઘન સ્થિતિમાં પણ પરિવર્તન થાય છે.

સ્ટીલ અને સફેદ કાસ્ટ આયર્ન વચ્ચેની સીમા 2% ની કાર્બન સાંદ્રતા છે, અને માળખાકીય વિશેષતા એ લેડેબ્યુરાઇટની હાજરી અથવા ગેરહાજરી છે. 2% કરતા ઓછી કાર્બન સામગ્રીવાળા એલોય (જેમાં લેડેબ્યુરાઇટ નથી) સ્ટીલ્સ કહેવાય છે, અને 2% થી વધુ કાર્બન સામગ્રીવાળા એલોય (જેની રચનામાં લેડેબ્યુરાઇટ હોય છે) ને સફેદ કાસ્ટ આયર્ન કહેવામાં આવે છે.

કાર્બન સાંદ્રતા અને સ્ટીલની રચનાના આધારે, કાસ્ટ આયર્નને સામાન્ય રીતે નીચેના માળખાકીય જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: હાઇપોયુટેક્ટોઇડ સ્ટીલ્સ (0.8% સે સુધી); માળખું - ફેરાઇટ અને પર્લાઇટ; eutectoid સ્ટીલ (0.8% C); માળખું - મોતી;

હાયપર્યુટેક્ટોઇડ સ્ટીલ્સ (0.8 થી 2% સે કરતાં વધુ); માળખું - ગૌણ સિમેન્ટાઇટમાં પર્લાઇટ;

હાયપોયુટેક્ટિક સફેદ કાસ્ટ આયર્ન (2 થી 4.3% સે. ઉપર); માળખું - લેડેબ્યુરાઇટ (વિઘટન), પર્લાઇટ અને ગૌણ સિમેન્ટાઇટ;

eutectic સફેદ કાસ્ટ આયર્ન (4.3% C); માળખું - ledeburite;

હાયપર્યુટેક્ટિક સફેદ કાસ્ટ આયર્ન (4.3 થી 6.67% સે. ઉપર); માળખું - લેડેબ્યુરાઇટ (વિઘટન) અને પ્રાથમિક સિમેન્ટાઇટ.

આ વિભાજન, જેમ કે Fe-Fe 3 C તબક્કા રેખાકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે, ઓરડાના તાપમાને અવલોકન કરાયેલ આ એલોયની માળખાકીય સ્થિતિને અનુરૂપ છે.

પ્રશ્ન 3.

30KhGSA સ્ટીલના બનેલા ભાગની સપાટીને બારીક પીસવા માટે ટૂલ કાર્બાઇડ એલોય પસંદ કરો. લાક્ષણિકતાઓ આપો, એલોયની પસંદ કરેલી બ્રાન્ડને સમજાવો, એલોયના માળખાકીય લક્ષણો અને ગુણધર્મોનું વર્ણન કરો.

ટૂલ્સને ત્રણ જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: કટીંગ (કટર, ડ્રીલ, કટર, વગેરે), માપન (ગેજ, રિંગ્સ, ટાઇલ્સ, વગેરે), અને ગરમ અને ઠંડા ધાતુ બનાવવા માટેના સાધનો (સ્ટેમ્પ, ડ્રોઇંગ બોર્ડ, વગેરે). ટૂલ્સના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, તેમના ઉત્પાદન માટે સ્ટીલ્સની આવશ્યકતાઓ અલગ છે.

કટીંગ ટૂલ્સ માટે સ્ટીલ્સની મુખ્ય આવશ્યકતા એ ઉચ્ચ કઠિનતાની હાજરી છે, જે કટીંગ (લાલ પ્રતિકાર) દ્વારા ધાતુઓની પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉદ્ભવતા ઊંચા તાપમાને ઘટતી નથી. મેટલ-કટીંગ ટૂલ્સ માટે કઠિનતા R c = 60÷65 હોવી જોઈએ. વધુમાં, કટીંગ ટૂલ્સ માટે સ્ટીલ્સમાં ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર, શક્તિ અને સંતોષકારક કઠિનતા હોવી આવશ્યક છે.

કટીંગ ટૂલ્સના ઉત્પાદન માટે હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ્સનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ એ મલ્ટીકમ્પોનન્ટ એલોય છે અને તે કાર્બાઇડ (લેડેબ્યુરાઇટ) સ્ટીલના વર્ગનું છે. આયર્ન અને કાર્બન ઉપરાંત, તેની રચનામાં ક્રોમિયમ, ટંગસ્ટન અને વેનેડિયમનો સમાવેશ થાય છે. હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલમાં મુખ્ય એલોયિંગ તત્વ ટંગસ્ટન છે. સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા (કોષ્ટક 3) હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ ગ્રેડ P18 (18% W) અને P9 (9% W) છે.

હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પછી ઉચ્ચ કઠિનતા R C = 62 અને લાલ પ્રતિકાર મેળવે છે, જેમાં શમન અને વારંવાર ટેમ્પરિંગનો સમાવેશ થાય છે.

કોષ્ટક 1

હાઇ સ્પીડ સ્ટીલની રાસાયણિક રચના

(GOST 5952-51 મુજબ)

સ્ટીલ ગ્રેડ
	સી	ડબલ્યુ	ક્ર	વી	મો
આર 18	0,70 – 0,80	17,5 – 19,0	3,8 – 4,4	1,04 – 1,4	≤0,3
આર 9	0,85 – 0,95	8,5 – 10,0	3,8 – 4,4	2,0 – 2,6	≤0,3

આકૃતિ 3 હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ R18 ની હીટ ટ્રીટમેન્ટનો ગ્રાફ બતાવે છે.

અમે તેને ક્લીન મિલિંગ માટે ટૂલ ગ્રેડ તરીકે પસંદ કરીએ છીએ કારણ કે... સ્ટીલનો આ ગ્રેડ તેની લાક્ષણિકતાઓના સંદર્ભમાં અમને અનુકૂળ છે.

હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલની હીટ ટ્રીટમેન્ટમાં સંખ્યાબંધ લક્ષણો છે જે તેની રાસાયણિક રચના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સખ્તાઇ દરમિયાન હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલની ગરમીને ઊંચા તાપમાને (1260-1280°) કરવામાં આવે છે, જે ઓસ્ટેનાઇટમાં ક્રોમિયમ, ટંગસ્ટન અને વેનેડિયમ કાર્બાઇડને ઓગળવા માટે જરૂરી છે. નીચા થર્મલ વાહકતા અને બરડતાને કારણે સ્ટીલમાં મોટા આંતરિક તાણને ટાળવા માટે 800-850° સુધીની ગરમી ધીમે ધીમે હાથ ધરવામાં આવે છે, પછી ઓસ્ટેનાઇટ અનાજની વૃદ્ધિ અને ડીકાર્બ્યુરાઇઝેશનને ટાળવા માટે ઝડપી ગરમી 1260-1280° સુધી કરવામાં આવે છે. . હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલનું ઠંડક તેલમાં હાથ ધરવામાં આવે છે. 500-550°ના તાપમાને ક્ષારમાં હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલને સ્ટેપવાઇઝ સખત બનાવવાનો પણ વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.

શમન કર્યા પછી હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલની રચનામાં માર્ટેન્સાઇટ (54%), કાર્બાઇડ્સ (16%) અને જાળવી રાખેલા ઓસ્ટેનાઇટ (30%) નો સમાવેશ થાય છે. સખ્તાઇ પછી, હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલને 560° પર વારંવાર ટેમ્પરિંગને આધિન કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, જાળવી રાખેલા ઓસ્ટેનાઈટની માત્રા ઘટાડવા અને સ્ટીલની કઠિનતા વધારવા માટે 1 કલાકના હોલ્ડિંગ સમય સાથે ત્રણ વખત ટેમ્પરિંગ હાથ ધરવામાં આવે છે. ટેમ્પરિંગ ટેમ્પરેચર પર એક્સપોઝર દરમિયાન, ઓસ્ટેનાઈટમાંથી કાર્બાઈડ છૂટી જાય છે અને ઠંડુ થવા પર, ઓસ્ટેનાઈટ માર્ટેનાઈટમાં પરિવર્તિત થાય છે. એવું છે કે ગૌણ સખ્તાઇ થાય છે. ટેમ્પરિંગ પછી હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલનું માળખું ટેમ્પર્ડ માર્ટેન્સાઇટ, અત્યંત વિખરાયેલા કાર્બાઇડ અને થોડી માત્રામાં જાળવી રાખેલ ઓસ્ટેનાઇટ છે. જાળવી રાખેલા ઓસ્ટેનાઈટના જથ્થાને વધુ ઘટાડવા માટે, હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ્સને કોલ્ડ ટ્રીટમેન્ટ આપવામાં આવે છે, જે ટેમ્પરિંગ પહેલાં હાથ ધરવામાં આવે છે. નીચા-તાપમાન સાયનીડેશનનો ઉપયોગ સખતતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર વધારવામાં ખૂબ અસરકારક છે.

વિવિધ કટીંગ ટૂલ્સના ઉત્પાદન માટે હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે; આ સ્ટીલ્સમાંથી બનેલા ટૂલ્સ કટીંગ સ્પીડ પર કામ કરે છે જે કાર્બન સ્ટીલ્સમાંથી બનેલા ટૂલ્સની કટીંગ સ્પીડ કરતા 3-4 ગણી વધારે હોય છે અને જ્યારે કટીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન 600º - 620º સુધી ગરમ થાય છે ત્યારે કટીંગ પ્રોપર્ટીઝ જાળવી રાખે છે.

પ્રશ્ન. 4સ્પ્રિંગના ઉત્પાદન માટે સ્ટીલનો સૌથી વધુ તર્કસંગત અને આર્થિક ગ્રેડ પસંદ કરો, જે હીટ ટ્રીટમેન્ટ પછી ઓછામાં ઓછી 44 ... 45 HRC Eની ઉચ્ચ સ્થિતિસ્થાપકતા અને કઠિનતા મેળવવી જોઈએ. એક લાક્ષણિકતા આપો, સ્ટીલની રચના સૂચવો, પસંદ કરો અને હીટ ટ્રીટમેન્ટ મોડને યોગ્ય ઠેરવો. હીટ ટ્રીટમેન્ટ પછી સ્ટીલના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને ગુણધર્મોનું વર્ણન કરો અને સ્કેચ કરો.

ઝરણાનો ઉપયોગ ઉર્જાનો સંગ્રહ કરવા (સ્પ્રિંગ મોટર્સ), આંચકાને શોષવા અને શોષવા માટે, વાલ્વ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન મિકેનિઝમ વગેરેમાં થર્મલ વિસ્તરણની ભરપાઈ કરવા માટે થાય છે. ઝરણાનું વિરૂપતા તેના સ્ટ્રેચિંગ, કમ્પ્રેશન, બેન્ડિંગ અથવા ટ્વિસ્ટિંગના સ્વરૂપમાં પ્રગટ થઈ શકે છે.

બળ P અને વસંત વિરૂપતા F વચ્ચેના સંબંધને વસંત લાક્ષણિકતા કહેવામાં આવે છે.

ડિઝાઇનરની હેન્ડબુક અનુસાર - મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ, લેખક. અનુરીવ. V.I., અમે સૌથી વધુ તર્કસંગત અને આર્થિક સ્ટીલ ગ્રેડ પસંદ કરીએ છીએ:

સ્ટીલ - 65G(મેંગેનીઝ સ્ટીલ), રિકવેલ મુજબ 42...48 HRC E. ની બરાબર સ્થિતિસ્થાપકતા અને કઠિનતા ધરાવે છે. સ્ટીલની હીટ ટ્રીટમેન્ટ: સખ્તાઇનું તાપમાન - 830 º સે, (તેલનું માધ્યમ), ટેમ્પરિંગ - 480 º સે. તાણ શક્તિ (δ B) - 100 kg/mm 2, ઉપજની શક્તિ (δ t) - 85 kg/mm 2, સંબંધિત વિસ્તરણ (δ 5) – 7%, સંબંધિત સંકુચિત (ψ) – 25%.

લાક્ષણિકતાઓ - 0.025% કરતા વધુની P-S સામગ્રી સાથે ઉચ્ચ ગુણવત્તાની સ્પ્રિંગ સ્ટીલ. 2 શ્રેણીઓમાં વિભાજિત: 1 – ડીકાર્બોનાઇઝ્ડ લેયર, 2 – નોર્મલાઇઝ્ડ ડીકાર્બોનાઇઝ્ડ લેયર સાથે

પ્રશ્ન 5. AK4-1 એલોયનો ઉપયોગ એરક્રાફ્ટ એન્જિન કોમ્પ્રેસર ડિસ્ક બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. વર્ણન આપો, એલોયના યાંત્રિક ગુણધર્મોની રચના અને લાક્ષણિકતાઓ, એલોયને સખત બનાવવાની પદ્ધતિ અને પ્રકૃતિ, કાટ સામે રક્ષણની પદ્ધતિઓ સૂચવો.

AK4-1 એ એલ્યુમિનિયમ-આધારિત એલોય છે, જે વિરૂપતા દ્વારા ઉત્પાદનમાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, ગરમીની સારવાર દ્વારા મજબૂત બને છે અને ગરમી-પ્રતિરોધક છે.

એલોય રચના: Mg – 1.4…1.8%. Cu – 1.9…2.5%. ફે – 0.8…1.3%. નિ – 0.8…1.3%. Ti – 0.02…0.1%, અશુદ્ધિઓ 0.83% સુધી. એલોયની તાણ શક્તિ 430 MPa છે, ઉપજ શક્તિ 0.2 - 280 MPa છે.

આયર્ન, નિકલ, તાંબુ અને અન્ય તત્ત્વો સાથે મિશ્રિત જે મજબૂતીકરણના તબક્કાઓ બનાવે છે

પ્રશ્ન 6.ઉદ્યોગમાં બિન-ધાતુ સામગ્રીના ઉપયોગ માટે આર્થિક પૂર્વજરૂરીયાતો. ગેસથી ભરેલા પ્લાસ્ટિકના જૂથો અને ગુણધર્મોનું વર્ણન કરો, દરેક જૂથમાંથી ઉદાહરણો આપો, તેમના ગુણધર્મો અને એરક્રાફ્ટ સ્ટ્રક્ચર્સમાં એપ્લિકેશનનો અવકાશ આપો.

તાજેતરમાં, બિન-ધાતુ પોલિમર સામગ્રીનો ઉપયોગ માળખાકીય સામગ્રી તરીકે વધુને વધુ થાય છે. પોલિમરની મુખ્ય વિશેષતા એ છે કે તેમની પાસે અસંખ્ય ગુણધર્મો છે જે ધાતુઓમાં સહજ નથી, અને તે ધાતુના માળખાકીય સામગ્રીમાં સારા ઉમેરા તરીકે સેવા આપી શકે છે અથવા તેના સ્થાને છે, અને વિવિધ પ્રકારના પ્લાસ્ટિકમાં સહજ ભૌતિક રાસાયણિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મોની વિવિધતા છે. ઉત્પાદનોમાં પ્રક્રિયા કરવાની સરળતા એ નક્કી કરે છે કે મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ, ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ મેકિંગ, ઉપકરણ ઉત્પાદન અને રોજિંદા જીવનની તમામ શાખાઓમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. પ્લાસ્ટિકના જથ્થાને ઓછી ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ (0.05 થી 2.0 સુધી) દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે g/cm 3 ), ઉચ્ચ અવાહક ગુણધર્મો ધરાવે છે, કાટનો સારી રીતે પ્રતિકાર કરે છે, ઘર્ષણ ગુણાંકની વિશાળ શ્રેણી અને ઉચ્ચ ઘર્ષણ પ્રતિકાર ધરાવે છે.

જો તે ઉત્પાદનો મેળવવાની જરૂર હોય કે જેમાં કાટ-વિરોધી પ્રતિકાર, એસિડ પ્રતિકાર, કામગીરીમાં અવાજહીનતા હોય, સાથે સાથે બાંધકામની હળવાશને સુનિશ્ચિત કરતી વખતે, પ્લાસ્ટિક માસ ફેરસ ધાતુઓના વિકલ્પ તરીકે સેવા આપી શકે છે. કેટલાક પ્રકારના પ્લાસ્ટિકની પારદર્શિતા અને ઉચ્ચ પ્લાસ્ટિક ગુણધર્મોને લીધે, તેઓ ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગ માટે સલામતી કાચના ઉત્પાદન માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઉચ્ચ વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણધર્મો ધરાવતા ઉત્પાદનોના ઉત્પાદનમાં, પ્લાસ્ટિક ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પોર્સેલેઇન, મીકા, ઇબોનાઇટ અને અન્ય સામગ્રીને બદલી અને વિસ્થાપિત કરી રહ્યું છે. છેલ્લે, વરાળ, પેટ્રોલ અને ગેસની અભેદ્યતા તેમજ સારા દેખાવ સાથે ઉચ્ચ પાણી અને પ્રકાશ પ્રતિકાર, સંખ્યાબંધ ઉદ્યોગોમાં પ્લાસ્ટિકનો વ્યાપક ઉપયોગ સુનિશ્ચિત કરે છે.

પ્લાસ્ટિકનો ઉપયોગ બેરિંગ ઇન્સર્ટ, સેપરેટર્સ, સાયલન્ટ ગિયર્સ, ફેન બ્લેડ, વોશિંગ મશીન અને મિક્સર માટે બ્લેડ, રેડિયો ઇક્વિપમેન્ટ, રેડિયો અને ઘડિયાળો માટેના કેસ, ઇલેક્ટ્રિકલ ઇક્વિપમેન્ટ, ડિસ્ટ્રિબ્યુટર, ગ્રાઇન્ડિંગ વ્હીલ્સ, વોટરપ્રૂફ અને ડેકોરેટિવ ફેબ્રિક્સ અને વિવિધ અલંકારિક ઉપભોક્તા સામાન બનાવવા માટે થાય છે.

ફોમ પ્લાસ્ટિકતેઓ સિન્થેટિક રેઝિન પર આધારિત હળવા વજનના ગેસથી ભરેલા પ્લાસ્ટિક છે. ફોમ પ્લાસ્ટિકને બે જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: 1 - એકબીજા સાથે જોડાયેલા છિદ્રો સાથેની સામગ્રી - જળચરો (300 kg/m3 કરતાં ઓછી ઘનતા), 2 - અલગ છિદ્રોવાળી સામગ્રી - ફીણ (300 kg/m3 કરતાં વધુ ઘનતા).

ફોમ પ્લાસ્ટિકના ગુણધર્મો ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર છે: કેટલાકમાં કાચની જેમ કઠિનતા હોય છે, અન્યમાં રબરની જેમ સ્થિતિસ્થાપકતા હોય છે. બધા ફોમ પ્લાસ્ટિક પોતાને સુથારી સાધનો વડે યાંત્રિક પ્રક્રિયા માટે સારી રીતે ધિરાણ આપે છે, ગરમ સ્થિતિમાં સરળતાથી જટિલ આકારના ઉત્પાદનોમાં દબાવવામાં આવે છે અને એકસાથે ગુંદર ધરાવતા હોય છે. એરક્રાફ્ટ ઇન્ડસ્ટ્રીમાં, ફોમ પ્લાસ્ટિકનો ઉપયોગ બે સ્કીન વચ્ચે ફિલર તરીકે થાય છે જેથી તેની રચનાની કઠોરતા અને મજબૂતાઈ તેમજ હીટ અને સાઉન્ડ ઇન્સ્યુલેટીંગ મટિરિયલનો ઉપયોગ થાય.

કાર્યનું લક્ષ્ય:અન્ય તત્વો સાથે એલ્યુમિનિયમના દ્વિસંગી એલોયમાં તબક્કા સંતુલન આકૃતિઓ અને તબક્કા પરિવર્તનનો અભ્યાસ.

જરૂરી સાધનો, ઉપકરણો, સાધનો, સામગ્રી:મફલ ફર્નેસ, કઠિનતા પરીક્ષક TK-2M, ડ્યુરાલ્યુમિનનાં નમૂનાઓ, સ્ટેન્ડ “બિન-ફેરસ એલોયનાં માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ”, મેટાલોગ્રાફિક માઇક્રોસ્કોપ.

સૈદ્ધાંતિક માહિતી

એલ્યુમિનિયમ એ એક આવશ્યક ધાતુ છે જેનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના એલ્યુમિનિયમ એલોયના ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

એલ્યુમિનિયમનો રંગ વિલક્ષણ નીરસ રંગભેદ સાથે ચાંદી-સફેદ છે. એલ્યુમિનિયમ ચહેરા-કેન્દ્રિત ક્યુબની અવકાશી જાળીમાં સ્ફટિકીકરણ કરે છે; તેમાં કોઈ એલોટ્રોપિક રૂપાંતરણો મળ્યાં નથી.

એલ્યુમિનિયમમાં ઓછી ઘનતા (2.7 g/cm3), ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા (શુદ્ધ તાંબાની વિદ્યુત વાહકતાના લગભગ 60%) અને નોંધપાત્ર થર્મલ વાહકતા છે.

વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા એલ્યુમિનિયમના ઓક્સિડેશનના પરિણામે, તેની સપાટી પર એક રક્ષણાત્મક ઓક્સાઇડ ફિલ્મ રચાય છે. આ ફિલ્મની હાજરી એલ્યુમિનિયમ અને ઘણા એલ્યુમિનિયમ એલોયના ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકારને સમજાવે છે.

એલ્યુમિનિયમ સામાન્ય વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં અને કેન્દ્રિત (90-98%) નાઈટ્રિક એસિડની ક્રિયા સામે તદ્દન પ્રતિરોધક છે, પરંતુ મોટાભાગના અન્ય ખનિજ એસિડ્સ (સલ્ફ્યુરિક, હાઇડ્રોક્લોરિક), તેમજ આલ્કલીની ક્રિયા દ્વારા તે સરળતાથી નાશ પામે છે. તે ઠંડા અને ગરમ બંને સ્થિતિમાં ઉચ્ચ નમ્રતા ધરાવે છે, ગેસ અને પ્રતિકારક વેલ્ડીંગ દ્વારા સારી રીતે વેલ્ડિંગ કરવામાં આવે છે, પરંતુ કટીંગ દ્વારા નબળી રીતે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે અને ઓછી કાસ્ટિંગ ગુણધર્મો ધરાવે છે.

નીચે આપેલા યાંત્રિક ગુણધર્મો રોલ્ડ અને એન્નીલ્ડ એલ્યુમિનિયમની લાક્ષણિકતા છે:  વી= 80-100 MPa,  = 35-40%, NV = 250...300 MPa.

જ્યારે કોલ્ડ-વર્કિંગ, એલ્યુમિનિયમની મજબૂતાઈ વધે છે અને નમ્રતા ઘટે છે. તદનુસાર, વિરૂપતાની ડિગ્રી અનુસાર, એનિલ્ડ (એડી-એમ), અર્ધ-કોલ્ડ-વર્ક્ડ (એડી-પી) અને કોલ્ડ-વર્ક્ડ (એડી-એન) એલ્યુમિનિયમને અલગ પાડવામાં આવે છે. સખ્તાઇને દૂર કરવા માટે એલ્યુમિનિયમની એનિલિંગ 350…410 С પર હાથ ધરવામાં આવે છે.

શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમના વિવિધ ઉપયોગો છે. અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનો તકનીકી એલ્યુમિનિયમ AD1 અને AD માંથી બનાવવામાં આવે છે, જેમાં અનુક્રમે ઓછામાં ઓછા 99.3 અને 98.8% Al હોય છે, - શીટ્સ, પાઇપ્સ, પ્રોફાઇલ્સ, રિવેટ્સ માટે વાયર.

ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં, એલ્યુમિનિયમ વાયર, કેબલ્સ, કેપેસિટર, રેક્ટિફાયર વગેરેના ઉત્પાદનમાં વધુ ખર્ચાળ અને ભારે તાંબાને બદલવાનું કામ કરે છે.

એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં રજૂ કરાયેલા સૌથી મહત્વપૂર્ણ તત્વો તાંબુ, સિલિકોન, મેગ્નેશિયમ અને જસત છે.

એલ્યુમિનિયમ અને તાંબુ ચલ સાંદ્રતાના ઘન ઉકેલો બનાવે છે. 0°C ના તાપમાને, એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાની દ્રાવ્યતા 0.3% હોય છે, અને 548°C ના યુટેક્ટિક તાપમાને તે વધીને 5.6% થાય છે. એલ્યુમિનિયમ અને તાંબુ 46:54 ના ગુણોત્તરમાં એક સ્થિર રાસાયણિક સંયોજન CuAl 2 બનાવે છે.

ચાલો એલ્યુમિનિયમ-કોપર એલોયની સ્થિતિને તેમની રચના અને તાપમાનના આધારે ધ્યાનમાં લઈએ (ફિગ. 1). ડાયાગ્રામમાં CDE લાઇન લિક્વિડસ લાઇન છે અને CNDF લાઇન સોલિડસ લાઇન છે. એનડીએફ સોલિડસ લાઇનના આડા વિભાગને યુટેક્ટિક લાઇન પણ કહેવામાં આવે છે.

MN રેખા એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાની તાપમાન-ચલ દ્રાવ્યતા દર્શાવે છે. પરિણામે, MN રેખા એ અસંતૃપ્ત ઘન ઉકેલો અને સંતૃપ્ત ઉકેલો વચ્ચેની સીમા છે. તેથી, આ રેખાને ઘણીવાર મર્યાદિત દ્રાવ્યતા રેખા પણ કહેવામાં આવે છે.

પ્રદેશ I માં, કોઈપણ એલોય એ એલ્યુમિનિયમ અને તાંબાનું એકસમાન પ્રવાહી દ્રાવણ હશે, એટલે કે AlCu.

આર
છે. 1. Al–CuAl 2 સિસ્ટમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

પ્રદેશ II અને III માં, એલોય અંશતઃ પ્રવાહીમાં અને અંશતઃ ઘન અવસ્થામાં હશે.

પ્રદેશ II માં, નક્કર તબક્કો એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાનું નક્કર દ્રાવણ હશે, અને પ્રવાહી તબક્કો એલ્યુમિનિયમ અને તાંબાનું પ્રવાહી દ્રાવણ હશે, એટલે કે. Al(Cu) + (Al Cu), જો આપણે એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાની મર્યાદિત દ્રાવ્યતાના નક્કર ઉકેલને Al(Cu) તરીકે નિયુક્ત કરવા માટે સંમત છીએ.

પ્રદેશ III માં, પ્રવાહી તબક્કો એલ્યુમિનિયમ અને તાંબાનું પ્રવાહી દ્રાવણ પણ હશે, અને ઘન તબક્કો મેટલ સંયોજન CuAl 2 હશે, એટલે કે.
+ (અલ ક્યુ). ઇન્ડેક્સ “I” (પ્રાથમિક) દર્શાવે છે કે CuAl 2 પ્રવાહી અવસ્થામાંથી સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન રચાયું હતું.

અન્ય વિસ્તારોમાં, સંપૂર્ણ નક્કર એલોયમાં નીચેની રચના હશે:

પ્રદેશ IV માં એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાનું સજાતીય ઘન દ્રાવણ છે, એટલે કે Al(Cu);

V પ્રદેશમાં - એલ્યુમિનિયમ અને ગૌણમાં તાંબાનું નક્કર દ્રાવણ
;

પ્રદેશ VI માં - એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાનું નક્કર દ્રાવણ, ગૌણ CuAl 2 અને eutectic, એટલે કે Al(Cu) +
+Al(Cu) + CuAl 2 ;

પ્રદેશ VII માં - પ્રાથમિક CuAl 2 અને eutectic, એટલે કે.
+Al(Cu) + CuAl 2 .

આ એલોયનું યુટેક્ટિક એ એલ્યુમિનિયમમાં કોપરના ઘન દ્રાવણના એકાંતરે નાના સ્ફટિકો અને ધાતુના સંયોજન CuAl 2નું વિશિષ્ટ યાંત્રિક મિશ્રણ છે, એટલે કે. Al(Cu) + CuAl 2 .

Al – CuAl 2 સિસ્ટમના તમામ એલોયને બંધારણ અને સાંદ્રતા અનુસાર ચાર જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

જૂથ 1 માં 0 થી 0.3% સુધી કોપર છે;

જૂથ 2 માં 0.3 થી 5.6% સુધી તાંબુ છે;

જૂથ 3 માં 5.6 થી 33.8% સુધી તાંબુ છે;

ગ્રુપ 4 માં 33.8 થી 54% સુધી તાંબુ છે.

ચાલો Al – CuAl 2 સિસ્ટમના એલોયની રચનાને ધ્યાનમાં લઈએ.

ફિગ માં. 2, એએલ્યુમિનિયમમાં કોપરના નક્કર દ્રાવણના અનાજનો સમાવેશ કરીને પ્રથમ જૂથના એલોયની રચના બતાવે છે. બીજા જૂથના એલોયની રચના ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 2, b: એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાના ઘન દ્રાવણના દાણા અને ગૌણ CuAl 2 ના સ્ફટિકો દેખાય છે,

હાઇપોયુટેક્ટિક એલોય (એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાનું નક્કર દ્રાવણ, ગૌણ CuAl 2 ના સ્ફટિકો અને યુટેક્ટિક) ની રચના ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 2, વી. યુટેક્ટિક એલોયનું માળખું - યુટેક્ટિક, જેમાં એલ્યુમિનિયમમાં કોપરના ઘન દ્રાવણના નાના સ્ફટિકો અને CuAl 2 ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 2, જી. ફિગ માં. 2, ડીહાયપર્યુટેક્ટિક એલોયનું માળખું બતાવવામાં આવ્યું છે, જેમાં CuAl 2 અને યુટેક્ટિકના પ્રાથમિક સ્ફટિકોનો સમાવેશ થાય છે.

યુટેક્ટિક ધરાવતા એલોય્સમાં, તાંબાની સામગ્રી તેમની રચના દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. જો કે, આ કિસ્સામાં, યુટેક્ટિક અને નક્કર દ્રાવણમાં હાજર કોપરની માત્રા ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, 30% યુટેક્ટિક અને 70% સોલિડ સોલ્યુશન ધરાવતા હાઈપોયુટેક્ટિક એલોયમાં, યુટેક્ટિકમાં કોપરનું પ્રમાણ

અને નક્કર દ્રાવણમાં

પરિણામે, અભ્યાસ હેઠળના એલોયમાં k x + k y = 14.06% તાંબુ છે, જે બિંદુ A ને અનુરૂપ છે, જે Al – CuAl 2 સિસ્ટમ (ફિગ. 1) ના સ્ટેટ ડાયાગ્રામના એબ્સીસા અક્ષ પર સ્થિત છે.

હાયપર્યુટેક્ટિક એલોયની રચના નક્કી કરતી વખતે, યુટેક્ટિક અને રાસાયણિક સંયોજનમાં હાજર તાંબાની માત્રાની ગણતરી કરવામાં આવે છે.
. આ જથ્થાઓનો સરવાળો હાયપર્યુટેક્ટિક એલોયમાં તાંબાની સામગ્રીને અનુરૂપ હશે. રાસાયણિક સંયોજન CuAl 2 ખૂબ જ સખત અને બરડ છે.

ડ્યુરાલ્યુમિન્સનો ઉપયોગ મધ્યમ અને ઉચ્ચ શક્તિના ભાગો અને માળખાકીય તત્વોના ઉત્પાદન માટે થાય છે (  વી= 420...520 MPa), બિલ્ડિંગ સ્ટ્રક્ચર્સમાં વેરિયેબલ લોડ હેઠળ ટકાઉપણું જરૂરી છે.

ડ્યુરાલુમિનનો ઉપયોગ સ્કિન, ફ્રેમ્સ, સ્ટ્રિંગર્સ અને એરક્રાફ્ટની સ્પાર્સ, લોડ-બેરિંગ ફ્રેમ્સ અને ટ્રકની બોડી વગેરે બનાવવા માટે થાય છે.

અલ અને સીના એલોયને સિલુમિન કહેવામાં આવે છે. તેમની પાસે સારી કાસ્ટિંગ ગુણધર્મો છે અને તેમાં 4...13% Si છે. આ એલોયના તબક્કાના આકૃતિ (ફિગ. 3) પરથી તે અનુસરે છે કે સિલુમિન એ હાઇપોયુટેક્ટિક અથવા યુટેક્ટિક એલોય છે જે બંધારણમાં નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં યુટેક્ટિક ધરાવે છે.

જો કે, જ્યારે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં કાસ્ટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આ એલોય એક અસંતોષકારક માળખું મેળવે છે, કારણ કે યુટેક્ટિક બરડ સિલિકોનના મોટા સમાવેશ સાથે બરછટ લેમેલર હોય છે, જે એલોયને ઓછી યાંત્રિક ગુણધર્મો આપે છે.

ફિગ માં. 4, એ 11...13% Si ધરાવતું AL2 ગ્રેડ સિલુમિનનું માળખું પ્રસ્તુત છે. રાજ્ય રેખાકૃતિ અનુસાર, આ રચનાના એલ્યુમિનિયમ-સિલિકોન એલોયમાં યુટેક્ટિક માળખું છે. યુટેક્ટિક સમાવે છે  -એલ્યુમિનિયમ (પ્રકાશ પૃષ્ઠભૂમિ) અને સોય આકારના મોટા અને નાજુક સિલિકોન સ્ફટિકોમાં સિલિકોનનું નક્કર દ્રાવણ. સિલિકોન કણોના એકિક્યુલર પ્રકાશન નમ્ર એલ્યુમિનિયમમાં આંતરિક તીક્ષ્ણ કાપ બનાવે છે અને લોડિંગ હેઠળ અકાળ નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે.

ચોખા. 3. અલ-સી સિસ્ટમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

ચોખા. 4. સિલુમિન: એ- ફેરફાર પહેલાં, બરછટ-સોય યુટેક્ટિક (અલ-સી) અને પ્રાથમિક સિલિકોન અવક્ષેપ; b- ફેરફાર કર્યા પછી, ફાઇન યુટેક્ટિક

(અલ-સી) અને એલ્યુમિનિયમમાં સિલિકોન અને અન્ય તત્વોના નક્કર દ્રાવણના ડેંડ્રાઇટ્સ

મોડિફાયરની રજૂઆત સ્ફટિકીકરણની પ્રકૃતિને બદલે છે. તબક્કો ડાયાગ્રામની રેખાઓ શિફ્ટ થાય છે જેથી 11...13% સિલિકોનવાળો એલોય હાયપોયુટેક્ટિક બને.

રચનામાં વધુ પડતા હળવા અનાજ દેખાય છે  -નક્કર સોલ્યુશન (ફિગ. 4, b).

મોડિફાયર સિલિકોન કણોનો આકાર બદલી નાખે છે: સોયના આકારના બદલે, નાના ઇક્વિક્સ્ડ કણો બહાર આવે છે, જે લોડિંગ દરમિયાન ખતરનાક તાણ સાંદ્રતા બનાવતા નથી.

ફેરફારના પરિણામે, આ એલોયની તાણ શક્તિ 130 થી 160 MPa સુધી વધે છે, અને સંબંધિત વિસ્તરણ 2 થી 4% સુધી થાય છે.

પ્રેશર પ્રોસેસ્ડ એલોયમાં 1% કરતા ઓછું સિલિકોન હોય છે. મેગ્નેશિયમ ધરાવતા એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં, સિલિકોન તેની સાથે સ્થિર મેટલ સંયોજન Mg 2 Si માં જોડાય છે; એલ્યુમિનિયમ સાથે તે મર્યાદિત નક્કર ઉકેલો (ફિગ. 5) સાથે યુટેક્ટિક-ટાઈપ ફેઝ ડાયાગ્રામ બનાવે છે.

Mg 2 Si સંયોજન ઉચ્ચ કઠિનતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, એલ્યુમિનિયમમાં તેની ચલ દ્રાવ્યતા તેને ગરમીની સારવાર દરમિયાન નોંધપાત્ર સખ્તાઇ પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

વિદ્યુત ઇજનેરીમાં, મેગ્નેશિયમ અને સિલિકોન સાથે મિશ્રિત એલ્ડ્રી જેવા એલ્યુમિનિયમ એલોયનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે કઠણ એલોય વૃદ્ધ થાય છે, ત્યારે Mg 2 Si ઘન દ્રાવણમાંથી બહાર આવે છે અને તેને મજબૂત બનાવે છે. આ સારવારના પરિણામે, 10-15% ની સંબંધિત વિસ્તરણ સાથે 350 MPa સુધીની તાણ શક્તિ પ્રાપ્ત કરવી શક્ય છે. તે નોંધપાત્ર છે કે આવા એલોયની વિદ્યુત વાહકતા વાહક એલ્યુમિનિયમની વિદ્યુત વાહકતાના 85% છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે વૃદ્ધત્વ દરમિયાન ઘન દ્રાવણમાંથી Mg 2 Si લગભગ સંપૂર્ણપણે દૂર થઈ જાય છે અને એલોયમાં શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ અને મજબૂતીકરણનો તબક્કો (Mg 2 Si) હોય છે.

આર
છે. 6. અલ-એમજી સિસ્ટમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

મેગ્નેશિયમ એલ્યુમિનિયમ સાથે ઘન ઉકેલો બનાવે છે, તેમજ  - Mg 2 Al 3 સંયોજન પર આધારિત તબક્કો. મોટાભાગના એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં 3% થી વધુ મેગ્નેશિયમ હોતું નથી, પરંતુ મેગ્નેશિયમ જેવા કેટલાક કાસ્ટ એલોય્સમાં તેની સામગ્રી 12% સુધી પહોંચે છે.

ફિગમાંથી જોઈ શકાય છે. 6, યુટેક્ટિક મેગ્નેશિયમ સાથે એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં રચાય છે. એલ્યુમિનિયમમાં મેગ્નેશિયમની દ્રાવ્યતા તાપમાન સાથે મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે.

ઉદાહરણ AL8 એલોય છે. કાસ્ટ અવસ્થામાં, તે એલ્યુમિનિયમમાં મેગ્નેશિયમના ઘન દ્રાવણના અનાજ અને બરડ સંયોજન Al 3 Mg 2 નો સમાવેશ કરતી રચના ધરાવે છે.

કાસ્ટિંગ પછી, એકરૂપીકરણ 15...20 કલાક માટે 430 °C તાપમાને હાથ ધરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ તેલમાં શમન કરવામાં આવે છે.

એકરૂપીકરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન, Al 3 Mg 2 સમાવેશ સંપૂર્ણપણે ઘન દ્રાવણમાં જાય છે. કઠણ એલોય પૂરતી તાકાત મેળવે છે (  વી= 300 MPa) અને વધુ નરમાઈ. તે જ સમયે, એલોય ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકાર મેળવે છે. AL8 એલોય માટે વૃદ્ધત્વ હાનિકારક છે: નમ્રતા તીવ્રપણે ઘટે છે અને કાટ પ્રતિકાર બગડે છે.

ઝીંકને કેટલાક ઉચ્ચ-શક્તિવાળા એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં 9% સુધીની માત્રામાં દાખલ કરવામાં આવે છે. 250 °C થી વધુ તાપમાને એલ્યુમિનિયમ સાથે દ્વિસંગી એલોયમાં, જસત (આ મર્યાદાઓની અંદર) નક્કર દ્રાવણમાં હોય છે (ફિગ. 7).

ચોખા. 7. Al-Zn સિસ્ટમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

બધા ઉચ્ચ-શક્તિવાળા એલોય્સમાં જટિલ રાસાયણિક રચના હોય છે. આમ, એલોય B95 માં 6% Zn, 2.3% Mg, 1.7% Cu, 0.4% Mn અને 0.15% Cr છે. ઝીંક, મેગ્નેશિયમ અને કોપર એલ્યુમિનિયમ MgZn 2, Al 2 CuMg - S-phase, Mg 4 Zn 3 Al 3 - T-તબક્કા સાથે ઘન ઉકેલો અને ધાતુના સંયોજનો બનાવે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે આ ધાતુના સંયોજનો એલ્યુમિનિયમમાં ઓગળી જાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, 475 ºС ના તાપમાને, એલ્યુમિનિયમમાં MgZn 2 ની દ્રાવ્યતા વધીને 18% થાય છે (ફિગ. 8).

સખત અને કૃત્રિમ વૃદ્ધત્વ પછી, એલોય B95 ધરાવે છે  વી= 600 MPa,  = 12%. મેંગેનીઝ અને ક્રોમિયમ વૃદ્ધત્વની અસરને વધારે છે અને એલોયના કાટ પ્રતિકારને વધારે છે.

(wt.)

ચોખા. 8. Al–MgZn 2 સિસ્ટમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

સલામતીના નિયમો

1. માઇક્રોસેક્શન તૈયાર કરતી વખતે તમામ સાવચેતીઓ અને સલામતીના નિયમોનું અવલોકન કરો.

2. માઇક્રોસેક્શનને ગ્રાઇન્ડ કરતી વખતે, તમારે તમારી આંગળીઓને બળે અટકાવવા માટે નમૂનાને વધુ વખત ઠંડુ કરવું જોઈએ.

3. પાતળા ભાગોને નકશી કરતી વખતે, રબરના મોજાનો ઉપયોગ કરો.

4. માઇક્રોસ્કોપ પર એલોયની રચનાનો અભ્યાસ કરતી વખતે, તમારે ખાતરી કરવી જોઈએ કે તે વિશ્વસનીય રીતે ગ્રાઉન્ડ છે.

5. તમારે માત્ર સેવાયોગ્ય સાધનો અને સાધનોનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

વર્ક ઓર્ડર

1. એલ્યુમિનિયમ એલોયના સ્ટેટ ડાયાગ્રામનો અભ્યાસ કરો.

2. આપેલ એલોયની લાક્ષણિકતાઓ આપો (માળખું, તબક્કામાં પરિવર્તન, રચના, ગુણધર્મો, એપ્લિકેશનનો અવકાશ).

3. અભ્યાસ હેઠળ એલોયની રચના દોરો.

અભ્યાસ કરેલ એલોયના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સના સ્કેચ જે તબક્કાઓ અને માળખાકીય ઘટકો દર્શાવે છે.

શિક્ષક દ્વારા ઉલ્લેખિત તબક્કા સંતુલન રેખાકૃતિની નકલ કરવી.

આપેલ રચનાના એલોય માટે, હીટિંગ અથવા ઠંડક દરમિયાન તમામ તબક્કાના પરિવર્તનનું વર્ણન અને તબક્કાઓની રાસાયણિક રચનાનું નિર્ધારણ.

નિયંત્રણ પ્રશ્નો

ઘણા એલ્યુમિનિયમ એલોયનો કાટ પ્રતિકાર શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ કરતા ઓછો કેમ છે?

શું એલોયના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર - કાસ્ટ અથવા ઘડતર દ્વારા એલોયનો પ્રકાર નક્કી કરવો શક્ય છે?

ઘડાયેલા એલ્યુમિનિયમ એલોયનું માળખું શું છે જેને હીટ ટ્રીટમેન્ટ દ્વારા મજબૂત કરી શકાતું નથી?

સિંગલ-ફેઝ એલ્યુમિનિયમ એલોયનું મજબૂતીકરણ કેવી રીતે પ્રાપ્ત થાય છે?

ડ્યુઅલ-ફેઝ એલ્યુમિનિયમ એલોયની મજબૂત ગરમીની સારવાર શું છે?

ડ્યુર્યુમિનને સખત બનાવવાનો હેતુ શું છે?

ડ્યુરલ્યુમીનના મુખ્ય યાંત્રિક ગુણધર્મો શું છે?

કયા એલોયને સિલુમિન કહેવામાં આવે છે?

એલ્યુમિનિયમ એલોયની ચોક્કસ તાકાત શું છે?

એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં મુખ્ય એલોયિંગ તત્વો.

સંક્ષિપ્ત સૈદ્ધાંતિક માહિતી

નીચે આપેલા યાંત્રિક ગુણધર્મો રોલ્ડ અને એન્નીલ્ડ એલ્યુમિનિયમની લાક્ષણિકતા છે:  વી= 80-100 MPa,  = 35-40 %, એનવી= 250...300 MPa.

જ્યારે કોલ્ડ-વર્કિંગ, એલ્યુમિનિયમની મજબૂતાઈ વધે છે અને નમ્રતા ઘટે છે. વિરૂપતાની ડિગ્રી અનુસાર, એનિલેડ (એડી-એમ), અર્ધ-કોલ્ડ-વર્ક્ડ (એડી-પી) અને કોલ્ડ-વર્ક્ડ (એડી-એન) એલ્યુમિનિયમને અલગ પાડવામાં આવે છે. સખ્તાઇને દૂર કરવા માટે એલ્યુમિનિયમની એનિલિંગ 350…410 С પર હાથ ધરવામાં આવે છે.

ચોખા. 1. Al–CuAl 2 સિસ્ટમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

પ્રદેશ II અને III માં, એલોય અંશતઃ પ્રવાહીમાં અને અંશતઃ ઘન અવસ્થામાં હશે.

અન્ય વિસ્તારોમાં, સંપૂર્ણ નક્કર એલોયમાં નીચેની રચના હશે:

પ્રદેશ IV માં એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાનું સજાતીય ઘન દ્રાવણ છે, એટલે કે Al(Cu);

V પ્રદેશમાં - એલ્યુમિનિયમ અને ગૌણમાં તાંબાનું નક્કર દ્રાવણ
;

પ્રદેશ VII માં - પ્રાથમિક CuAl 2 અને eutectic, એટલે કે.
+Al(Cu) + CuAl 2 .

જૂથ 1 માં 0 થી 0.3% સુધી કોપર છે;

જૂથ 2 માં 0.3 થી 5.6% સુધી તાંબુ છે;

જૂથ 3 માં 5.6 થી 33.8% સુધી તાંબુ છે;

ગ્રુપ 4 માં 33.8 થી 54% સુધી તાંબુ છે.

ચાલો Al – CuAl 2 સિસ્ટમના એલોયની રચનાને ધ્યાનમાં લઈએ. ફિગ માં. 2, એએલ્યુમિનિયમમાં કોપરના નક્કર દ્રાવણના અનાજનો સમાવેશ કરીને પ્રથમ જૂથના એલોયની રચના બતાવે છે. બીજા જૂથના એલોયની રચના ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 2, b: એલ્યુમિનિયમમાં તાંબાના ઘન દ્રાવણના દાણા અને ગૌણ CuAl 2 ના સ્ફટિકો દેખાય છે,

અને નક્કર દ્રાવણમાં

પરિણામે, અભ્યાસ હેઠળના એલોય સમાવે છે

k x + k y = 14.06% તાંબુ,

જે પોઈન્ટ A ને અનુલક્ષે છે, જે Al – CuAl 2 સિસ્ટમ (ફિગ. 1) ના સ્ટેટ ડાયાગ્રામના એબ્સીસા અક્ષ પર આવેલું છે.

ટેક્નોલોજીમાં, મુખ્યત્વે એલ્યુમિનિયમ એલોયનો ઉપયોગ થાય છે જેમાં 2...5% કોપર હોય છે, જેને ડ્યુર્યુમિન કહેવાય છે. તેઓ દબાણ દ્વારા સારી રીતે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે અને ગરમીની સારવાર અને ઠંડા સખ્તાઇ પછી ઉચ્ચ યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. ડ્યુરાલ્યુમિન્સનો ઉપયોગ મધ્યમ અને ઉચ્ચ શક્તિના ભાગો અને માળખાકીય તત્વોના ઉત્પાદન માટે થાય છે (  વી= 420...520 MPa), બિલ્ડિંગ સ્ટ્રક્ચર્સમાં વેરિયેબલ લોડ હેઠળ ટકાઉપણું જરૂરી છે. ડ્યુરાલુમિનનો ઉપયોગ સ્કિન, ફ્રેમ્સ, સ્ટ્રિંગર્સ અને એરક્રાફ્ટની સ્પાર્સ, લોડ-બેરિંગ ફ્રેમ્સ અને ટ્રકની બોડી વગેરે બનાવવા માટે થાય છે.

ચોખા. 3. અલ-સી સિસ્ટમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

મોડિફાયરની રજૂઆત સ્ફટિકીકરણની પ્રકૃતિને બદલે છે. તબક્કો ડાયાગ્રામની રેખાઓ શિફ્ટ થાય છે જેથી 11...13% સિલિકોનવાળો એલોય હાયપોયુટેક્ટિક બને. રચનામાં વધુ પડતા હળવા અનાજ દેખાય છે  -નક્કર સોલ્યુશન (ફિગ. 4, b). મોડિફાયર સિલિકોન કણોનો આકાર બદલી નાખે છે: સોયના આકારના બદલે, નાના ઇક્વિક્સ્ડ કણો બહાર આવે છે, જે લોડિંગ દરમિયાન ખતરનાક તાણ સાંદ્રતા બનાવતા નથી.

પ્રેશર પ્રોસેસ્ડ એલોયમાં 1% કરતા ઓછું સિલિકોન હોય છે. મેગ્નેશિયમ ધરાવતા એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં, સિલિકોન તેની સાથે સ્થિર મેટલ સંયોજન Mg 2 Si માં જોડાય છે; તે એલ્યુમિનિયમ સાથે રચાય છે યુટેક્ટિક પ્રકારનો તબક્કો ડાયાગ્રામ મર્યાદિત નક્કર ઉકેલો સાથે ( ચોખા 5).

આર
છે. 6. અલ-એમજી સિસ્ટમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

ફિગમાંથી જોઈ શકાય છે. 6, યુટેક્ટિક મેગ્નેશિયમ સાથે એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં રચાય છે. એલ્યુમિનિયમમાં મેગ્નેશિયમની દ્રાવ્યતા તાપમાન સાથે મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે. ઉદાહરણ AL8 એલોય છે. કાસ્ટ અવસ્થામાં, તે એલ્યુમિનિયમમાં મેગ્નેશિયમના ઘન દ્રાવણના અનાજ અને બરડ સંયોજન Al 3 Mg 2 નો સમાવેશ કરતી રચના ધરાવે છે. કાસ્ટિંગ પછી, એકરૂપીકરણ 15...20 કલાક માટે 430 °C તાપમાને હાથ ધરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ તેલમાં શમન કરવામાં આવે છે.

ચોખા. 7. Al-Zn સિસ્ટમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

(wt.)

ચોખા. 8. Al–MgZn 2 સિસ્ટમનું સ્ટેટ ડાયાગ્રામ

સલામતીના નિયમો

વર્ક ઓર્ડર

શિક્ષક દ્વારા ઉલ્લેખિત તબક્કા સંતુલન રેખાકૃતિની નકલ કરવી.

નિયંત્રણ પ્રશ્નો

ઘણા એલ્યુમિનિયમ એલોયનો કાટ પ્રતિકાર શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ કરતા ઓછો કેમ છે?

સિંગલ-ફેઝ એલ્યુમિનિયમ એલોયનું મજબૂતીકરણ કેવી રીતે પ્રાપ્ત થાય છે?

ડ્યુઅલ-ફેઝ એલ્યુમિનિયમ એલોયની મજબૂત ગરમીની સારવાર શું છે?

ડ્યુર્યુમિનને સખત બનાવવાનો હેતુ શું છે?

ડ્યુરલ્યુમીનના મુખ્ય યાંત્રિક ગુણધર્મો શું છે?

કયા એલોયને સિલુમિન કહેવામાં આવે છે?

એલ્યુમિનિયમ એલોયની ચોક્કસ તાકાત શું છે?

એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં મુખ્ય એલોયિંગ તત્વો.

અલ-એમજી સિસ્ટમના એલોય્સમાં ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા એલોયના મોટા જૂથનો સમાવેશ થાય છે: AMg0.5; ; ; ; ; ; . લગભગ તમામ પ્રકારના અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનો તેમાંથી બનાવવામાં આવે છે: શીટ્સ, પ્લેટ્સ, ફોર્જિંગ, સ્ટેમ્પિંગ્સ, દબાવવામાં આવેલા ઉત્પાદનો (સળિયા, પ્રોફાઇલ્સ, પેનલ્સ, પાઈપો) અને વાયર. વિચારણા હેઠળના જૂથના તમામ એલોયને તમામ પ્રકારના વેલ્ડીંગ દ્વારા સારી રીતે વેલ્ડ કરવામાં આવે છે.

આ એલોયમાંથી અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનોમાં અન્ય થર્મલી બિન-સખ્ત એલોય્સની તુલનામાં પ્રમાણમાં ઉચ્ચ સ્તરની તાકાત લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. આમ, એલોયની દર્શાવેલ શ્રેણી માટે એન્નીલ્ડ સ્થિતિમાં શીટ સામગ્રી (જાડાઈ ~2 મીમી) માટે ઉપજની શક્તિના લઘુત્તમ મૂલ્યો અનુક્રમે 30, 40, 80, 100, 120,150 અને 160 MPa છે. તાણ શક્તિ સામાન્ય રીતે ઉપજની શક્તિ કરતા બમણી હોય છે, જે આ એલોયની પ્રમાણમાં ઊંચી નરમતા દર્શાવે છે. જો કે, તેઓ ખૂબ જ ઝડપથી સખત બને છે, જે તેમની તકનીકી નમ્રતાને નકારાત્મક અસર કરે છે. બાદમાં મેગ્નેશિયમની સાંદ્રતામાં વધારો સાથે નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડો થાય છે. તેથી, 4.5% થી વધુની મેગ્નેશિયમ સામગ્રીવાળા એલોયને "અર્ધ-હાર્ડ" અને "હાર્ડ" એલોય તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.

દબાયેલા ઉત્પાદનોના ઉત્પાદનમાં વધેલી મેગ્નેશિયમ સામગ્રીની નકારાત્મક ભૂમિકા વધુ સ્પષ્ટ છે. ઉચ્ચ મેગ્નેશિયમ સામગ્રીવાળા એલોયને ઓછી ઝડપે દબાવવામાં આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, અલ-ઝેડએન-એમજી અથવા અલ-એમજી-સી સિસ્ટમના કેટલાક એલોય કરતાં દસ ગણા ઓછા), જે દુકાનો દબાવવાની ઉત્પાદકતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે. AMg6 એલોયમાંથી રોલ્ડ અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન શ્રમ-સઘન પ્રક્રિયા છે. તેથી, તાજેતરમાં, ઉચ્ચ એલોયવાળા મેગ્નેશિયમને વધુ તકનીકી રીતે અદ્યતન એલોય સાથે બદલવાનું શરૂ થયું, ઉદાહરણ તરીકે, અલ-ઝેડએન-એમજી સિસ્ટમ (1935, 1915, 1911) પર આધારિત એલોય, જે તાકાત ગુણધર્મોમાં AMg6 એલોય કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધી જાય છે (ખાસ કરીને ઉપજ શક્તિ) અને ઘણી કાટ લાક્ષણિકતાઓમાં તેનાથી હલકી ગુણવત્તાવાળા નથી.

3% સુધીની મેગ્નેશિયમ સામગ્રી સાથે લો-એલોય મેગ્નેશિયમ તેમના ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકાર અને નમ્રતાને કારણે વધુ વ્યાપક ઉપયોગ મેળવશે. અલ-એમજી એલોયના તબક્કાના ચિત્ર મુજબ, યુટેક્ટિક તાપમાને 17.4% એમજી એલ્યુમિનિયમમાં ઓગળી જાય છે. ઘટતા તાપમાન સાથે, આ દ્રાવ્યતા તીવ્રપણે ઘટે છે અને ઓરડાના તાપમાને આશરે 1.4% છે.

આમ, સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં ઉચ્ચ મેગ્નેશિયમ સામગ્રીવાળા એલોયમાં આ તત્વનું અતિસંતૃપ્તિ હોય છે (એલોયના ગ્રેડ પર આધાર રાખીને), અને તેથી, તેઓએ વૃદ્ધત્વની અસર દર્શાવવી જોઈએ. જો કે, નક્કર દ્રાવણના વિઘટન દરમિયાન આ એલોય્સમાં થતા માળખાકીય ફેરફારોની શક્તિની લાક્ષણિકતાઓના સ્તર પર વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ અસર થતી નથી અને તે જ સમયે અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનોના કાટ પ્રતિકારમાં તીવ્ર ફેરફાર થાય છે. આ વિસંગત વર્તનનું કારણ ઘન દ્રાવણના વિઘટનની પ્રકૃતિ અને અવક્ષેપના તબક્કાની રચનામાં રહેલું છે. Al-Mg એલોય માટે GP ઝોનની રચના માટે ઉપલા તાપમાનની મર્યાદા (અથવા GP ઝોનનું નિર્ણાયક દ્રાવ્યતા તાપમાન - t K) ઓરડાના તાપમાને નોંધપાત્ર રીતે ઓછું છે, ઘન દ્રાવણનું વિઘટન વિજાતીય મિકેનિઝમ સાથે થાય છે. સંક્રમણ (B') અને સંતુલન (B-Mg 2 Al3) તબક્કાઓની રચના. આ અવક્ષેપ ન્યુક્લિએટ વિજાતીય રીતે ઇન્ટરફેસ (અનાજ, ઇન્ટરમેટાલિક કણો, વગેરે), તેમજ અવ્યવસ્થામાં, અને તેથી સખ્તાઇની પ્રક્રિયામાં તેમનો ફાળો ઓછો છે અને મેગ્નેશિયમની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થવાને કારણે થતી નરમાઈની ડિગ્રી દ્વારા સંપૂર્ણપણે વળતર આપવામાં આવે છે. નક્કર ઉકેલ. આ કારણોસર, વ્યવહારમાં, આ જૂથના એલોયને મજબૂત કરવાની અસર કુદરતી અથવા કૃત્રિમ વૃદ્ધત્વ દરમિયાન અથવા વિવિધ એન્નીલિંગ પરિસ્થિતિઓમાં ઘન દ્રાવણના વિઘટન દરમિયાન જોવા મળતી નથી.

ક્લોરાઇડ્સ (3% NaCl) ના તટસ્થ જલીય દ્રાવણમાં તબક્કો B માં - 0.930 V સમાન ઋણ કાટ સંભવિત હોય છે. સમાન દ્રાવણમાં, પરંતુ નીચા pH મૂલ્યો પર, એટલે કે એસિડિક વાતાવરણમાં, તબક્કા અને વચ્ચે સંભવિત તફાવત. નક્કર દ્રાવણ, જો કે ઘટે છે, પરંતુ તે ઘણું મોટું રહે છે: (-0.864 V) - - (-0.526 V) = 0.338 V. અને તેનાથી વિપરિત, આલ્કલાઇન વાતાવરણમાં (3% NaCl + 1% NaOH) એલ્યુમિનિયમ અને એલ્યુમિનિયમ એલોય જેમાં 1 હોય છે. -9% Mg , B-તબક્કા કરતાં વધુ નકારાત્મક બને છે, અને મેગ્નેશિયમ સાંદ્રતાના દર્શાવેલ પ્રદેશના આત્યંતિક મૂલ્યો માટે સંભવિત તફાવત અનુક્રમે +0.24 અને +0.18 V છે. વિદ્યુતરાસાયણિક ફેરફારોની માનવામાં આવતી વિશેષતાઓ બાહ્ય વાતાવરણના આધારે A1-Mg એલોયના વ્યક્તિગત માળખાકીય ઘટકોની લાક્ષણિકતાઓ મુખ્યત્વે છે અને આ એલોય MKK, RSK અને KR નો પ્રતિકાર નક્કી કરે છે.

ઉપરોક્ત પરથી તે અનુસરે છે કે 1.4% થી વધુની મેગ્નેશિયમ સામગ્રી સાથેના એલોય સંભવિતપણે એક, બે અથવા અગાઉ ઉલ્લેખિત તમામ પ્રકારના કાટ માટે સંવેદનશીલ હોઈ શકે છે. જો કે, ઓપરેટિંગ સ્ટ્રક્ચર્સમાં વ્યાપક અનુભવ અને અસંખ્ય પ્રયોગો દર્શાવે છે કે 3.5% (AMrl, AMg2 અને આંશિક રીતે AMg3) કરતાં વધુ ન હોય તેવા મેગ્નેશિયમની સાંદ્રતા સાથે વ્યવહારીક રીતે એલોય RS અને RSC (ફિગ. 56) પ્રત્યે સંવેદનશીલતા દર્શાવતા નથી.

ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપિક અભ્યાસો દર્શાવે છે કે ઘન દ્રાવણના નીચા સુપરસેચ્યુરેશનને કારણે અનાજની સીમાઓ સાથે બી-તબક્કાના કણોના અલગ વિતરણને કારણે આવું થાય છે. તેથી, તટસ્થ અને એસિડિક વાતાવરણમાં કાટ પ્રક્રિયા માત્ર તે કણોના ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વિસર્જન દ્વારા મર્યાદિત છે જે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સાથે સીધા સંપર્કમાં એલોયની સપાટી પર આવે છે.

આવા એલોય ઠંડા-કાર્યવાળી સ્થિતિમાં પણ કાટ-પ્રતિરોધક હોય છે, એટલે કે, જો કે કોલ્ડ-વર્કિંગ નક્કર દ્રાવણના વિઘટનને વેગ આપે છે, તે અનાજની સીમાઓ પર અવક્ષેપના વિતરણની પ્રકૃતિને બદલતું નથી. તે જ સમયે, આ કિસ્સામાં માળખાકીય એનિસોટ્રોપીના ફાયદાકારક પ્રભાવને લીધે, કાટ ખાડા સામે પ્રતિકાર નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. ચોક્કસ માળખાકીય સ્થિતિમાં 3.5% (AMg3, AMg4) કરતાં વધુ અને ખાસ કરીને 5% (AMg5, AMg6) કરતાં વધુની મેગ્નેશિયમ સામગ્રીવાળા એલોય્સ અને ચોક્કસ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં MCC અને RSC, તેમજ CR માટે સંવેદનશીલ હોઈ શકે છે.

અલ-એમજી સિસ્ટમના એલોય માટે, કાટ ક્રેકીંગમાં ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પરિબળો અન્ય સિસ્ટમોના એલોય કરતાં ઘણી મોટી ભૂમિકા ભજવે છે. તેથી, રામન પ્રતિકાર વધારવા માટે અનાજની સીમાઓ સાથે બી-તબક્કાની ફિલ્મની રચના અટકાવવી પણ સલાહભર્યું છે. ઉત્પાદનની સ્થિતિમાં, મધ્યમ-ડોપેડ મેગ્નેલિયમના રમન પ્રતિકારને વધારવાની આ પદ્ધતિ ચોક્કસપણે છે જેનો વ્યાપક ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે.

1.4% થી વધુની મેગ્નેશિયમ સામગ્રીવાળા લો-એલોય એલોય માટે, થર્મલ અને થર્મોમિકેનિકલ સારવાર પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ જે બી-તબક્કાના સમાન વિતરણને પ્રોત્સાહન આપે છે તે મધ્યમ અને ઉચ્ચ-એલોય એલોય કરતાં ઓછી ભૂમિકા ભજવે છે. જો કે, LTMT અસરનો ઉપયોગ કરીને મેળવેલી અર્ધ-કઠણ સ્થિતિમાં, માળખાકીય એનિસોટ્રોપીના દેખાવ ઉપરાંત, જે કાટને વધુ ઊંડે સુધી ફેલાવતા અટકાવે છે, B-તબક્કાના વધુ સમાન વિતરણની પણ હકારાત્મક અસર દેખાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, TMT ને આધિન AMg2 એલોયની શીટ્સ પર કાટની ઊંડાઈ પરંપરાગત કોલ્ડ-વર્ક્ડ શીટ્સ પર કાટની ઊંડાઈની તુલનામાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થાય છે.

દરિયાઈ વાતાવરણની પરિસ્થિતિમાં AMg2 એલોયમાં સ્થાનિક જખમની ઊંડાઈમાં વધારો પણ આંશિક રીતે B-તબક્કાના અવક્ષેપોની વિષમતા સાથે સંકળાયેલ હોઈ શકે છે. આમ, AMg2 એલોય માટે એવી ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે જે વ્યક્તિને વધારાના તબક્કાનું સમાન વિતરણ મેળવવા માટે પરવાનગી આપે છે. જો કે, પરંપરાગત તકનીકનો ઉપયોગ કરતી વખતે પણ, એલોયિંગ તત્વોની ઓછી સામગ્રી આ એલોયના કાટ પ્રતિકારને નિર્ધારિત કરવા માટે નિર્ણાયક પરિબળ તરીકે બહાર આવે છે. વિવિધ વાતાવરણમાં AMg2 એલોયના એકદમ ઊંચા કાટ પ્રતિકાર દ્વારા આની પુષ્ટિ થાય છે.

દરિયાના પાણીમાં મેગ્નાલિયાનું વર્તન એ એક લાક્ષણિક ઉદાહરણ છે. 10 વર્ષના પરીક્ષણ પછી, AMg2 પ્રકારના એલોયમાં દરિયાઈ વાતાવરણમાં જે કાટ પ્રતિકાર હોય છે તેની ખૂબ જ નજીકનો કાટ પ્રતિકાર હતો (કોષ્ટક 30).

AMg4 પ્રકારના એલોયમાં AMg2 પ્રકારના એલોય કરતાં દરિયાઈ પાણીમાં કાટ ખાડાની નોંધપાત્ર ઊંડાઈ છે. AMg5 પ્રકારના એલોય માટે, મહત્તમ પિટિંગ ઊંડાઈ વધુ તીવ્રપણે વધે છે.

આમ, દરિયાઈ પાણીમાં માળખાકીય કાટ (એટલે કે, તણાવ કાટ ક્રેકીંગ અને એક્સ્ફોલિયેશન કાટ) અને સામાન્ય ખાડા માટે સંવેદનશીલતા વચ્ચે સ્પષ્ટ સંબંધ છે. એલોયિંગની ડિગ્રીમાં વધારો સાથે, નક્કર દ્રાવણનું અતિસંતૃપ્તિ વધે છે અને તે મુજબ, બી-તબક્કાના પસંદગીયુક્ત અવક્ષેપની વૃત્તિ સાથે સંકળાયેલ માળખાકીય કાટ પ્રત્યે સંવેદનશીલતા. આ સંદર્ભમાં, AMg4, AMg5 અને ખાસ કરીને AMg6 એલોય માટે, એલોયમાં B-તબક્કાના સમાન વિતરણને નિર્ધારિત કરતા તકનીકી પરિબળોની ભૂમિકા વધે છે.

મધ્યમ-એલોય્ડ મેગ્નેલિયમના કાટ પ્રતિકારને વધારવાની અસરકારક રીતોમાંની એક TMT છે. આને અનુરૂપ, આરએસસી અને સીઆરનો મહત્તમ પ્રતિકાર ત્યારે જ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે જ્યારે અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનોમાં બીજા તબક્કાના સમાન વિતરણ સાથે સંયોજનમાં બહુકોણીય માળખું રચાય છે. પ્રક્રિયાના અંતિમ તબક્કામાં એલ્યુમિનિયમમાં મેગ્નેશિયમની દ્રાવ્યતા રેખાથી નીચેના તાપમાને એન્નીલિંગ મોડનો ઉપયોગ કરીને પણ હકારાત્મક પરિણામો પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. તે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ કે પુનઃસ્થાપનની વિવિધ ડિગ્રી સાથે અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનો અલગ રીતે વર્તે છે. હાલમાં, આંશિક રીતે (દબાવેલા અને હોટ-રોલ્ડ અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનો) અને સંપૂર્ણપણે પુનઃસ્થાપિત (કોલ્ડ-રોલ્ડ શીટ્સ અને પાઈપો) સ્ટ્રક્ચર સાથે એનિલેડ સેમી-ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટ્સમાંથી સ્ટ્રક્ચર્સ બનાવવામાં આવે છે. તકનીકી પરિમાણો અને કાટ ગુણધર્મો વચ્ચેના સહસંબંધો બંધારણની પ્રકૃતિના આધારે બદલાતા હોવાથી, અમે ઠંડા- અને ગરમ-વિકૃત અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનો માટે અલગથી એનિલિંગની અસરને ધ્યાનમાં લઈશું.

એલ્યુમિનિયમ એલોયનું વર્ગીકરણ. પ્રાપ્ત પરિણામોનું વિશ્લેષણ સ્ટેટ ડાયાગ્રામ એલ્યુમિનિયમ મેગ્નેશિયમ

તાજેતરની એન્ટ્રીઓ