एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का वर्गीकरण। प्राप्त परिणामों का विश्लेषण राज्य आरेख एल्यूमीनियम मैग्नीशियम

07.01.2024 -

मैग्नीशियम सामग्री के संदर्भ में एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम मिश्र धातुओं की सभी औद्योगिक संरचनाएं α ठोस समाधान के अनुरूप अल-एमजी प्रणाली के राज्य आरेख के क्षेत्र में हैं। बढ़ते तापमान के साथ ठोस घोल की सांद्रता बढ़ जाती है, जिससे अल-एमजी मिश्र धातुओं पर ताप उपचार (कठोरीकरण) लागू करके उन्हें महत्वपूर्ण रूप से मजबूत करना सैद्धांतिक रूप से संभव हो जाता है।
ढली हुई अवस्था में, 9% Mg से अधिक वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में α+β संरचना होती है; β चरण, जो एक भंगुर इंटरमेटेलिक यौगिक है, में लगभग 35-38% Mg होता है।
10% एमजी के साथ मिश्र धातुओं में संतुलन चरण आरेख के अनुसार, घटते तापमान (छवि 22) के साथ एल्यूमीनियम में मैग्नीशियम की घुलनशीलता में कमी के कारण ठोस समाधान से β-चरण जारी किया जाता है। वास्तविक जमने की स्थितियों के तहत, तीव्र माइक्रोलिकेशन प्रक्रियाओं और प्रसार प्रक्रियाओं की अपर्याप्त गति के कारण, β-चरण को मूल शराब से 450 डिग्री सेल्सियस पर पतित यूटेक्टिक के रूप में जारी किया जाता है। यह प्रयोगों द्वारा सिद्ध किया गया था (सख्त मिश्र धातु को विभिन्न तापमानों पर बुझाया गया था)। ठोस घोल से α के अवक्षेपण के परिणामस्वरूप बनने वाले β-चरण की मात्रा मिश्र धातु में मैग्नीशियम की मात्रा पर निर्भर करती है। उपलब्ध आंकड़ों के अनुसार, रेत के सांचे में ढलाई करते समय, 7% तक ठोस घोल में बरकरार रहता है।

उम्र बढ़ने की अवधि के आधार पर β-चरण रिलीज़ का तंत्र अच्छी तरह से समझा नहीं गया है। उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के निम्नलिखित अनुक्रम की अनुमति है: "ज़ोन" मैग्नीशियम से समृद्ध, नोक्विलिब्रियम β" - संतुलन β।
मिश्रधातुओं के विद्युत प्रतिरोध को मापकर ही ज़ोन के अस्तित्व की पुष्टि की जाती है। β" और β चरणों की संरचना, जो छोटी प्लेटों के रूप में अवक्षेपित होती है, बहुत जटिल है। इन चरणों का अध्ययन एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण द्वारा किया गया था।
इस कार्य में उम्र बढ़ने की प्रक्रिया पर शमन माध्यम के समरूपीकरण समय एच के प्रभाव का अध्ययन किया गया था। समरूपीकरण का समय जितना लंबा होगा, मैग्नीशियम अनाज के क्रॉस सेक्शन में उतना ही समान रूप से वितरित होगा। जब 16 घंटों के लिए समरूपीकरण किया जाता है, तो बाद में उम्र बढ़ने से केवल मैग्नीशियम से समृद्ध क्षेत्रों में, यानी अनाज की सीमाओं के पास, अवक्षेप का निर्माण होता है, और मिश्र धातु की डेंड्राइटिक संरचना स्पष्ट रूप से सामने आती है। समरूपीकरण समय में क्रमिक वृद्धि के साथ, उम्र बढ़ने के बाद अनाज के क्रॉस सेक्शन पर वर्षा का वितरण समतल हो जाता है। हालाँकि, 160 घंटों तक गर्म करने के बाद भी, स्राव के एक समान वितरण के साथ, डेन्ड्राइट की रूपरेखा वाले अलग-अलग क्षेत्रों का पता लगाया जाता है। बाद के मामले में, 16 घंटे तक समरूपीकरण के बाद देखी गई तस्वीर के विपरीत, अनाज की सीमाओं के पास के क्षेत्रों में अवक्षेप कम हो गए हैं। सभी मामलों में, स्राव सुइयों के रूप में होता है।

समरूपीकरण समय के अलावा, अवक्षेपों का निर्माण शमन स्थितियों से प्रभावित होता है। जब ठंडे पानी में बुझाया जाता है, तो β-चरण बाद की उम्र बढ़ने के दौरान अनाज की सीमाओं के साथ निरंतर रूप में जारी होता है। उबलते पानी या गर्म तेल में बुझाने से, उम्र बढ़ने के बाद, अलग-अलग समावेशन के रूप में अनाज की सीमाओं के साथ β-चरण की वर्षा होती है।
परिणामों पर चर्चा और विश्लेषण करने पर, यह माना गया है कि अनाज की सीमाओं से सटे क्षेत्रों में अवशिष्ट वृक्ष के समान अलगाव और रिक्तियों की कमी का β-चरण वर्षा की स्थितियों और प्रकृति पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। रिक्तियां β-चरण पृथक्करण की प्रक्रिया को तेज करती हैं, क्योंकि इसका गठन मात्रा में वृद्धि के साथ होता है।
अल-एमजी प्रणाली (चित्र 23) के मिश्र धातुओं के मेटास्टेबल आरेख के आधार पर, 10% एमजी के साथ मिश्र धातुओं की उम्र बढ़ने के दौरान β-चरण के गठन के अनुक्रम का एक आरेख प्रस्तावित है (चित्र 24)। अनाज की सीमाओं के साथ, पृथक्करण और अनुक्रमिक परिवर्तन की प्रक्रियाएँ एक चरण तेजी से आगे बढ़ती हैं, क्योंकि यहाँ नाभिक के गठन की संभावना अधिक होती है।

अनाज की सीमाओं के साथ अवक्षेप-मुक्त क्षेत्र कास्टिंग के कमजोर बिंदु हैं, और इसलिए अनाज की सीमाओं के साथ विनाश होता है, विशेष रूप से दूसरे चरण में, ठंडे पानी में शमन के दौरान, जब β-चरण निरंतर श्रृंखला बनाता है। कास्टिंग की ताकत के गुण कम हो जाते हैं। संक्षारण प्रतिरोध परिवर्तन β"→β (छवि 25) के दौरान सबसे दृढ़ता से बिगड़ता है। यह माना जा सकता है कि मिश्र धातुओं का संक्षारण प्रतिरोध β-चरण अवक्षेपण की प्रकृति पर निर्भर करता है, जो चित्र 25 में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। यह है इस तथ्य के अनुरूप कि ठंडे पानी में कठोर मिश्रधातुओं में संक्षारण प्रतिरोध कम हो जाता है।
तालिका में 12-14 अल-एमजी प्रणाली के औद्योगिक मिश्र धातुओं की संरचना और गुण दिखाते हैं।
6% एमजी तक युक्त एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम प्रणाली के मिश्र धातु गर्मी उपचार से मजबूत नहीं होते हैं। समाधान सख्त करने से 9% एमजी से अधिक युक्त मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुणों में काफी सुधार होता है।

डबल एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं में, 10-12% एमजी वाले मिश्र धातुओं में कठोर अवस्था में उच्च लचीलापन के साथ सबसे बड़ी ताकत होती है। मैग्नीशियम सामग्री में और वृद्धि के साथ, मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुणों में कमी आती है, क्योंकि गर्मी उपचार के दौरान अतिरिक्त β-चरण, जो मिश्र धातु की भंगुरता का कारण बनता है, को ठोस समाधान में परिवर्तित करना संभव नहीं है। इसलिए, अल-एमजी प्रणाली के सभी औद्योगिक मिश्र धातु ठोस समाधान के प्रकार से संबंधित हैं जिनमें मैग्नीशियम सामग्री 13% से अधिक नहीं है।
मैग्नीशियम के अलावा, AL13 मिश्र धातु में सिलिकॉन और मैंगनीज होते हैं। सिलिकॉन एडिटिव्स डबल यूटेक्टिक α+Mg2Si की मात्रा में वृद्धि के कारण मिश्र धातु के कास्टिंग गुणों को बेहतर बनाने में मदद करते हैं। 1% Si की शुरूआत के साथ AL13 मिश्र धातु के यांत्रिक गुण थोड़ा बदल जाते हैं: ताकत थोड़ी बढ़ जाती है, और लचीलापन थोड़ा कम हो जाता है।
मैंगनीज को मुख्य रूप से लोहे के हानिकारक प्रभावों को कम करने के लिए AL13 मिश्र धातु में जोड़ा जाता है, जो सुई के आकार और प्लेट के आकार के क्रिस्टल के रूप में क्रिस्टलीकरण के दौरान अवक्षेपित होता है और मिश्र धातु की लचीलापन को काफी कम कर देता है। जब मैंगनीज को किसी मिश्र धातु में मिलाया जाता है, तो यौगिक MnAl6 बनता है, जिसमें लोहा घुल जाता है। इस कनेक्शन में एक कॉम्पैक्ट कंकाल या समअक्षीय आकार होता है।
लोहा, तांबा, जस्ता और निकल की अशुद्धियाँ AL13 मिश्र धातु के संक्षारण प्रतिरोध को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती हैं। 0.8% से अधिक की सिलिकॉन सामग्री के साथ, मिश्र धातु का संक्षारण प्रतिरोध भी कम हो जाता है, और मैंगनीज के जुड़ने से यह बढ़ जाता है।
AL13 ग्रेड मिश्र धातु गर्मी उपचार द्वारा मजबूत नहीं होती है और इसमें कम यांत्रिक गुण होते हैं। इसका लाभ इसकी तुलना में अपेक्षाकृत उच्च संक्षारण प्रतिरोध है, उदाहरण के लिए, सिलुमिन, अच्छी वेल्डेबिलिटी और (संरचना में Mg2Si यौगिक की उपस्थिति के कारण) बढ़ी हुई गर्मी प्रतिरोध के साथ।
AL13 ग्रेड मिश्र धातु का उपयोग उन हिस्सों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है जो मध्यम भार सहन करते हैं और समुद्री जल और थोड़े क्षारीय तरल पदार्थों की स्थिति में काम करते हैं। मिश्र धातु का उपयोग समुद्री जहाज निर्माण के लिए भागों के निर्माण के साथ-साथ ऊंचे तापमान (180-200 डिग्री सेल्सियस तक) पर काम करने वाले भागों के निर्माण के लिए किया जाता है।
कठोर अवस्था में उच्च मैग्नीशियम सामग्री (9-11%) वाले मिश्र धातु (AL8, AL8M, AL27-1) में बहुत उच्च यांत्रिक गुण होते हैं। हालाँकि, कास्ट भागों से सीधे काटे गए नमूनों में मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुण बहुत असमान हैं; असमान गुणों का मुख्य कारण कास्टिंग की विषमता है, जो सिकुड़न के ढीलेपन और सरंध्रता के साथ-साथ कास्टिंग के बड़े हिस्सों में ऑक्साइड के समावेशन के रूप में पाई जाती है।
इन मिश्र धातुओं का एक बहुत बड़ा नुकसान प्राकृतिक उम्र बढ़ने के प्रति उनकी बढ़ती संवेदनशीलता है। यह स्थापित किया गया है कि एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं में 10% से अधिक एमजी की सामग्री लंबे समय तक भंडारण के बाद और ऑपरेशन के दौरान कठोर कास्ट भागों के विघटन की ओर ले जाती है।
तालिका में चित्र 15 दीर्घकालिक प्राकृतिक उम्र बढ़ने के दौरान विभिन्न मैग्नीशियम सामग्री वाले मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुणों में परिवर्तन दिखाता है। प्रस्तुत आंकड़ों से संकेत मिलता है कि मैग्नीशियम सामग्री बढ़ने के साथ, प्राकृतिक उम्र बढ़ने की प्रवृत्ति बढ़ जाती है। इससे उपज बिंदु में वृद्धि, अंतिम ताकत और लचीलेपन में तेज कमी आती है।
ग्यारह वर्ष पुराने मिश्रधातुओं के नमूनों का अंतरग्रैनुलर क्षरण के लिए परीक्षण करते समय, यह पाया गया कि 8.8% एमजी से कम वाले मिश्रधातु इस प्रकार के क्षरण के प्रति संवेदनशील नहीं हैं, और उच्च मैग्नीशियम सामग्री के साथ, सभी अध्ययन किए गए मिश्रधातु अधिक मात्रा में क्षरण प्राप्त करते हैं। प्राकृतिक उम्र बढ़ने के प्रभाव में। अंतर कणीय क्षरण की संभावना।
1% एचसीएल के अतिरिक्त 3% NaCl समाधान में एक दिन के लिए विसर्जन द्वारा मानक विधि के अनुसार परीक्षण किए गए नमूनों की सतह पर फोकल संक्षारण घावों की औसत गहराई थी: 0.11 मिमी - 8.8% एमजी की सामग्री के साथ मिश्र धातु, 0. 22 मिमी - 11.5% मिलीग्राम पर और 0.26 मिमी - 13.5% मिलीग्राम पर।
एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातु AL27 और AL27-1 में मुख्य मिश्र धातु घटकों (मैग्नीशियम, बेरिलियम, टाइटेनियम, ज़िरकोनियम) की समान सामग्री होती है; AL27-1 मिश्र धातु में लौह और सिलिकॉन अशुद्धियों की मात्रा 0.05% से अधिक नहीं होनी चाहिए।

तालिका में 16 लौह, सिलिकॉन और मैग्नीशियम की अशुद्धियों वाले एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों को दर्शाता है।
उपरोक्त डेटा सबसे पहले दिखाता है कि 9% से कम मैग्नीशियम (0.1% लौह और सिलिकॉन प्रत्येक) युक्त मिश्र धातु में अपेक्षाकृत कम यांत्रिक गुण होते हैं (σв = 28.5 kgf/mm2; δ5 = 12.5%)। अध्ययन किए गए मिश्रधातुओं में से, 10.5% Mg (σв = 38 kgf/mm2; δ5 = 26.5%) युक्त मिश्रधातु में उच्चतम यांत्रिक गुण हैं। 12.2% की मैग्नीशियम सामग्री के साथ, तन्य शक्ति भी उच्च स्तर (38.3 किग्रा/मिमी2) पर है, लेकिन बढ़ाव थोड़ा कम (21%) है।
जब AL8 मिश्र धातु में लौह सामग्री समान सिलिकॉन सामग्री (0.07%) पर 0.38% तक बढ़ जाती है, तो तन्य शक्ति में कोई बदलाव नहीं देखा जाता है, और बढ़ाव थोड़ा कम हो जाता है। इस मिश्र धातु में सिलिकॉन में 0.22% की वृद्धि के साथ, तन्य शक्ति (33.7 किग्रा/मिमी2 तक) और बढ़ाव (17.5%) दोनों में काफी कमी आती है। कम लौह सामग्री (0.10%) के साथ भी सिलिकॉन सामग्री को 0.34% तक बढ़ाने से यांत्रिक गुणों में काफी कमी आती है: तन्य शक्ति घटकर 29.5 kgf/mm2 हो जाती है, और बढ़ाव 13% हो जाता है। यदि, इसके अलावा, इस मिश्र धातु में लोहे की मात्रा 0.37% तक बढ़ जाती है, तो यांत्रिक गुणों में और कमी आएगी, लेकिन सिलिकॉन सामग्री बढ़ने की तुलना में कुछ हद तक: तन्य शक्ति 27.6 kgf/mm2 हो जाएगी, और बढ़ाव होगा 10.5% हो.
सिलिकॉन की थोड़ी मात्रा के भी प्रतिकूल प्रभाव का कारण स्पष्ट रूप से मैग्नीशियम के लिए सिलिकॉन की उच्च आत्मीयता के कारण Mg2Si यौगिक का निर्माण माना जा सकता है। मिश्र धातु में जितना अधिक सिलिकॉन होगा, यह यौगिक उतना ही अधिक मौजूद होगा। Mg2Si यौगिक तथाकथित "चीनी फ़ॉन्ट" के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है और, अनाज की सीमाओं के साथ स्थित, ठोस समाधान अनाज के बंधन को बाधित करता है, और इसके अलावा एक निश्चित मात्रा में मैग्नीशियम को बांधता है।

चित्र में. 26, ए, बी को अलग-अलग शुद्धता की सामग्री से तैयार किए गए 10% एमजी के साथ एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की सूक्ष्म संरचना की तुलना करने के लिए दिखाया गया है। उच्च शुद्धता वाली सामग्रियों से बनी मिश्र धातु की संरचना में एल्यूमीनियम में मैग्नीशियम के ठोस घोल के दाने होते हैं, जिसकी सीमाओं के साथ Al3Mg2 चरण स्थित होता है। कम शुद्धता वाली सामग्री पर तैयार मिश्र धातु की संरचना में, Al3Mg3 चरण के अलावा, Mg3Si यौगिक को "चीनी फ़ॉन्ट" के रूप में और FeAl3 यौगिक को दो प्रकार की प्लेटों के रूप में देखा जा सकता है - फ्लैट और तारे के आकार का (ये जाहिरा तौर पर एक ही आकार के अलग-अलग खंड हैं)। Mg2Si यौगिक अनाज की सीमाओं के साथ स्थित है, और FeAl3 प्लेटें अनाज के अंदर स्थित हैं या उनकी सीमाओं को काटती हैं। कुछ मामलों में, FeAl3 प्लेटें Mg2Si क्रिस्टल को काटती हैं, जो पिघल से उनके प्राथमिक क्रिस्टलीकरण को इंगित करता है। ताप उपचार के बाद, Mg2Si चरण एक ठोस घोल में चला जाता है, और उच्च शुद्धता वाली सामग्री से तैयार मिश्र धातु की सूक्ष्म संरचना एक ठोस घोल के दानों का प्रतिनिधित्व करती है (चित्र 26c)।
लोहे और सिलिकॉन की हानिकारक अशुद्धियों की तीव्र सीमा, साथ ही एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं (AL27 और AL27-1) में बेरिलियम, टाइटेनियम और ज़िरकोनियम एडिटिव्स की शुरूआत इन मिश्र धातुओं के संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक गुणों में उल्लेखनीय वृद्धि में योगदान करती है। CO मिश्र धातु AL8 की तुलना में।
विभिन्न तत्वों के योजक के साथ उच्च शुद्धता वाले अल-एमजी मिश्र धातुओं के अतिरिक्त मिश्रधातु के प्रभाव का पता AL8M मिश्र धातु के उदाहरण का उपयोग करके लगाया जा सकता है। उच्च (11.5% तक) मैग्नीशियम सामग्री वाले अल-एमजी मिश्र धातुओं (एएल8, एएल27) के नुकसानों में से एक उनकी प्राकृतिक उम्र बढ़ने की प्रवृत्ति, प्लास्टिक गुणों में कमी और कास्टिंग में दरार की संभावना है। हालाँकि, यह माना जा सकता है कि AL8 मिश्र धातु के गुणों को स्थिर करने के तरीके खोजे जा सकते हैं। उनमें से एक α ठोस समाधान के मैग्नीशियम अधिसंतृप्ति की डिग्री को कम करना है, यानी, मिश्र धातु में मैग्नीशियम सामग्री को कम करना है। साथ ही, उम्र बढ़ने की प्रक्रिया की गति में तेजी से कमी आएगी। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जैसे-जैसे मिश्र धातु में मैग्नीशियम की मात्रा कम होती जाती है, मिश्र धातु के यांत्रिक गुण ख़राब होते जाते हैं। इस मामले में मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुणों में सुधार करने के लिए, मिश्रधातु और संशोधन को लागू करना आवश्यक है।

तालिका में चित्र 17 कार्य के अनुसार अल-एमजी (10.5% एमजी) मिश्र धातु के गुणों और अनाज के आकार पर मोलिब्डेनम के प्रभाव और पोटेशियम फ्लोरोज़िरकोनेट नमक के साथ उपचार के परिणाम प्रस्तुत करता है।
यदि पिघल को पोटेशियम फ्लोरोज़िरकोनेट के साथ इलाज किया जाता है, तो प्रतिशत के दसवें हिस्से में मोलिब्डेनम का परिचय मिश्र धातु के क्रिस्टलीय अनाज के बहुत मजबूत शोधन में योगदान देता है; सबसे बड़ा पीसने वाला प्रभाव AL8 मिश्र धातु में 0.1% Mo डालने से प्राप्त होता है।
इनमें से प्रत्येक तत्व को अलग-अलग जोड़ने की तुलना में ज़िरकोनियम और मोलिब्डेनम के संयुक्त संयोजन के साथ अधिक मजबूत अनाज शोधन को स्पष्ट रूप से इस तथ्य से समझाया गया है कि दूसरे की उपस्थिति में प्रत्येक योजक की घुलनशीलता कम हो जाती है। इससे काफी बड़ी संख्या में इंटरमेटेलिक कणों, यानी न्यूक्लिएशन केंद्रों का निर्माण होना चाहिए। कई केंद्रों से क्रिस्टलीकरण एक बेहतर अनाज संरचना प्रदान करता है।
अनाज शोधन के प्रभाव के अनुरूप पूर्णतः यांत्रिक गुणों में परिवर्तन होता है। यांत्रिक परीक्षणों के प्रस्तुत परिणामों से पता चलता है कि पिघले हुए पदार्थ को पोटेशियम फ़्लोरोज़िरकोनेट के साथ उपचारित करने और 0.1% Mo का परिचय देने से मिश्र धातु की शक्ति गुणों को 29.9 से 43-44 kgf/mm2 तक बढ़ाना संभव हो जाता है, उपज शक्ति 18 से 22 kgf/mm2 तक बढ़ जाती है। और सापेक्ष बढ़ाव 14 से 23% तक। जब मोलिब्डेनम सामग्री 0.1% से अधिक हो जाती है, तो यांत्रिक गुण खराब हो जाते हैं।
तालिका में चित्र 18 AL8, AL8M और AL27-1 मिश्र धातुओं के तुलनात्मक गुणों को दर्शाता है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, अल-एमजी मिश्र धातुओं में मैग्नीशियम सामग्री को कम करने के साथ-साथ विभिन्न योजकों के साथ मिश्रधातु, एक सुपरसैचुरेटेड ठोस समाधान के अपघटन की दर को काफी कम कर सकता है, साथ ही सामान्य संक्षारण की दर और मिश्र धातुओं की संवेदनशीलता को भी बदल सकता है। अंतरक्रिस्टलीय संक्षारण।
इस प्रभाव को स्पष्ट करने के लिए, कार्य मैग्नीशियम और मिश्र धातु योजक (तालिका 19) की विभिन्न सामग्रियों के साथ मिश्र धातुओं के गीले कक्ष में परीक्षण के परिणाम प्रस्तुत करता है।
अध्ययनों से यह भी पता चला है कि समय के साथ सापेक्ष वजन बढ़ने में परिवर्तन एक परवलयिक नियम का पालन करता है। इससे पता चलता है कि सभी मिश्र धातुओं के नमूनों की सतह पर अच्छे सुरक्षात्मक गुणों वाली एक घनी ऑक्साइड फिल्म बनती है। ऑक्साइड फिल्म की सबसे गहन वृद्धि पहले 500 दिनों के दौरान होती है। इसके बाद, ऑक्सीकरण दर स्थिर हो जाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि संशोधित मिश्र धातुओं की फिल्म में स्पष्ट रूप से बेहतर सुरक्षात्मक गुण हैं।

माइक्रोस्ट्रक्चर के एक अध्ययन से पता चला है कि संक्षारण परीक्षणों की पूरी अवधि के दौरान मिश्र धातुओं में इंटरक्रिस्टलाइन संक्षारण की प्रक्रिया को कोई ध्यान देने योग्य विकास नहीं मिला।
11.5% Mg वाले मिश्रधातु अलग-अलग व्यवहार करते हैं। संशोधित मिश्र धातुओं के नमूनों के सापेक्ष वजन बढ़ने में परिवर्तन की प्रकृति भी परवलयिक नियम का पालन करती है। हालाँकि, 8.5% एमजी युक्त मिश्र धातुओं की ऑक्सीकरण दर की तुलना में ऑक्सीकरण दर काफ़ी बढ़ जाती है, और ऑक्साइड फिल्म काफ़ी अधिक मोटाई में सुरक्षात्मक गुण प्राप्त कर लेती है।
मूल मिश्रधातु में, सापेक्ष भार वृद्धि में परिवर्तन की प्रकृति भी परवलयिक नियम का पालन करती है। हालाँकि, 300 से 500 दिनों के समय अंतराल में, ऑक्साइड फिल्म की वृद्धि दर में तेज वृद्धि देखी गई है। जाहिरा तौर पर, इस घटना को इस अवधि के दौरान महत्वपूर्ण आंतरिक तनाव की घटना के कारण ऑक्साइड फिल्म के टूटने से समझाया जा सकता है।
नवगठित ऑक्साइड ऑक्साइड फिल्म में दरारें ठीक करने के बाद, ऑक्सीकरण दर कम हो जाएगी और भविष्य में लगभग अपरिवर्तित रहेगी।
11.5% एमजी युक्त मिश्र धातुओं की सूक्ष्म संरचना के एक अध्ययन से पता चला है कि मूल मिश्र धातु में, 300 दिनों के संक्षारण परीक्षणों के बाद, β-चरण की वर्षा के कारण अनाज की सीमाएं बहुत मोटी हो जाती हैं, और मिश्र धातु इंटरक्रिस्टलाइन संक्षारण के लिए प्रवण हो जाती है। जाहिर है, इस अवधि के दौरान, संक्षारण दरारें बनना शुरू हो जाती हैं, क्योंकि परीक्षण के 500 वें दिन तक, संक्षारण दरारें धातु में बहुत गहराई तक प्रवेश करती हैं, जिससे काफी मात्रा में अनाज की सीमाएं पकड़ लेती हैं।
असंशोधित मिश्रधातु के विपरीत, संशोधित मिश्रधातु में अंतरक्रिस्टलीय संक्षारण की प्रक्रिया धातु की सतह परत तक ही सीमित होती है और संक्षारण परीक्षण के 1000 दिनों के बाद भी दृढ़ता से विकसित नहीं होती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ज़िरकोनियम और मोलिब्डेनम के साथ संशोधित मिश्र धातु में इंटरक्रिस्टलाइन संक्षारण की प्रक्रिया सबसे कम विकसित होती है।
संरचनात्मक परिवर्तनों के अनुरूप मिश्रधातुओं के यांत्रिक गुणों में भी परिवर्तन होते हैं।
जैसा कि तालिका में डेटा से पता चलता है। 19, संशोधित मिश्र धातुओं की तन्यता ताकत लगातार बढ़ रही है, जिसे प्राकृतिक उम्र बढ़ने की प्रक्रिया द्वारा समझाया गया है। मूल मिश्र धातु में, दो प्रक्रियाएं समानांतर में होती हैं: प्राकृतिक उम्र बढ़ने, जो मिश्र धातु को मजबूत करती है, और इंटरक्रिस्टलाइन जंग की प्रक्रिया, जो इसे नरम करती है। परिणामस्वरूप, 1000 दिनों के संक्षारण परीक्षण से मूल मिश्र धातु की तन्य शक्ति कुछ हद तक कम हो जाती है।
इससे भी अधिक संकेत मिश्र धातुओं के सापेक्ष बढ़ाव में परिवर्तन है: मूल मिश्र धातु के लिए, प्लास्टिक के गुणों में तेज गिरावट 100 दिनों के संक्षारण परीक्षणों के बाद शुरू होती है, जबकि संशोधित मिश्र धातुओं के लिए केवल 500 दिनों के बाद। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 500 दिनों के संक्षारण परीक्षणों के बाद संशोधित मिश्र धातुओं की लचीलापन में कमी को इंटरक्रिस्टलाइन संक्षारण की प्रक्रिया की तुलना में प्राकृतिक उम्र बढ़ने के परिणामस्वरूप मिश्र धातु के भंगुर होने की प्रक्रिया द्वारा अधिक समझाया जा सकता है।

उच्च मैग्नीशियम सामग्री (AL8, AL8M, AL27-1, AL27) के साथ अल-एमजी मिश्र धातुओं के नुकसान में इंटरग्रेनुलर जंग और तनाव जंग के प्रति संवेदनशीलता भी शामिल है जो 80 डिग्री सेल्सियस (तालिका 20) से ऊपर के तापमान पर लंबे समय तक हीटिंग के परिणामस्वरूप दिखाई देती है। . इसलिए, इन मिश्र धातुओं को बिजली के हिस्सों के निर्माण के लिए अनुशंसित किया जाता है जो -60 से +60 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर थोड़े समय के लिए काम करते हैं, और कुछ मामलों में इन्हें दुर्लभ कांस्य और पीतल, स्टेनलेस स्टील और विकृत एल्यूमीनियम के बजाय सफलतापूर्वक उपयोग किया जा सकता है। बड़े अनुप्रयोगों के साथ घटकों और भागों का संचालन करते समय मिश्र धातु। (सदमे और वैकल्पिक भार सहित) विभिन्न परिस्थितियों में (समुद्र के पानी और कोहरे सहित)।
लंबे समय तक संचालन के दौरान इन मिश्र धातुओं से बनी कास्टिंग में दरारें बनने की प्रवृत्ति को कम करने के लिए, मिश्र धातुओं में मैग्नीशियम की मात्रा को 10% तक सीमित करना और भागों को 50-60 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किए गए तेल में बुझाना आवश्यक है।
कठोर अवस्था में मिश्रधातु AL23 और AL23-1 में अंतर कणीय क्षरण का खतरा नहीं होता है। इन मिश्र धातुओं की ढली हुई अवस्था में, जब अंतरकणीय संक्षारण के लिए परीक्षण किया जाता है, तो अनाज की सीमाओं के साथ संक्षारण का विकास देखा जाता है, जो कि इस मिश्र धातु की ढली संरचना में अनाज की सीमाओं के साथ अतिरिक्त β-चरण की उपस्थिति के कारण होता है, जो जारी होता है। क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया.
AL23-1 और AL23 मिश्र धातुओं के विशिष्ट गुण तालिका में दिए गए हैं। 21.

AL23-1 और AL23 मिश्र धातुओं को आर्गन-आर्क वेल्डिंग द्वारा संतोषजनक ढंग से वेल्ड किया जा सकता है। वेल्डेड जोड़ों की ताकत आधार सामग्री की ताकत का 80-90% है। जब AL23-1 मिश्र धातु से बने भागों को गढ़ा मिश्र धातु AMg6 से बने भागों के साथ वेल्डिंग किया गया तो अच्छे परिणाम प्राप्त हुए।
ग्रेड AL23-1 और AL23 की मिश्रधातुओं का उपयोग ढलाई और कठोर दोनों अवस्थाओं में किया जा सकता है। ढली अवस्था में, AL23 और AL23-1 मिश्र धातुएं मध्यम स्थैतिक और अपेक्षाकृत छोटे शॉक भार वाले भागों के निर्माण के लिए होती हैं। कठोर अवस्था में, AL23-1 मिश्र धातु का उद्देश्य मध्यम स्थैतिक और शॉक भार के तहत काम करने वाले भागों के निर्माण के लिए है। AL29 ग्रेड मिश्र धातु को विभिन्न जलवायु परिस्थितियों में काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। AL29 मिश्र धातु कास्टिंग का उपयोग विशेष ताप उपचार के बिना किया जाता है। ढली अवस्था में AL29 मिश्र धातु में संतोषजनक संक्षारण प्रतिरोध है। संक्षारण प्रतिरोध को और बढ़ाने के लिए, AL29 मिश्र धातु से बने भागों को क्रोमिक एसिड में एनोडाइज़ किया जाता है। इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए अभिप्रेत AL29 मिश्र धातु, उच्च मैग्नीशियम सामग्री के साथ-साथ कम अनुमेय अशुद्धता सामग्री में AL13 मिश्र धातु से रासायनिक संरचना में भिन्न है। मिश्रधातु का उपयोग ढली अवस्था में किया जाता है। यांत्रिक और कास्टिंग गुणों के संदर्भ में, मिश्र धातु AL29 मिश्र धातु AL13 से बेहतर है, और अन्य सभी विशेषताओं में यह इसके समान है और इसका उपयोग मध्यम स्थैतिक और सदमे भार के साथ-साथ उपोष्णकटिबंधीय में काम करने वाले उपकरणों के निर्माण के लिए किया जाता है। जलवायु. AL29 मिश्र धातु से बने हिस्से 150°C तक के तापमान पर लंबे समय तक काम कर सकते हैं।
AL22 मिश्र धातु को इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए विकसित किया गया है, जिसका उपयोग इंस्टॉलेशन और असेंबलियों में ऊंचे तापमान पर कई मिनट और कभी-कभी कई दसियों मिनट तक काम करने वाले भागों के निर्माण के लिए किया जाता है। AL22 मिश्र धातु में बड़ी मात्रा में मैग्नीशियम (10.5-13%) होता है, जो कठोर अवस्था में इससे कास्टिंग के उपयोग की अनुमति देता है। मिश्र धातु को टाइटेनियम और बेरिलियम की थोड़ी मात्रा के साथ मिश्रित करने से इसकी ढलाई और मजबूती गुणों में सुधार करने में मदद मिलती है। मिश्र धातु AL22 तकनीकी गुणों, ताकत विशेषताओं और गर्मी प्रतिरोध दोनों में मिश्र धातु AL13 से बेहतर है। मिश्र धातु की सबसे बड़ी ताकत के लिए, इसमें ऊपरी सीमा पर मैग्नीशियम सामग्री (13% तक), और निचली सीमा पर सिलिकॉन होना चाहिए; जटिल विन्यास वाले भागों की ढलाई के लिए, मैग्नीशियम की मात्रा निचली सीमा पर और सिलिकॉन की मात्रा ऊपरी सीमा पर होनी चाहिए।
मिश्र धातु का नुकसान कम लचीलापन है। AL22 मिश्र धातु का उपयोग जटिल विन्यास वाले भागों की ढलाई के लिए किया जाता है जो वायुमंडल और समुद्री जल की संक्षारक परिस्थितियों में मध्यम स्थैतिक भार (कुल और उपकरण प्रकार के हिस्से) के तहत काम करते हैं। भागों के इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए मिश्र धातु का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। इस मामले में, कास्टिंग का उपयोग कास्ट अवस्था में किया जाता है। AL22 मिश्र धातु से बने हिस्से 200°C तक के तापमान पर लंबे समय तक काम कर सकते हैं।
नए कास्टिंग मिश्र धातु ग्रेड AL28 का उपयोग ताजे पानी की पाइपलाइनों, तेल और ईंधन प्रणालियों के साथ-साथ जहाज तंत्र और उपकरणों के कुछ हिस्सों के लिए फिटिंग के निर्माण के लिए कास्ट अवस्था (बिना गर्मी उपचार के) में किया जाता है, जिसका ऑपरेटिंग तापमान नहीं होता है 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक। उच्च तापमान पर, ठोस समाधान का तीव्र अपघटन होता है और अनाज की सीमाओं के साथ β-चरण की वर्षा होती है, जो मिश्र धातु के विघटन का कारण बनती है।
तालिका में 22 ग्रेड संरचना के भीतर मुख्य मिश्र धातु तत्वों की सामग्री के आधार पर AL28 मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों को दर्शाता है।
AL28 मिश्र धातु में 0.1-0.2% Zr की शुरूआत से शक्ति गुण 2-3 kgf/mm2 बढ़ जाते हैं और जिरकोनियम हाइड्राइड मिश्र धातु के निर्माण के कारण कास्टिंग का घनत्व बढ़ जाता है जो पिघलने के तापमान पर स्थिर होता है। चार्ज के रूप में उच्च शुद्धता वाली शुरुआती सामग्रियों का उपयोग करते समय, मिश्र धातु की ताकत और लचीलापन में उल्लेखनीय वृद्धि देखी जाती है।

मिश्र धातु एलएल28 में ताजे और समुद्री पानी के साथ-साथ समुद्री वातावरण में उच्च संक्षारण प्रतिरोध है। इन परिस्थितियों में मिश्र धातु का संक्षारण प्रतिरोध शुद्ध एल्यूमीनियम के करीब पहुंच जाता है।
चित्र में. चित्र 27 0.1% H2O2 के साथ अम्लीकृत 3% NaCl समाधान में AL28 मिश्र धातु के संक्षारण प्रतिरोध के परीक्षण के परिणाम दिखाता है। परीक्षण की अवधि 1000 घंटे थी। तुलना के लिए, AL8, AL13 और AL4 मिश्र धातुओं का परीक्षण समान परिस्थितियों में किया गया था।

तालिका में चित्र 23 3% NaCl + 0.l% H2O2 के जलीय घोल के संपर्क में आने से पहले और बाद में मिश्र धातु AL28, AL4 और AL13 के नमूनों के तन्य परीक्षण के परिणाम दिखाता है, जो पुष्टि करता है कि AL28 मिश्र धातु का संक्षारण प्रतिरोध उससे बेहतर है। अन्य एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का अध्ययन किया गया।
10,000 घंटों तक संक्षारक वातावरण के संपर्क में रहने के बाद AL28 मिश्र धातु के यांत्रिक गुण अपरिवर्तित रहे, जबकि AL4 मिश्र धातु ने ताकत गुणों में कुछ गिरावट देखी और बढ़ाव में महत्वपूर्ण (50% से अधिक) कमी देखी गई।

AL28 मिश्र धातु के बढ़े हुए संक्षारण प्रतिरोध को मैंगनीज योजक की उपस्थिति से समझाया गया है, जिसका शुद्ध एल्यूमीनियम और कुछ एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के संक्षारण गुणों पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है। AL28 मिश्र धातु सामान्य तापमान पर तनाव के तहत संक्षारण की प्रवृत्ति नहीं दिखाती है, साथ ही जब 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है और लंबे समय तक (1000 घंटे तक) रखा जाता है। हालाँकि, 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर अपेक्षाकृत अल्पकालिक एक्सपोज़र भी संक्षारक वातावरण में इस मिश्र धातु के प्रदर्शन को तेजी से कम कर देता है, जिससे ऊंचे तापमान पर इसका उपयोग करना व्यावहारिक रूप से असंभव हो जाता है।
2-3 वर्षों के लिए प्राकृतिक परिस्थितियों (काला सागर में) के तहत प्रयोगात्मक कास्टिंग के संक्षारण परीक्षणों से पता चला है कि AL28 मिश्र धातु में जंग लगने का खतरा नहीं है। जब समुद्र के पानी में 10 मीटर/सेकेंड की गति से परीक्षण किया गया तो AL28 मिश्र धातु ने खुद को सबसे प्रतिरोधी एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में से एक साबित कर दिया है। कई वर्षों तक जहाज एयर कंडीशनर के सीलबंद फ़्रीऑन कंप्रेसर के क्रैंककेस के संचालन ने फ़्रीऑन -22 की कार्रवाई के लिए प्रतिरोधी सामग्री के रूप में AL28 मिश्र धातु से उनके निर्माण की व्यवहार्यता और विश्वसनीयता की पुष्टि की है।
यह कहा जाना चाहिए कि हाल ही में तनाव संक्षारण को बहुत महत्व दिया गया है, क्योंकि उष्णकटिबंधीय तापमान, उच्च आर्द्रता और समुद्री जल की स्थितियों के तहत आधुनिक मैकेनिकल इंजीनियरिंग और विशेष रूप से जहाज निर्माण में सामग्रियों की ताकत और प्रदर्शन पर बढ़ी हुई मांग रखी गई है। दिलचस्प बात यह है कि तनाव संक्षारण क्रैकिंग के लिए कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की संवेदनशीलता के अध्ययन का वर्णन किया गया है।
पूर्व-कैलिब्रेटेड कॉइल स्प्रिंग का उपयोग करके तन्य बल बनाया गया था। लोड को 5 मिमी व्यास वाले नमूने में स्थानांतरित किया गया था। नमूने के आकार ने संक्षारक वातावरण वाले स्नानघरों को इससे जोड़ना संभव बना दिया। संपर्क क्षरण से बचने के लिए, इंस्टॉलेशन के ग्रिप को स्नान से हटा दिया जाता है। 3% NaCl + 0.1% H2O2 का एक जलीय घोल संक्षारक माध्यम के रूप में उपयोग किया गया था।
तनाव की भयावहता के आधार पर विफलता का समय निर्धारित करने के लिए, नमूनों को एक इंस्टॉलेशन में रखा गया था जिसमें पारंपरिक उपज शक्ति के 1.2-0.4 के अनुरूप बल बनाया गया था। प्राप्त परिणामों को आकृति मे दिखाया गया है। 28, 29, 30.

इस प्रकार, अध्ययन किए गए सभी मिश्र धातुओं के लिए, निर्देशांक तनाव में हवा में तनाव (यानी, कमरे के तापमान पर दीर्घकालिक ताकत) पर नमूनों के "जीवन" की समय निर्भरता - विफलता के समय का लघुगणक एक सीधी रेखा द्वारा व्यक्त किया जाता है, जो अधिकांश धातु सामग्रियों की विशेषता है: बढ़ते भार के साथ, नमूनों के नष्ट होने से पहले का समय कम हो जाता है। हालाँकि, मैग्नेलियम (AL28, AL8 और AL27-1) के लिए तनाव-समय-टू-फ्रैक्चर संबंध एक टूटे हुए वक्र द्वारा व्यक्त किया जाता है, जिसमें दो लगभग सीधी शाखाएँ होती हैं। वक्र की बाईं शाखा दर्शाती है कि तनाव के तहत इन मिश्र धातुओं का संक्षारण प्रतिरोध काफी हद तक तनाव के स्तर पर निर्भर करता है; भार में वृद्धि से नमूने के "जीवन" में भारी कमी आती है। कम भार पर, तनाव पर विफलता के समय की निर्भरता गायब हो जाती है, यानी, इन तनावों पर, नमूनों का "जीवनकाल" तनाव स्तर पर निर्भर नहीं होता है - दाहिनी शाखा एक सीधी रेखा है, लगभग समय अक्ष के समानांतर . इन मिश्र धातुओं के लिए तनाव संक्षारण प्रतिरोध की एक सीमा या "सीमा" प्रतीत होती है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तनाव के तहत AL28 मिश्र धातु की संक्षारण प्रतिरोध सीमा एक महत्वपूर्ण मूल्य है, जो लगभग सशर्त उपज ताकत के बराबर है। जैसा कि ज्ञात है, संरचनात्मक तनाव का स्तर आमतौर पर उपज ताकत से अधिक नहीं होता है, यानी, हम मान सकते हैं कि इस मिश्र धातु से बने कास्टिंग के संक्षारण क्रैकिंग को व्यावहारिक रूप से बाहर रखा गया है।
AL8 मिश्र धातु के लिए, तनाव संक्षारण प्रतिरोध सीमा 8 kgf/mm2 से अधिक नहीं होती है, जो इस मिश्र धातु की उपज शक्ति से लगभग 2 गुना कम है और इसके कम तनाव संक्षारण प्रतिरोध को इंगित करता है।
AL27-1 मिश्र धातु की तनाव संक्षारण प्रतिरोध सीमा को इसकी सशर्त उपज ताकत के बराबर माना जा सकता है। AL27-1 मिश्र धातु, AL8 मिश्र धातु की तरह, लगभग 10% Mg होता है, हालांकि, बेरिलियम, टाइटेनियम और ज़िरकोनियम की थोड़ी मात्रा (0.05-0.15%) के साथ इसकी अतिरिक्त मिश्र धातु से संक्षारण दरार की संवेदनशीलता में कमी आती है।
गर्मी के प्रभाव में जंग टूटने की संवेदनशीलता का अध्ययन उस तापमान को निर्धारित करने के लिए किया गया था जिस पर AL8, AL27-1 और AL28 ग्रेड के एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातु लंबे समय तक तनाव जंग के प्रतिरोध को बनाए रखने में सक्षम हैं। , साथ ही उनके निर्माण की प्रक्रिया के दौरान इन मिश्र धातुओं से बने भागों के अल्पकालिक हीटिंग की स्वीकार्यता स्थापित करने के लिए (उदाहरण के लिए, संसेचन के दौरान, सुरक्षात्मक कोटिंग्स का अनुप्रयोग, आदि)। इन मिश्र धातुओं के नमूनों को ताप तापमान के आधार पर 1 से 1000 घंटों तक 70, 100, 125 और 150 डिग्री सेल्सियस पर उम्र बढ़ने के अधीन किया गया था और फिर तनाव स्तर के 0.9-0.8 के बराबर तनाव के तहत परीक्षण किया गया था, जिस पर संक्षारण क्रैकिंग नहीं होती है। प्रारंभिक अवस्था के लिए परिभाषित।
चित्र में दिखाया गया है। 31 डेटा से पता चलता है कि लंबे समय तक 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने पर एएल28 मिश्र धातु का तनाव संक्षारण प्रतिरोध कम नहीं होता है, और संक्षारक वातावरण में प्रदर्शन के नुकसान के बिना 150 डिग्री सेल्सियस तक अल्पकालिक हीटिंग की अनुमति है।

प्रीहीटिंग के अधीन AL8 और AL27-1 मिश्र धातुओं के तनाव के तहत संक्षारण प्रतिरोध के परीक्षण के परिणामों से पता चला कि संक्षारण की स्थिति में ऊंचे तापमान पर इन मिश्र धातुओं से बने भागों का उपयोग व्यावहारिक रूप से अस्वीकार्य है। प्राप्त अवस्था में और कृत्रिम उम्र बढ़ने के बाद एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातु AL8, AL27-1 की संक्षारण दरार की संवेदनशीलता का अध्ययन करने के प्राप्त परिणाम हमें यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति देते हैं कि तनाव के तहत उनका संक्षारण व्यवहार मुख्य रूप से ठोस की स्थिरता से निर्धारित होता है। समाधान संरचना.
मैग्नीशियम की समान मात्रा वाले AL8 और AL27-1 मिश्र धातुओं के तनाव संक्षारण प्रतिरोध की तुलना से पता चलता है कि AL27-1 मिश्र धातु, जिसकी संरचना अतिरिक्त मिश्रधातु द्वारा स्थिर होती है, में उच्च तनाव संक्षारण प्रतिरोध होता है। मिश्र धातु AL28, जिसमें 4.8-6.3% ठोस घोल स्थिरता होती है, जो 10% Mg वाले मिश्र धातुओं से अधिक है, जंग टूटने के प्रति अधिक प्रतिरोधी है।

सवाल 1. एल्यूमीनियम-तांबा प्रणाली का एक चरण आरेख बनाएं। तरल और ठोस अवस्था में घटकों की परस्पर क्रिया का वर्णन करें, चरण आरेख के सभी क्षेत्रों में संरचनात्मक घटकों को इंगित करें, और कुर्नाकोव के नियमों का उपयोग करके किसी दिए गए सिस्टम में मिश्र धातुओं के गुणों में परिवर्तन की प्रकृति की व्याख्या करें।

ड्यूरालुमिन में सबसे महत्वपूर्ण अशुद्धि तांबा है।

A1-Cu मिश्र धातु का चरण आरेख (चित्र 1.) प्रकार III के चरण आरेख को संदर्भित करता है, जब घटक एक ठोस समाधान बनाते हैं

सीमित घुलनशीलता, घटते तापमान के साथ घटती जा रही है। इस प्रकार के चरण आरेख वाले मिश्र धातुओं में, एक माध्यमिक

ठोस विलयन के आंशिक अपघटन से जुड़ा क्रिस्टलीकरण। ऐसी मिश्रधातुओं को समूह III और IV के ताप उपचार, यानी सख्त करने के अधीन किया जा सकता है

एल्यूमीनियम-तांबा मिश्रधातु का आरेख बताइए।

और उम्र बढ़ना। चरण आरेख A1 - Cu से यह पता चलता है कि एल्यूमीनियम में तांबे की उच्चतम घुलनशीलता 548° पर देखी जाती है, जब यह होती है

5.7%; जैसे-जैसे तापमान घटता है, एल्यूमीनियम में तांबे की घुलनशीलता कम हो जाती है और कमरे के तापमान पर 0.5% हो जाती है। यदि 0.5 से 5.7% तांबे की सामग्री वाले मिश्र धातुओं को चरण परिवर्तनों के तापमान से ऊपर गर्म करके शमन के अधीन किया जाता है (उदाहरण के लिए, ए 1 - सीयू मिश्र धातुओं के चरण आरेख पर बिंदु 5 से ऊपर), तो मिश्र धातु एक सजातीय ठोस में बदल जाएगी समाधान ए. शमन के बाद, ठोस घोल मिश्र धातु में विघटित हो जाएगा, साथ ही उच्च स्तर के फैलाव के साथ एक अतिरिक्त चरण भी निकलेगा। अल-सीयू मिश्रधातु में ऐसा चरण कठोर और भंगुर रासायनिक यौगिक CuAl2 है।

सुपरसैचुरेटेड ठोस घोल का अपघटन लंबे समय तक हो सकता है जब मिश्र धातु को कमरे के तापमान (प्राकृतिक उम्र बढ़ने) पर रखा जाता है और ऊंचे तापमान (कृत्रिम उम्र बढ़ने) पर अधिक तेज़ी से रखा जाता है। उम्र बढ़ने के परिणामस्वरूप, मिश्र धातु की कठोरता और ताकत बढ़ जाती है, जबकि लचीलापन और कठोरता कम हो जाती है।

उम्र बढ़ने के सिद्धांत के अनुसार, जो कुर्नाकोव के नियमों का उपयोग करके पूरी तरह से विकसित किया गया है, मिश्र धातुओं में उम्र बढ़ने की प्रक्रिया कई चरणों में होती है। उम्र बढ़ने के परिणामस्वरूप देखी गई मिश्र धातुओं का सख्त होना अत्यधिक बिखरी हुई अवस्था में अतिरिक्त चरणों की वर्षा की अवधि से मेल खाता है। संरचना में होने वाले परिवर्तनों को केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके देखा जा सकता है। आमतौर पर, प्रक्रिया का यह चरण प्राकृतिक उम्र बढ़ने के दौरान कठोर मिश्र धातुओं में होता है। इसी समय, मिश्र धातु की कठोरता और ताकत बढ़ जाती है।

जब कठोर मिश्रधातुओं को विभिन्न मिश्रधातुओं (कृत्रिम उम्र बढ़ने) के लिए अलग-अलग अपेक्षाकृत कम तापमान पर गर्म किया जाता है, तो दूसरा चरण होता है, जिसमें अवक्षेपित चरणों के कणों का विस्तार होता है। इस प्रक्रिया को ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके देखा जा सकता है। माइक्रोस्ट्रक्चर में मजबूत करने वाले चरणों के बढ़े हुए अवक्षेपों की उपस्थिति गुणों में एक नए बदलाव के साथ मेल खाती है - मिश्र धातु की ताकत और कठोरता में कमी और इसकी प्लास्टिसिटी और क्रूरता में वृद्धि। बुढ़ापा केवल उन मिश्र धातुओं में देखा जाता है जिनमें सीमित घुलनशीलता वाला एक चरण आरेख होता है, जो घटते तापमान के साथ घटता जाता है। चूंकि बड़ी संख्या में मिश्र धातुओं में इस प्रकार का आरेख होता है, इसलिए उम्र बढ़ने की घटना बहुत आम है। कई अलौह मिश्र धातुओं - एल्यूमीनियम, तांबा, आदि का थर्मल उपचार उम्र बढ़ने की घटना पर आधारित है।

ऊपर चर्चा की गई A1-Cu मिश्रधातु में, यह प्रक्रिया निम्नानुसार आगे बढ़ती है। कठोर मिश्रधातु में प्राकृतिक उम्र बढ़ने के दौरान, बढ़ी हुई तांबे की मात्रा वाले ज़ोन (डिस्क) बनते हैं। गिनीयर-प्रेस्टन क्षेत्र कहलाने वाले इन क्षेत्रों की मोटाई दो से तीन परमाणु परतों के बराबर होती है। जब 100° और इससे ऊपर गर्म किया जाता है, तो ये क्षेत्र तथाकथित चरण में बदल जाते हैं, जो रासायनिक यौगिक CuA1 2 का एक अस्थिर एलोट्रोपिक संशोधन है। 250° से ऊपर के तापमान पर, 9" चरण Ҩ (CuA1 2) चरण में बदल जाता है। इसके अलावा, Ҩ (CuA1 2) चरण की वर्षा होती है। उम्र बढ़ने के पहले चरण में मिश्र धातु में सबसे बड़ी कठोरता और ताकत होती है।

डी1 ग्रेड ड्यूरालुमिन में, ठोस घोल के अपघटन के दौरान चरण भी जारी होता है, और डी16 ग्रेड ड्यूरालुमिन में ऐसे कई चरण होते हैं।

ड्यूरालुमिन से बने भागों के ताप उपचार की तकनीक में सख्त होना शामिल है, जो एक सुपरसैचुरेटेड ठोस समाधान प्राप्त करने के लिए किया जाता है, और प्राकृतिक या कृत्रिम उम्र बढ़ने के लिए किया जाता है। सख्त करने के लिए, भागों को 495° तक गर्म किया जाता है और ठंडे पानी में ठंडा किया जाता है।

कठोर हिस्सों को कमरे के तापमान पर रखने से प्राकृतिक रूप से उम्र बढ़ने लगती है। उम्र बढ़ने के 4-7 दिनों के बाद, हिस्से उच्चतम ताकत और कठोरता प्राप्त कर लेते हैं। इस प्रकार, एनील्ड अवस्था में ग्रेड डी1 ड्यूरालुमिन की तन्य शक्ति 25 है किग्रा/मिमी 2 , और इसकी कठोरता बराबर होती है एन में = 45; सख्त होने और प्राकृतिक उम्र बढ़ने के बाद, तन्य शक्ति 40 है किग्रा/मिमी 2 , और कठोरता बढ़ जाती है एन वी = 100.

ठोस घोल के अपघटन के लिए आवश्यक समय को कठोर ड्यूरालुमिन को 100 - 150 (कृत्रिम उम्र बढ़ने) तक गर्म करके कई घंटों तक कम किया जा सकता है, हालांकि, कृत्रिम उम्र बढ़ने के साथ कठोरता और ताकत के मूल्य प्राकृतिक की तुलना में थोड़ा कम होते हैं। उम्र बढ़ने। संक्षारण प्रतिरोध भी कुछ हद तक कम हो जाता है। ड्यूरालुमिन ग्रेड डी16 और डी6 में सख्त होने और उम्र बढ़ने के बाद सबसे अधिक कठोरता और ताकत होती है। ड्यूरालुमिन ग्रेड डीजेडपी और डी18 बढ़ी हुई लचीलापन के साथ मिश्र धातु हैं।

गर्मी उपचार के बाद उनके कम विशिष्ट गुरुत्व और उच्च यांत्रिक गुणों के कारण, ड्यूरालुमिन का व्यापक रूप से विभिन्न उद्योगों में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से विमान निर्माण में।

ड्यूरालुमिनिन को चिह्नित करते समय, अक्षर D का अर्थ "ड्यूरालुमिन" होता है, और संख्या मिश्र धातु की पारंपरिक संख्या होती है।

2. लौह-कार्बन मिश्रधातुओं का राज्य आरेख

लोहे और कार्बन की मिश्रधातुओं को परंपरागत रूप से दो-घटक मिश्रधातु के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। उनकी संरचना में, मुख्य घटकों - लोहा और कार्बन के अलावा, थोड़ी मात्रा में सामान्य अशुद्धियाँ - मैंगनीज, सिलिकॉन, सल्फर, फास्फोरस, साथ ही गैसें - नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और कभी-कभी कुछ अन्य तत्वों के निशान होते हैं। लोहा और कार्बन एक स्थिर रासायनिक यौगिक Fe 3 C (93.33% Fe और 6.67% C) बनाते हैं, जिसे आयरन कार्बाइड या सीमेंटाइट कहा जाता है। उपयोग किए जाने वाले लौह-कार्बन मिश्र धातुओं (स्टील्स, कच्चा लोहा) में, कार्बन सामग्री 6.67% से अधिक नहीं होती है, और इसलिए लौह कार्बाइड (Fe-Fe 3 C प्रणाली) के साथ लौह मिश्र धातु, जिसमें दूसरा घटक सीमेंटाइट होता है, व्यावहारिक होते हैं महत्त्व।

जब कार्बन सामग्री 6.67% से ऊपर होती है, तो मिश्रधातु में कोई मुक्त लोहा नहीं होगा, क्योंकि यह सभी कार्बन के साथ रासायनिक संयोजन में प्रवेश करेगा। इस मामले में, मिश्रधातु के घटक आयरन कार्बाइड और कार्बन होंगे; मिश्र धातुएँ दूसरी प्रणाली Fe 3 C -C से संबंधित होंगी, जिसका पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। इसके अलावा, 6.67% से अधिक कार्बन सामग्री वाले लौह-कार्बन मिश्र धातु बहुत भंगुर होते हैं और व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किए जाते हैं।

मिश्र इसके विपरीत, Fe-Fe 3 C (6.67% तक C सामग्री के साथ), अत्यधिक व्यावहारिक महत्व के हैं। चित्र में. चित्र 2 तापमान-सांद्रण निर्देशांक में प्लॉट किए गए Fe-Fe 3 C मिश्र धातुओं की स्थिति का एक संरचनात्मक आरेख दिखाता है। कोर्डिनेट अक्ष मिश्रधातुओं के ताप तापमान को दर्शाता है, और एब्सिस्सा अक्ष प्रतिशत के रूप में कार्बन सांद्रता को दर्शाता है। बायां कोटि 100% लौह सामग्री से मेल खाता है, और दायां कोटि 6.67% कार्बन सामग्री (या 100% Fe 3 सी सांद्रता) से मेल खाता है।

दाएँ कोटि पर Fe 3 C का गलनांक है, जो 1550° (बिंदु) के अनुरूप है डी आरेख पर)।

इस तथ्य के कारण कि लोहे में संशोधन होते हैं, बायीं कोटि पर, लोहे के पिघलने बिंदु के अलावा, 1535° (बिंदु) एआरेख पर), लोहे के एलोट्रोपिक परिवर्तनों का तापमान भी प्लॉट किया गया है: 1390° (बिंदु)। एन ) और 910° (बिंदु G).

इस प्रकार, आरेख के निर्देशांक मिश्र धातु (लौह और सीमेंटाइट) के शुद्ध घटकों के अनुरूप होते हैं, और उनके बीच 0 से 6.67% C तक विभिन्न सांद्रता के मिश्र धातुओं के अनुरूप बिंदु होते हैं।

चावल। 2. मिश्रधातु की अवस्था का संरचनात्मक आरेखफ़े - फ़े 3 सी .

कुछ शर्तों के तहत, एक रासायनिक यौगिक (सीमेंटाइट) नहीं बन सकता है, जो सिलिकॉन, मैंगनीज और अन्य तत्वों की सामग्री के साथ-साथ सिल्लियों या कास्टिंग की शीतलन दर पर निर्भर करता है। इस मामले में, कार्बन मिश्रधातुओं में ग्रेफाइट के रूप में मुक्त अवस्था में छोड़ा जाता है। इस मामले में, दो मिश्र धातु प्रणालियाँ (Fe -Fe 3 C और Fe 3 C -C) नहीं होंगी। उन्हें एकल Fe-C मिश्र धातु प्रणाली द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है जिसमें रासायनिक यौगिक नहीं होते हैं।

2.1 लौह-कार्बन मिश्र धातुओं के संरचनात्मक घटक।

सूक्ष्म विश्लेषण से पता चलता है कि लौह-कार्बन मिश्र धातुओं में छह संरचनात्मक घटक बनते हैं, अर्थात्: फेराइट, सीमेंटाइट, ऑस्टेनाइट और ग्रेफाइट, साथ ही पर्लाइट और लेडबुराइट।

फेराइट Fe a में कार्बन अंतःक्षेपण का ठोस विलयन कहलाता है। चूँकि Fe में कार्बन की घुलनशीलता नगण्य है, इसलिए फेराइट को लगभग शुद्ध Fe a माना जा सकता है। फेराइट में एक शरीर-केंद्रित घन जाली (बीसी) होती है। माइक्रोस्कोप के तहत, यह संरचनात्मक घटक विभिन्न आकारों के हल्के कणों की तरह दिखता है। फेराइट के गुण लोहे के समान हैं: यह नरम और लचीला है, इसकी तन्य शक्ति 25 है किग्रा/मिमी 2 , कठोरता एन में = 80, सापेक्ष बढ़ाव 50%। फेराइट की प्लास्टिसिटी उसके दाने के आकार पर निर्भर करती है: दाना जितना महीन होगा, उसकी प्लास्टिसिटी उतनी ही अधिक होगी। 768° (क्यूरी बिंदु) तक यह लौहचुंबकीय है, और इसके ऊपर अनुचुंबकीय है।

सीमेन्टाईटआयरन कार्बाइड Fe 3C कहा जाता है। सीमेंटाइट में एक जटिल रम्बिक जाली होती है। माइक्रोस्कोप के तहत, यह संरचनात्मक घटक विभिन्न आकारों की प्लेटों या अनाज की तरह दिखता है। सीमेंटाइट कठोर होता है (एन में > 800 इकाइयाँ) और नाजुक है, और इसकी सापेक्ष बढ़ाव शून्य के करीब है। एक तरल मिश्र धातु (प्राथमिक सीमेंटाइट या सी 1) से प्राथमिक क्रिस्टलीकरण के दौरान जारी सीमेंटाइट और वाई-ऑस्टेनाइट (द्वितीयक सीमेंटाइट या सी 2) के ठोस समाधान से जारी सीमेंटाइट के बीच अंतर किया जाता है। इसके अलावा, ठोस समाधान के अपघटन के दौरान एक (क्षेत्र) जी.पी.क्यू. राज्य आरेख पर), सीमेंटाइट बाहर खड़ा है, जिसे पिछले वाले के विपरीत, तृतीयक सीमेंटाइट या सी 3 कहा जाता है। सीमेंटाइट के सभी रूपों में समान क्रिस्टलीय संरचना और गुण होते हैं, लेकिन विभिन्न कण आकार - प्लेट या अनाज होते हैं। सबसे बड़े प्राथमिक सीमेंटाइट के कण हैं, और सबसे छोटे प्राथमिक सीमेंटाइट के कण हैं। 210° (क्यूरी बिंदु) तक सीमेंटाइट लौहचुंबकीय है, और इसके ऊपर यह अनुचुंबकीय है।

ऑस्टेनाईट austenite Fe Y में कार्बन अंतःक्षेपण का ठोस विलयन कहलाता है। ऑस्टेनाइट में एक फलक-केंद्रित घनीय जाली (K12) होती है। माइक्रोस्कोप के तहत, यह संरचनात्मक घटक विशिष्ट दोहरी रेखाओं (जुड़वाँ) के साथ हल्के अनाज की तरह दिखता है। ऑस्टेनाइट की कठोरता है एन में = 220. ऑस्टेनाइट अनुचुम्बकीय है।

सीसाइसमें परमाणुओं की एक स्तरित व्यवस्था के साथ एक शिथिल पैक वाली हेक्सागोनल जाली है। माइक्रोस्कोप के तहत, इस संरचनात्मक घटक में ग्रे कास्ट आयरन में विभिन्न आकृतियों और आकारों की प्लेटों का रूप होता है, लचीले कास्ट आयरन में एक परत जैसा आकार होता है, और उच्च शक्ति वाले कास्ट आयरन में एक गोलाकार आकार होता है। ग्रेफाइट के यांत्रिक गुण अत्यंत निम्न हैं।

सूचीबद्ध सभी चार संरचनात्मक घटक एक ही समय में लौह-कार्बन मिश्र धातु प्रणाली के चरण भी हैं, क्योंकि वे सजातीय हैं - ठोस समाधान (फेराइट और ऑस्टेनाइट), एक रासायनिक यौगिक (सीमेंटाइट) या एक मौलिक पदार्थ (ग्रेफाइट)।

लेडबुराइट और पर्लाइट के संरचनात्मक घटक सजातीय नहीं हैं। वे विशेष गुणों (यूटेक्टिक और यूटेक्टॉइड) वाले यांत्रिक मिश्रण हैं।

पर्लाइटइसे फेराइट और सीमेंटाइट का यूटेक्टॉइड मिश्रण कहा जाता है। यह द्वितीयक क्रिस्टलीकरण के दौरान ऑस्टेनाइट से बनता है और इसमें 0.8% C होता है। पर्लाइट का निर्माण तापमान 723° होता है। यह क्रांतिक तापमान, जो केवल स्टील में देखा जाता है, बिंदु कहलाता है ए±.पेरलाइट में एक लैमेलर संरचना हो सकती है, जब सीमेंटाइट में प्लेटों का आकार होता है, या एक दानेदार संरचना होती है, जब सीमेंटाइट में अनाज का आकार होता है। लैमेलर और दानेदार पर्लाइट के यांत्रिक गुण कुछ भिन्न हैं। लैमेलर पर्लाइट की तन्य शक्ति 82 है किग्रा/मिमी 2 , सापेक्ष बढ़ाव 15%, कठोरता एन वी = 190-^-230. दानेदार पर्लाइट की तन्य शक्ति 63 है किग्रा/मिमी 2 , सापेक्ष बढ़ाव 20% और कठोरता आर = 1.60-जी-190।

लेडेबुराइटइसे ऑस्टेनाइट और सीमेंटाइट का यूटेक्टिक मिश्रण कहा जाता है। यह 1130° पर प्राथमिक क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया के दौरान बनता है। लौह-कार्बन मिश्रधातुओं की प्रणाली में यह सबसे कम क्रिस्टलीकरण तापमान है। ऑस्टेनाइट, जो लेडबुराइट का हिस्सा है, 723° पर पर्लाइट में बदल जाता है। इसलिए, 723° से नीचे और कमरे के तापमान तक, लेडबुराइट में पर्लाइट और सीमेंटाइट का मिश्रण होता है। वह बहुत कठिन है (एन वी ^700) और नाजुक। लेडबुराइट की उपस्थिति सफेद कच्चा लोहा की एक संरचनात्मक विशेषता है। लौह-कार्बन मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुण संरचनात्मक घटकों की संख्या, उनके आकार, आकार और स्थान के आधार पर भिन्न होते हैं।

Fe-Fe 3 C की अवस्था का संरचनात्मक आरेख एक जटिल आरेख है, क्योंकि लौह-कार्बन मिश्र धातुओं में न केवल क्रिस्टलीकरण से जुड़े परिवर्तन होते हैं, बल्कि ठोस अवस्था में भी परिवर्तन होते हैं।

स्टील और सफेद कच्चा लोहा के बीच की सीमा 2% की कार्बन सांद्रता है, और संरचनात्मक विशेषता लेडबुराइट की उपस्थिति या अनुपस्थिति है। 2% से कम कार्बन सामग्री वाले मिश्र धातु (जिनमें लेडबुराइट नहीं होता है) को स्टील कहा जाता है, और 2% से अधिक कार्बन सामग्री वाले मिश्र धातु (जिनकी संरचना में लेडबुराइट होता है) को सफेद कच्चा लोहा कहा जाता है।

कार्बन सांद्रता और इस्पात संरचना के आधार पर, कच्चा लोहा आमतौर पर निम्नलिखित संरचनात्मक समूहों में विभाजित होता है: हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील्स (0.8% C तक); संरचना - फेराइट और पर्लाइट; यूटेक्टॉइड स्टील (0.8% सी); संरचना - पर्लाइट;

हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील्स (0.8 से 2% C से अधिक); संरचना - पर्लाइट को द्वितीयक सीमेंटाइट में;

हाइपोयूटेक्टिक सफेद कच्चा लोहा (2 से 4.3% C से अधिक); संरचना - लेडबुराइट (विघटित), पर्लाइट और सेकेंडरी सीमेंटाइट;

यूटेक्टिक सफेद कच्चा लोहा (4.3% सी); संरचना - लेडेबुराइट;

हाइपरयूटेक्टिक सफ़ेद कच्चा लोहा (4.3 से 6.67% C से अधिक); संरचना - लेडबुराइट (विघटित) और प्राथमिक सीमेंटाइट।

यह विभाजन, जैसा कि Fe-Fe 3 C चरण आरेख से देखा जा सकता है, कमरे के तापमान पर देखी गई इन मिश्र धातुओं की संरचनात्मक स्थिति से मेल खाता है।

प्रश्न 3।

30KhGSA स्टील से बने हिस्से की सतह की बारीक मिलिंग के लिए टूल कार्बाइड मिश्र धातु का चयन करें। विशेषताएं दें, मिश्र धातु के चयनित ब्रांड को समझें, मिश्र धातु की संरचनात्मक विशेषताओं और गुणों का वर्णन करें।

उपकरणों को तीन समूहों में विभाजित किया गया है: काटना (कटर, ड्रिल, कटर, आदि), मापना (गेज, रिंग, टाइल्स, आदि), और गर्म और ठंडी धातु बनाने के उपकरण (टिकट, ड्राइंग बोर्ड, आदि)। उपकरणों के प्रकार के आधार पर, उनके निर्माण के लिए स्टील की आवश्यकताएं अलग-अलग होती हैं।

काटने के उपकरण के लिए स्टील्स की मुख्य आवश्यकता उच्च कठोरता की उपस्थिति है, जो काटने (लाल प्रतिरोध) द्वारा धातुओं के प्रसंस्करण के दौरान उत्पन्न होने वाले उच्च तापमान पर कम नहीं होती है। धातु काटने वाले औजारों की कठोरता R c = 60÷65 होनी चाहिए। इसके अलावा, काटने के उपकरण के लिए स्टील में उच्च पहनने का प्रतिरोध, ताकत और संतोषजनक कठोरता होनी चाहिए।

काटने के उपकरण के निर्माण के लिए हाई-स्पीड स्टील का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। हाई-स्पीड स्टील एक बहुघटक मिश्र धातु है और स्टील के कार्बाइड (लेडेबुराइट) वर्ग से संबंधित है। लोहे और कार्बन के अलावा, इसकी संरचना में क्रोमियम, टंगस्टन और वैनेडियम शामिल हैं। हाई-स्पीड स्टील में मुख्य मिश्रधातु तत्व टंगस्टन है। सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है (तालिका 3) हाई-स्पीड स्टील ग्रेड P18 (18% W) और P9 (9% W) हैं।

हाई-स्पीड स्टील गर्मी उपचार के बाद उच्च कठोरता आर सी = 62 और लाल प्रतिरोध प्राप्त करता है, जिसमें शमन और बार-बार तड़का शामिल होता है।

तालिका नंबर एक

हाई स्पीड स्टील की रासायनिक संरचना

(गोस्ट 5952-51 के अनुसार)

इस्पात श्रेणी
	सी	डब्ल्यू	करोड़	वी	एमओ
आर 18	0,70 – 0,80	17,5 – 19,0	3,8 – 4,4	1,04 – 1,4	≤0,3
आर 9	0,85 – 0,95	8,5 – 10,0	3,8 – 4,4	2,0 – 2,6	≤0,3

चित्र 3 हाई-स्पीड स्टील R18 के ताप उपचार का एक ग्राफ दिखाता है।

हम इसे स्वच्छ मिलिंग के लिए टूल ग्रेड के रूप में चुनते हैं क्योंकि... स्टील का यह ग्रेड अपनी विशेषताओं के मामले में हमारे लिए उपयुक्त है।

हाई-स्पीड स्टील के ताप उपचार में कई विशेषताएं हैं जो इसकी रासायनिक संरचना से निर्धारित होती हैं। सख्त होने के दौरान उच्च गति वाले स्टील को उच्च तापमान (1260-1280°) तक गर्म किया जाता है, जो ऑस्टेनाइट में क्रोमियम, टंगस्टन और वैनेडियम कार्बाइड को घोलने के लिए आवश्यक है। कम तापीय चालकता और भंगुरता के कारण स्टील में बड़े आंतरिक तनाव से बचने के लिए 800-850° तक धीरे-धीरे हीटिंग किया जाता है, फिर ऑस्टेनाइट अनाज के विकास और डीकार्बराइजेशन से बचने के लिए 1260-1280° तक तेजी से हीटिंग किया जाता है। . हाई-स्पीड स्टील को तेल में ठंडा किया जाता है। 500-550° के तापमान पर लवणों में उच्च गति वाले स्टील को चरणबद्ध तरीके से सख्त करने का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

शमन के बाद उच्च गति वाले स्टील की संरचना में मार्टेंसाइट (54%), कार्बाइड (16%) और बरकरार ऑस्टेनाइट (30%) होते हैं। सख्त होने के बाद, हाई-स्पीड स्टील को 560° पर बार-बार टेम्परिंग किया जाता है। आमतौर पर, बरकरार ऑस्टेनाइट की मात्रा को कम करने और स्टील की कठोरता को बढ़ाने के लिए 1 घंटे के होल्डिंग समय के साथ तीन बार टेम्परिंग की जाती है। टेम्परिंग तापमान पर एक्सपोज़र के दौरान, कार्बाइड ऑस्टेनाइट से निकलते हैं, और ठंडा होने पर, ऑस्टेनाइट मार्टेंसाइट में बदल जाता है। यह ऐसा है जैसे कि द्वितीयक सख्तीकरण होता है। तड़के के बाद हाई-स्पीड स्टील की संरचना टेम्पर्ड मार्टेंसाइट, अत्यधिक बिखरे हुए कार्बाइड और थोड़ी मात्रा में बरकरार ऑस्टेनाइट है। बरकरार ऑस्टेनाइट की मात्रा को और कम करने के लिए, उच्च गति वाले स्टील्स को ठंडे उपचार के अधीन किया जाता है, जो तड़के से पहले किया जाता है। कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने में कम तापमान वाले साइनाइडेशन का उपयोग बहुत प्रभावी है।

विभिन्न काटने के उपकरणों के निर्माण के लिए हाई-स्पीड स्टील्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है; इन स्टील्स से बने उपकरण कार्बन स्टील्स से बने उपकरणों की काटने की गति से 3-4 गुना अधिक काटने की गति पर काम करते हैं, और काटने की प्रक्रिया के दौरान 600º - 620º तक गर्म होने पर काटने के गुण बरकरार रखते हैं।

सवाल। 4स्प्रिंग के निर्माण के लिए स्टील के सबसे तर्कसंगत और किफायती ग्रेड का चयन करें, जो गर्मी उपचार के बाद कम से कम 44 ... 45 एचआरसी ई की उच्च लोच और कठोरता प्राप्त करनी चाहिए। एक विशेषता दें, स्टील की संरचना को इंगित करें, चयन करें और ताप उपचार विधि का औचित्य सिद्ध करें। ताप उपचार के बाद स्टील की सूक्ष्म संरचना और गुणों का वर्णन और रेखाचित्र बनाएं।

स्प्रिंग्स का उपयोग ऊर्जा (स्प्रिंग मोटर्स) को संग्रहीत करने, झटके को अवशोषित करने और वाल्व वितरण तंत्र में थर्मल विस्तार की भरपाई करने आदि के लिए किया जाता है। स्प्रिंग की विकृति इसके खिंचाव, संपीड़न, झुकने या मुड़ने के रूप में प्रकट हो सकती है।

बल P और स्प्रिंग विरूपण F के बीच के संबंध को स्प्रिंग विशेषता कहा जाता है।

डिज़ाइनर की हैंडबुक के अनुसार - मैकेनिकल इंजीनियरिंग, लेखक। Anuriev. वी.आई., हम सबसे तर्कसंगत और किफायती स्टील ग्रेड चुनते हैं:

स्टील - 65G(मैंगनीज स्टील), जिसकी लोच और कठोरता रेक्वेल के अनुसार 42...48 एचआरसी ई के बराबर है। स्टील का ताप उपचार: सख्त तापमान - 830 डिग्री सेल्सियस, (तेल माध्यम), तड़का - 480 डिग्री सेल्सियस। तन्य शक्ति (δ बी) - 100 किग्रा/मिमी 2, उपज शक्ति (δ टी) - 85 किग्रा/मिमी 2, सापेक्ष बढ़ाव (δ 5) - 7%, सापेक्ष संकुचन (ψ) - 25%।

विशेषताएँ - 0.025% से अधिक की पी-एस सामग्री के साथ उच्च गुणवत्ता वाला स्प्रिंग स्टील। 2 श्रेणियों में विभाजित: 1 - डीकार्बोनाइज्ड परत, 2 - सामान्यीकृत डीकार्बोनाइज्ड परत के साथ

प्रश्न 5. AK4-1 मिश्र धातु का उपयोग विमान इंजन कंप्रेसर डिस्क के निर्माण के लिए किया गया था। विवरण दें, मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों की संरचना और विशेषताओं, मिश्र धातु को सख्त करने की विधि और प्रकृति, संक्षारण से सुरक्षा के तरीकों का संकेत दें।

AK4-1 एक एल्यूमीनियम-आधारित मिश्र धातु है, जिसे विरूपण द्वारा उत्पाद में संसाधित किया जाता है, गर्मी उपचार द्वारा मजबूत किया जाता है और गर्मी प्रतिरोधी होती है।

मिश्र धातु संरचना: एमजी - 1.4…1.8%। Cu – 1.9…2.5%। Fe - 0.8…1.3%। नी – 0.8…1.3%। Ti – 0.02…0.1%, अशुद्धियाँ 0.83% तक। मिश्र धातु की तन्यता ताकत 430 एमपीए है, उपज ताकत 0.2 - 280 एमपीए है।

लोहा, निकल, तांबा और अन्य तत्वों के साथ मिश्रित होकर मजबूत चरण बनाते हैं

प्रश्न 6.उद्योग में गैर-धातु सामग्री के उपयोग के लिए आर्थिक पूर्वापेक्षाएँ। गैस से भरे प्लास्टिक के समूहों और गुणों का वर्णन करें, प्रत्येक समूह से उदाहरण दें, उनके गुण और विमान संरचनाओं में आवेदन का दायरा दें।

हाल ही में, गैर-धातु बहुलक सामग्री का उपयोग संरचनात्मक सामग्री के रूप में तेजी से किया जा रहा है। पॉलिमर की मुख्य विशेषता यह है कि उनमें कई ऐसे गुण होते हैं जो धातुओं में निहित नहीं होते हैं, और धातु संरचनात्मक सामग्रियों के लिए एक अच्छा जोड़ या उनके प्रतिस्थापन के रूप में काम कर सकते हैं, और विभिन्न प्रकार के प्लास्टिक और विभिन्न प्रकार के भौतिक-रासायनिक और यांत्रिक गुणों में निहित होते हैं। उत्पादों में प्रसंस्करण की आसानी मैकेनिकल इंजीनियरिंग, उपकरण निर्माण, उपकरण निर्माण और रोजमर्रा की जिंदगी की सभी शाखाओं में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। प्लास्टिक द्रव्यमान की विशेषता कम विशिष्ट गुरुत्व (0.05 से 2.0 तक) होती है जी/सेमी 3 ), इनमें उच्च इन्सुलेशन गुण होते हैं, संक्षारण का अच्छी तरह से प्रतिरोध होता है, घर्षण गुणांक की एक विस्तृत श्रृंखला होती है और उच्च घर्षण प्रतिरोध होता है।

यदि उन उत्पादों को प्राप्त करना आवश्यक है जिनमें संक्षारण प्रतिरोध, एसिड प्रतिरोध, संचालन में नीरवता है और साथ ही निर्माण की हल्कापन सुनिश्चित करना है, तो प्लास्टिक द्रव्यमान लौह धातुओं के विकल्प के रूप में काम कर सकते हैं। कुछ प्रकार के प्लास्टिक की पारदर्शिता और उच्च प्लास्टिक गुणों के कारण, ऑटोमोटिव उद्योग के लिए सुरक्षा ग्लास के निर्माण के लिए उनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उच्च विद्युत इन्सुलेशन गुणों वाले उत्पादों के निर्माण में, प्लास्टिक उच्च-वोल्टेज चीनी मिट्टी के बरतन, अभ्रक, इबोनाइट और अन्य सामग्रियों को प्रतिस्थापित और विस्थापित कर रहा है। अंत में, भाप, पेट्रोल और गैस पारगम्यता, साथ ही अच्छी उपस्थिति के साथ उच्च पानी और प्रकाश प्रतिरोध, कई उद्योगों में प्लास्टिक के व्यापक उपयोग को सुनिश्चित करते हैं।

प्लास्टिक का उपयोग बीयरिंग इंसर्ट, सेपरेटर, साइलेंट गियर, पंखे के ब्लेड, वॉशिंग मशीन और मिक्सर के लिए ब्लेड, रेडियो उपकरण, रेडियो और घड़ियों के लिए केस, बिजली के उपकरण, वितरक, ग्राइंडिंग व्हील, जलरोधक और सजावटी कपड़े और विभिन्न आलंकारिक उपभोक्ता सामान बनाने के लिए किया जाता है।

फ़ोम प्लास्टिकवे सिंथेटिक रेजिन पर आधारित हल्के गैस से भरे प्लास्टिक हैं। फोम प्लास्टिक को दो समूहों में विभाजित किया गया है: 1 - परस्पर जुड़े छिद्रों वाली सामग्री - स्पंज (300 किग्रा / मी 3 से कम घनत्व), 2 - पृथक छिद्रों वाली सामग्री - फोम (300 किग्रा / मी 3 से अधिक घनत्व)।

फोम प्लास्टिक के गुण बहुत विविध हैं: कुछ में कांच की तरह कठोरता होती है, अन्य में रबर की तरह लोच होती है। सभी फोम प्लास्टिक बढ़ईगीरी उपकरणों के साथ यांत्रिक प्रसंस्करण के लिए अच्छी तरह से उधार लेते हैं, गर्म अवस्था में आसानी से जटिल आकार के उत्पादों में दबाए जाते हैं और एक साथ चिपक जाते हैं। विमान उद्योग में, फोम प्लास्टिक का उपयोग संरचना की कठोरता और ताकत बढ़ाने के लिए, साथ ही गर्मी और ध्वनिरोधी सामग्री के रूप में दो खालों के बीच भराव के रूप में किया जाता है।

कार्य का लक्ष्य:अन्य तत्वों के साथ एल्यूमीनियम के बाइनरी मिश्र धातुओं में चरण संतुलन आरेख और चरण परिवर्तनों का अध्ययन।

आवश्यक उपकरण, उपकरण, उपकरण, सामग्री:मफल भट्टियां, कठोरता परीक्षक TK-2M, ड्यूरालुमिन के नमूने, स्टैंड "अलौह मिश्र धातुओं की सूक्ष्म संरचनाएं", मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप।

सैद्धांतिक जानकारी

एल्युमीनियम एक आवश्यक धातु है जिसका व्यापक रूप से विभिन्न प्रकार के एल्युमीनियम मिश्र धातुओं के निर्माण में उपयोग किया जाता है।

एल्युमीनियम का रंग एक अजीब सी फीकी छटा के साथ सिल्वर-सफ़ेद होता है। एल्युमीनियम एक फलक-केंद्रित घन के स्थानिक जाली में क्रिस्टलीकृत होता है; इसमें कोई एलोट्रोपिक परिवर्तन नहीं पाया गया।

एल्युमीनियम में कम घनत्व (2.7 ग्राम/सेमी3), उच्च विद्युत चालकता (शुद्ध तांबे की विद्युत चालकता का लगभग 60%) और महत्वपूर्ण तापीय चालकता होती है।

वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा एल्यूमीनियम के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप, इसकी सतह पर एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म बनती है। इस फिल्म की उपस्थिति एल्यूमीनियम और कई एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के उच्च संक्षारण प्रतिरोध की व्याख्या करती है।

एल्युमीनियम सामान्य वायुमंडलीय परिस्थितियों में और सांद्र (90-98%) नाइट्रिक एसिड की कार्रवाई के खिलाफ काफी प्रतिरोधी है, लेकिन यह अधिकांश अन्य खनिज एसिड (सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक), साथ ही क्षार की कार्रवाई से आसानी से नष्ट हो जाता है। इसमें ठंडी और गर्म दोनों अवस्थाओं में उच्च लचीलापन होता है, गैस और प्रतिरोध वेल्डिंग द्वारा अच्छी तरह से वेल्ड किया जाता है, लेकिन काटने से खराब तरीके से संसाधित होता है और इसमें कम कास्टिंग गुण होते हैं।

निम्नलिखित यांत्रिक गुण रोल्ड और एनील्ड एल्यूमीनियम की विशेषता हैं:  वी= 80-100 एमपीए,  = 35-40%, एनवी = 250...300 एमपीए।

ठंडे ढंग से काम करने पर एल्युमीनियम की ताकत बढ़ जाती है और लचीलापन कम हो जाता है। तदनुसार, विरूपण की डिग्री के अनुसार, एनील्ड (एडी-एम), सेमी-कोल्ड-वर्क्ड (एडी-पी) और कोल्ड-वर्क्ड (एडी-एन) एल्यूमीनियम को प्रतिष्ठित किया जाता है। कठोरता को दूर करने के लिए एल्यूमीनियम की एनीलिंग 350…410 С पर की जाती है।

शुद्ध एल्युमीनियम के विभिन्न प्रकार के उपयोग होते हैं। अर्ध-तैयार उत्पाद तकनीकी एल्यूमीनियम AD1 और AD से बने होते हैं, जिनमें क्रमशः कम से कम 99.3 और 98.8% Al होता है, - शीट, पाइप, प्रोफाइल, रिवेट्स के लिए तार।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, एल्युमीनियम तार, केबल, कैपेसिटर, रेक्टिफायर आदि के निर्माण में अधिक महंगे और भारी तांबे को बदलने का काम करता है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में शामिल सबसे महत्वपूर्ण तत्व तांबा, सिलिकॉन, मैग्नीशियम और जस्ता हैं।

एल्युमीनियम और तांबा परिवर्तनीय सांद्रता के ठोस घोल बनाते हैं। 0°C के तापमान पर, एल्यूमीनियम में तांबे की घुलनशीलता 0.3% है, और 548°C के यूटेक्टिक तापमान पर यह बढ़कर 5.6% हो जाती है। एल्युमीनियम और तांबा 46:54 के अनुपात में एक स्थिर रासायनिक यौगिक CuAl 2 बनाते हैं।

आइए हम उनकी संरचना और तापमान के आधार पर एल्यूमीनियम-तांबा मिश्र धातुओं की स्थिति पर विचार करें (चित्र 1)। आरेख में सीडीई लाइन लिक्विडस लाइन है, और सीएनडीएफ लाइन सॉलिडस लाइन है। एनडीएफ सॉलिडस लाइन के क्षैतिज खंड को यूटेक्टिक लाइन भी कहा जाता है।

एमएन लाइन एल्यूमीनियम में तांबे की तापमान-परिवर्तनीय घुलनशीलता को दर्शाती है। नतीजतन, एमएन रेखा असंतृप्त ठोस समाधान और संतृप्त समाधान के बीच की सीमा है। इसलिए, इस रेखा को अक्सर सीमित घुलनशीलता रेखा भी कहा जाता है।

क्षेत्र I में, कोई भी मिश्र धातु एल्यूमीनियम और तांबे का एक सजातीय तरल घोल होगा, यानी AlCu।

आर
है। 1. Al-CuAl 2 प्रणाली का आरेख बताएं

क्षेत्र II और III में, मिश्र धातु आंशिक रूप से तरल और आंशिक रूप से ठोस अवस्था में होगी।

क्षेत्र II में, ठोस चरण एल्यूमीनियम में तांबे का एक ठोस समाधान होगा, और तरल चरण एल्यूमीनियम और तांबे का एक तरल समाधान होगा, यानी। अल(Cu) + (अल Cu), यदि हम एल्यूमीनियम में तांबे की सीमित घुलनशीलता के ठोस घोल को Al(Cu) के रूप में नामित करने के लिए सहमत हैं।

क्षेत्र III में, तरल चरण भी एल्यूमीनियम और तांबे का एक तरल समाधान होगा, और ठोस चरण धातु यौगिक CuAl 2 होगा, अर्थात।
+ (अल घन). सूचकांक "I" (प्राथमिक) दर्शाता है कि CuAl 2 का निर्माण तरल अवस्था से क्रिस्टलीकरण के दौरान हुआ था।

अन्य क्षेत्रों में, पूरी तरह से ठोस मिश्रधातुओं की संरचना निम्नलिखित होगी:

क्षेत्र IV में एल्यूमीनियम में तांबे का एक सजातीय ठोस घोल है, यानी Al(Cu);

क्षेत्र वी में - एल्यूमीनियम और माध्यमिक में तांबे का ठोस समाधान
;

क्षेत्र VI में - एल्यूमीनियम में तांबे का ठोस घोल, द्वितीयक CuAl 2 और गलनक्रांतिक, यानी Al(Cu) +
+Al(Cu) + CuAl 2 ;

क्षेत्र VII में - प्राथमिक CuAl 2 और गलनक्रांतिक, अर्थात्।
+Al(Cu) + CuAl 2 .

इन मिश्र धातुओं का यूटेक्टिक एल्युमीनियम में तांबे के ठोस घोल और धातु यौगिक CuAl 2 के बारी-बारी से छोटे क्रिस्टल का एक विशेष यांत्रिक मिश्रण है, अर्थात। Al(Cu) + CuAl 2 .

अल-सीयूएल 2 प्रणाली के सभी मिश्र धातुओं को संरचना और एकाग्रता के अनुसार चार समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

समूह 1 में 0 से 0.3% तक तांबा होता है;

समूह 2 में 0.3 से 5.6% तक तांबा होता है;

समूह 3 में 5.6 से 33.8% तक तांबा होता है;

समूह 4 में 33.8 से 54% तक तांबा होता है।

आइए अल-सीयूएएल 2 प्रणाली के मिश्र धातुओं की संरचना पर विचार करें।

चित्र में. 2, एपहले समूह के मिश्र धातु की संरचना को दर्शाता है, जिसमें एल्यूमीनियम में तांबे के ठोस घोल के दाने शामिल हैं। दूसरे समूह के मिश्र धातु की संरचना चित्र में दिखाई गई है। 2, बी: एल्यूमीनियम में तांबे के ठोस घोल के दाने और द्वितीयक CuAl 2 के क्रिस्टल दिखाई देते हैं,

एक हाइपोयूटेक्टिक मिश्र धातु की संरचना (एल्यूमीनियम में तांबे का ठोस घोल, द्वितीयक CuAl 2 और यूटेक्टिक के क्रिस्टल) को चित्र में दिखाया गया है। 2, वी. यूटेक्टिक मिश्र धातु की संरचना - यूटेक्टिक, जिसमें एल्यूमीनियम और CuAl 2 में तांबे के ठोस घोल के छोटे क्रिस्टल होते हैं, चित्र में दिखाया गया है। 2, जी. चित्र में. 2, डीहाइपरयूटेक्टिक मिश्र धातु की संरचना दिखाई गई है, जिसमें CuAl 2 और यूटेक्टिक के प्राथमिक क्रिस्टल शामिल हैं।

यूटेक्टिक युक्त मिश्रधातुओं में तांबे की मात्रा उनकी संरचना से निर्धारित की जा सकती है। हालाँकि, इस मामले में, यूटेक्टिक और ठोस घोल में मौजूद तांबे की मात्रा को ध्यान में रखना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, एक हाइपोयूटेक्टिक मिश्र धातु में जिसमें 30% यूटेक्टिक और 70% ठोस घोल होता है, यूटेक्टिक में तांबे की मात्रा

और ठोस घोल में

नतीजतन, अध्ययन के तहत मिश्र धातु में k x + k y = 14.06% तांबा होता है, जो बिंदु A से मेल खाता है, जो Al - CuAl 2 प्रणाली (चित्र 1) के राज्य आरेख के एब्सिस्सा अक्ष पर स्थित है।

हाइपरयूटेक्टिक मिश्र धातुओं की संरचना का निर्धारण करते समय, यूटेक्टिक और रासायनिक यौगिक में मौजूद तांबे की मात्रा की गणना की जाती है
. इन मात्राओं का योग हाइपरयूटेक्टिक मिश्र धातु में तांबे की मात्रा के अनुरूप होगा। रासायनिक यौगिक CuAl 2 बहुत कठोर और भंगुर होता है।

ड्यूरालुमिन का उपयोग मध्यम और उच्च शक्ति के भागों और संरचनात्मक तत्वों के निर्माण के लिए किया जाता है (  वी= 420...520 एमपीए), भवन संरचनाओं में परिवर्तनीय भार के तहत स्थायित्व की आवश्यकता होती है।

ड्यूरालुमिन का उपयोग विमान की खाल, फ्रेम, स्ट्रिंगर और स्पार, लोड-बेयरिंग फ्रेम और ट्रकों की बॉडी आदि बनाने के लिए किया जाता है।

अल और सी की मिश्रधातु को सिलुमिन कहा जाता है। उनमें अच्छे कास्टिंग गुण होते हैं और उनमें 4...13% Si होता है। इन मिश्र धातुओं के चरण आरेख (चित्र 3) से यह पता चलता है कि सिलुमिन हाइपोयूटेक्टिक या यूटेक्टिक मिश्र धातु हैं जिनमें संरचना में महत्वपूर्ण मात्रा में यूटेक्टिक होते हैं।

हालाँकि, जब सामान्य परिस्थितियों में डाली जाती है, तो ये मिश्रधातुएँ एक असंतोषजनक संरचना प्राप्त कर लेती हैं, क्योंकि यूटेक्टिक मोटे तौर पर लैमेलर बन जाता है, जिसमें भंगुर सिलिकॉन के बड़े समावेश होते हैं, जो मिश्रधातुओं को कम यांत्रिक गुण देता है।

चित्र में. 4, ए 11...13% Si युक्त AL2 ग्रेड सिलुमिन की संरचना प्रस्तुत की गई है। राज्य आरेख के अनुसार, इस संरचना के एल्यूमीनियम-सिलिकॉन मिश्र धातु में एक यूटेक्टिक संरचना होती है। यूटेक्टिक में शामिल हैं  - एल्यूमीनियम में सिलिकॉन का ठोस घोल (हल्की पृष्ठभूमि) और सुई के आकार के बड़े और नाजुक सिलिकॉन क्रिस्टल। सिलिकॉन कणों के एसिक्यूलर रिलीज से डक्टाइल एल्यूमीनियम में आंतरिक तेज कटौती होती है और लोडिंग के तहत समय से पहले विफलता होती है।

चावल। 3. अल-सी प्रणाली का आरेख बताएं

चावल। 4. सिलुमिन: ए- संशोधन से पहले, मोटे-सुई यूटेक्टिक (अल-सी) और प्राथमिक सिलिकॉन वर्षा; बी- संशोधन के बाद, बारीक यूटेक्टिक

(अल-सी) और एल्यूमीनियम में सिलिकॉन और अन्य तत्वों के ठोस घोल के डेंड्राइट

एक संशोधक की शुरूआत क्रिस्टलीकरण की प्रकृति को बदल देती है। चरण आरेख की रेखाएं बदल जाती हैं ताकि 11...13% सिलिकॉन वाला मिश्रधातु हाइपोएयूटेक्टिक हो जाए।

संरचना में अत्यधिक हल्के दाने दिखाई देते हैं  -ठोस घोल (चित्र 4, बी).

संशोधक सिलिकॉन कणों के आकार को बदलता है: सुई के आकार के कणों के बजाय, छोटे समअक्ष वाले बाहर गिर जाते हैं, जो लोडिंग के दौरान खतरनाक तनाव सांद्रता पैदा नहीं करते हैं।

संशोधन के परिणामस्वरूप, इन मिश्र धातुओं की तन्यता ताकत 130 से 160 एमपीए तक बढ़ जाती है, और सापेक्ष बढ़ाव 2 से 4% तक बढ़ जाता है।

दबाव-संसाधित मिश्र धातुओं में 1% से कम सिलिकॉन होता है। मैग्नीशियम युक्त एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में, सिलिकॉन इसके साथ एक स्थिर धातु यौगिक Mg 2 Si में बंध जाता है; एल्यूमीनियम के साथ यह सीमित ठोस समाधानों के साथ एक यूटेक्टिक-प्रकार का चरण आरेख बनाता है (चित्र 5)।

एमजी 2 सी यौगिक को उच्च कठोरता की विशेषता है, एल्यूमीनियम में इसकी परिवर्तनीय घुलनशीलता इसे गर्मी उपचार के दौरान महत्वपूर्ण सख्तता प्राप्त करने की अनुमति देती है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, मैग्नीशियम और सिलिकॉन के साथ मिश्रित एल्यूमीनियम मिश्र धातु जैसे एल्ड्रे का उपयोग किया जाता है। जब कठोर मिश्र धातु पुरानी हो जाती है, तो Mg 2 Si ठोस घोल से बाहर गिर जाता है और इसे मजबूत करता है। इस उपचार के परिणामस्वरूप, 10-15% के सापेक्ष बढ़ाव के साथ 350 एमपीए तक की तन्य शक्ति प्राप्त करना संभव है। यह महत्वपूर्ण है कि ऐसे मिश्र धातु की विद्युत चालकता प्रवाहकीय एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता का 85% है। यह इस तथ्य के कारण है कि उम्र बढ़ने के दौरान एमजी 2 सी ठोस समाधान से लगभग पूरी तरह से हटा दिया जाता है और मिश्र धातु में शुद्ध एल्यूमीनियम और एक मजबूत चरण (एमजी 2 सी) होता है।

आर
है। 6. अल-एमजी प्रणाली का आरेख बताएं

मैग्नीशियम एल्युमीनियम के साथ मिलकर ठोस घोल बनाता है  -एमजी 2 अल 3 यौगिक पर आधारित चरण। अधिकांश एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में 3% से अधिक मैग्नीशियम नहीं होता है, लेकिन मैग्नीशियम जैसे कुछ कास्ट मिश्र धातुओं में इसकी सामग्री 12% तक पहुंच जाती है।

जैसे कि चित्र से देखा जा सकता है। 6, मैग्नीशियम के साथ एल्यूमीनियम मिश्र धातु में यूटेक्टिक बनता है। एल्यूमीनियम में मैग्नीशियम की घुलनशीलता तापमान के साथ बहुत भिन्न होती है।

एक उदाहरण AL8 मिश्र धातु है। ढली अवस्था में, इसकी एक संरचना होती है जिसमें एल्यूमीनियम में मैग्नीशियम के ठोस घोल के दाने और भंगुर यौगिक अल 3 एमजी 2 का समावेश होता है।

ढलाई के बाद, 15...20 घंटों के लिए 430 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर समरूपीकरण किया जाता है, इसके बाद तेल में शमन किया जाता है।

समरूपीकरण प्रक्रिया के दौरान, अल 3 एमजी 2 का समावेश पूरी तरह से ठोस समाधान में चला जाता है। कठोर मिश्रधातु पर्याप्त शक्ति प्राप्त कर लेती है (  वी= 300 एमपीए) और अधिक लचीलापन। इसी समय, मिश्र धातु उच्च संक्षारण प्रतिरोध प्राप्त कर लेती है। AL8 मिश्र धातु के लिए उम्र बढ़ना हानिकारक है: लचीलापन तेजी से कम हो जाता है और संक्षारण प्रतिरोध बिगड़ जाता है।

जिंक को कुछ उच्च शक्ति वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में 9% तक की मात्रा में पेश किया जाता है। 250 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर एल्यूमीनियम के साथ बाइनरी मिश्र धातुओं में, जस्ता (इन सीमाओं के भीतर) ठोस घोल में होता है (चित्र 7)।

चावल। 7. अल-ज़ेडएन प्रणाली का आरेख बताएं

सभी उच्च-शक्ति मिश्र धातुओं में एक जटिल रासायनिक संरचना होती है। इस प्रकार, मिश्र धातु B95 में 6% Zn, 2.3% Mg, 1.7% Cu, 0.4% Mn और 0.15% Cr होता है। जिंक, मैग्नीशियम और तांबा एल्यूमीनियम MgZn 2, Al 2 CuMg - S-चरण, Mg 4 Zn 3 Al 3 - T-चरण के साथ ठोस घोल और धातु यौगिक बनाते हैं। गर्म करने पर ये धातु यौगिक एल्युमीनियम में घुल जाते हैं।

उदाहरण के लिए, 475 ºС के तापमान पर, एल्यूमीनियम में MgZn 2 की घुलनशीलता 18% तक बढ़ जाती है (चित्र 8)।

सख्त होने और कृत्रिम उम्र बढ़ने के बाद, मिश्र धातु B95 में है  वी= 600 एमपीए,  = 12%. मैंगनीज और क्रोमियम उम्र बढ़ने के प्रभाव को बढ़ाते हैं और मिश्र धातु के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाते हैं।

(वजन)

चावल। 8. अल-एमजीजेडएन 2 प्रणाली का आरेख बताएं

सुरक्षा नियम

1. माइक्रोसेक्शन तैयार करते समय सभी सावधानियों और सुरक्षा नियमों का पालन करें।

2. माइक्रोसेक्शन पीसते समय, आपको अपनी उंगलियों को जलने से बचाने के लिए नमूने को अधिक बार ठंडा करना चाहिए।

3. पतले खंडों को उकेरते समय रबर के दस्तानों का उपयोग करें।

4. माइक्रोस्कोप पर मिश्र धातु की संरचना का अध्ययन करते समय, आपको यह सुनिश्चित करना चाहिए कि यह विश्वसनीय रूप से ग्राउंडेड है।

5. आपको केवल उपयोगी औजारों और उपकरणों का ही उपयोग करना चाहिए।

कार्य - आदेश

1. एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के अवस्था आरेख का अध्ययन करें।

2. किसी दिए गए मिश्र धातु की विशेषताएं (संरचना, चरण परिवर्तन, संरचना, गुण, अनुप्रयोग का दायरा) दें।

3. अध्ययनाधीन मिश्र धातु की संरचना बनाएं।

चरणों और संरचनात्मक घटकों को दर्शाने वाले अध्ययन किए गए मिश्र धातुओं की सूक्ष्म संरचनाओं के रेखाचित्र।

शिक्षक द्वारा निर्दिष्ट चरण संतुलन आरेख की प्रतिलिपि बनाना।

किसी दी गई संरचना के मिश्र धातु के लिए, हीटिंग या शीतलन के दौरान सभी चरण परिवर्तनों का विवरण और चरणों की रासायनिक संरचना का निर्धारण।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

कई एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का संक्षारण प्रतिरोध शुद्ध एल्यूमीनियम की तुलना में कम क्यों है?

क्या मिश्र धातु की सूक्ष्म संरचना द्वारा मिश्र धातु के प्रकार को निर्धारित करना संभव है - ढला हुआ या गढ़ा हुआ?

गढ़ा एल्यूमीनियम मिश्र धातु की संरचना क्या है जिसे ताप उपचार द्वारा मजबूत नहीं किया जा सकता है?

एकल-चरण एल्युमीनियम मिश्रधातुओं का सुदृढ़ीकरण कैसे किया जाता है?

दोहरे चरण एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का सुदृढ़ीकरण ताप उपचार क्या है?

ड्यूरेलुमिन को सख्त करने का उद्देश्य क्या है?

ड्यूरालुमिन के मुख्य यांत्रिक गुण क्या हैं?

किस मिश्रधातु को सिलुमिन्स कहा जाता है?

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की विशिष्ट ताकत क्या है?

एल्यूमीनियम मिश्रधातु में मुख्य मिश्रधातु तत्व।

संक्षिप्त सैद्धांतिक जानकारी

निम्नलिखित यांत्रिक गुण रोल्ड और एनील्ड एल्यूमीनियम की विशेषता हैं:  वी= 80-100 एमपीए,  = 35-40 %, एनवी= 250...300 एमपीए.

ठंडे ढंग से काम करने पर एल्युमीनियम की ताकत बढ़ जाती है और लचीलापन कम हो जाता है। विरूपण की डिग्री के अनुसार, एनील्ड (एडी-एम), सेमी-कोल्ड-वर्क्ड (एडी-पी) और कोल्ड-वर्क्ड (एडी-एन) एल्यूमीनियम को प्रतिष्ठित किया जाता है। कठोरता को दूर करने के लिए एल्यूमीनियम की एनीलिंग 350…410 С पर की जाती है।

चावल। 1. Al-CuAl 2 प्रणाली का आरेख बताएं

अन्य क्षेत्रों में, पूरी तरह से ठोस मिश्रधातुओं की संरचना निम्नलिखित होगी:

क्षेत्र IV में एल्यूमीनियम में तांबे का एक सजातीय ठोस घोल है, यानी Al(Cu);

क्षेत्र वी में - एल्यूमीनियम और माध्यमिक में तांबे का ठोस समाधान
;

क्षेत्र VII में - प्राथमिक CuAl 2 और गलनक्रांतिक, अर्थात्।
+Al(Cu) + CuAl 2 .

समूह 1 में 0 से 0.3% तक तांबा होता है;

समूह 2 में 0.3 से 5.6% तक तांबा होता है;

समूह 3 में 5.6 से 33.8% तक तांबा होता है;

समूह 4 में 33.8 से 54% तक तांबा होता है।

आइए अल-सीयूएएल 2 प्रणाली के मिश्र धातुओं की संरचना पर विचार करें। चित्र में. 2, एपहले समूह के मिश्र धातु की संरचना को दर्शाता है, जिसमें एल्यूमीनियम में तांबे के ठोस घोल के दाने शामिल हैं। दूसरे समूह के मिश्र धातु की संरचना चित्र में दिखाई गई है। 2, बी: एल्यूमीनियम में तांबे के ठोस घोल के दाने और द्वितीयक CuAl 2 के क्रिस्टल दिखाई देते हैं,

और ठोस घोल में

नतीजतन, अध्ययन के तहत मिश्र धातु में शामिल हैं

k x + k y = 14.06% तांबा,

जो बिंदु A से मेल खाता है, जो Al-CuAl 2 प्रणाली के राज्य आरेख के भुज अक्ष पर स्थित है (चित्र 1)।

प्रौद्योगिकी में, मुख्य रूप से 2...5% तांबा युक्त एल्यूमीनियम मिश्र धातु, जिसे ड्यूरालुमिन कहा जाता है, का उपयोग किया जाता है। वे दबाव द्वारा अच्छी तरह से संसाधित होते हैं और गर्मी उपचार और ठंड सख्त होने के बाद उनमें उच्च यांत्रिक गुण होते हैं। ड्यूरालुमिन का उपयोग मध्यम और उच्च शक्ति के भागों और संरचनात्मक तत्वों के निर्माण के लिए किया जाता है (  वी= 420...520 एमपीए), भवन संरचनाओं में परिवर्तनीय भार के तहत स्थायित्व की आवश्यकता होती है। ड्यूरालुमिन का उपयोग विमान की खाल, फ्रेम, स्ट्रिंगर और स्पार, लोड-बेयरिंग फ्रेम और ट्रकों की बॉडी आदि बनाने के लिए किया जाता है।

चावल। 3. अल-सी प्रणाली का आरेख बताएं

(अल-सी) और एल्यूमीनियम में सिलिकॉन और अन्य तत्वों के ठोस घोल के डेंड्राइट

एक संशोधक की शुरूआत क्रिस्टलीकरण की प्रकृति को बदल देती है। चरण आरेख की रेखाएं बदल जाती हैं ताकि 11...13% सिलिकॉन वाला मिश्रधातु हाइपोएयूटेक्टिक हो जाए। संरचना में अत्यधिक हल्के दाने दिखाई देते हैं  -ठोस घोल (चित्र 4, बी). संशोधक सिलिकॉन कणों के आकार को बदलता है: सुई के आकार के कणों के बजाय, छोटे समअक्ष वाले बाहर गिर जाते हैं, जो लोडिंग के दौरान खतरनाक तनाव सांद्रता पैदा नहीं करते हैं।

दबाव-संसाधित मिश्र धातुओं में 1% से कम सिलिकॉन होता है। मैग्नीशियम युक्त एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में, सिलिकॉन इसके साथ एक स्थिर धातु यौगिक Mg 2 Si में बंध जाता है; यह एल्यूमीनियम के साथ सीमित ठोस समाधानों के साथ एक यूटेक्टिक प्रकार का चरण आरेख बनाता है ( चावल। 5).

आर
है। 6. अल-एमजी प्रणाली का आरेख बताएं

जैसे कि चित्र से देखा जा सकता है। 6, मैग्नीशियम के साथ एल्यूमीनियम मिश्र धातु में यूटेक्टिक बनता है। एल्यूमीनियम में मैग्नीशियम की घुलनशीलता तापमान के साथ बहुत भिन्न होती है। एक उदाहरण AL8 मिश्र धातु है। ढली अवस्था में, इसकी एक संरचना होती है जिसमें एल्यूमीनियम में मैग्नीशियम के ठोस घोल के दाने और भंगुर यौगिक अल 3 एमजी 2 का समावेश होता है। ढलाई के बाद, 15...20 घंटों के लिए 430 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर समरूपीकरण किया जाता है, इसके बाद तेल में शमन किया जाता है।

चावल। 7. अल-ज़ेडएन प्रणाली का आरेख बताएं

(वजन)

चावल। 8. अल-एमजीजेडएन 2 प्रणाली का आरेख बताएं

सुरक्षा नियम

कार्य - आदेश

शिक्षक द्वारा निर्दिष्ट चरण संतुलन आरेख की प्रतिलिपि बनाना।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

एकल-चरण एल्युमीनियम मिश्रधातुओं का सुदृढ़ीकरण कैसे किया जाता है?

दोहरे चरण एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का सुदृढ़ीकरण ताप उपचार क्या है?

ड्यूरेलुमिन को सख्त करने का उद्देश्य क्या है?

ड्यूरालुमिन के मुख्य यांत्रिक गुण क्या हैं?

किस मिश्रधातु को सिलुमिन्स कहा जाता है?

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की विशिष्ट ताकत क्या है?

एल्यूमीनियम मिश्रधातु में मुख्य मिश्रधातु तत्व।

अल-एमजी प्रणाली के मिश्र धातुओं में उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मिश्र धातुओं का एक बड़ा समूह शामिल है: AMg0.5; ; ; ; ; ; . लगभग सभी प्रकार के अर्ध-तैयार उत्पाद उनसे बनाए जाते हैं: चादरें, प्लेटें, फोर्जिंग, स्टांपिंग, दबाए गए उत्पाद (छड़, प्रोफाइल, पैनल, पाइप) और तार। विचाराधीन समूह के सभी मिश्र धातु सभी प्रकार की वेल्डिंग द्वारा अच्छी तरह से वेल्डेड हैं।

इन मिश्र धातुओं से बने अर्ध-तैयार उत्पादों में अन्य तापीय गैर-कठोर मिश्र धातुओं की तुलना में अपेक्षाकृत उच्च स्तर की ताकत विशेषताएँ होती हैं। इस प्रकार, मिश्र धातुओं की संकेतित श्रृंखला के लिए एनील्ड अवस्था में शीट सामग्री (मोटाई ~ 2 मिमी) के लिए उपज शक्ति का न्यूनतम मान क्रमशः 30, 40, 80, 100, 120,150 और 160 एमपीए हैं। तन्यता ताकत आमतौर पर उपज ताकत से दोगुनी होती है, जो इन मिश्र धातुओं की अपेक्षाकृत उच्च लचीलापन का संकेत देती है। हालाँकि, वे बहुत जल्दी कठोर हो जाते हैं, जो उनकी तकनीकी लचीलेपन को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। मैग्नीशियम की सांद्रता बढ़ने के साथ उत्तरार्द्ध में काफी कमी आती है। इसलिए, 4.5% से अधिक मैग्नीशियम सामग्री वाले मिश्र धातुओं को "अर्ध-कठोर" और यहां तक कि "कठोर" मिश्र धातुओं के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

दबाए गए उत्पादों के निर्माण में बढ़ी हुई मैग्नीशियम सामग्री की नकारात्मक भूमिका अधिक स्पष्ट है। उच्च मैग्नीशियम सामग्री वाले मिश्र धातुओं को कम गति पर दबाया जाता है (उदाहरण के लिए, अल-जेडएन-एमजी या अल-एमजी-सी प्रणाली के कुछ मिश्र धातुओं की तुलना में दस गुना कम), जो दबाने वाली दुकानों की उत्पादकता को काफी कम कर देता है। AMg6 मिश्र धातु से रोल्ड अर्ध-तैयार उत्पादों का उत्पादन एक श्रम-केंद्रित प्रक्रिया है। इसलिए, हाल ही में, अत्यधिक मिश्रित मैग्नीशियम को अधिक तकनीकी रूप से उन्नत मिश्र धातुओं के साथ प्रतिस्थापित किया जाने लगा, उदाहरण के लिए, अल-जेडएन-एमजी प्रणाली (1935, 1915, 1911) पर आधारित मिश्र धातुएं, जो ताकत गुणों में एएमजी6 मिश्र धातु से काफी अधिक हैं (विशेषकर में) उपज शक्ति) और कई संक्षारण विशेषताओं में इससे कमतर नहीं हैं।

3% तक की मैग्नीशियम सामग्री के साथ कम-मिश्र धातु मैग्नीशियम को उनके उच्च संक्षारण प्रतिरोध और लचीलेपन के कारण और भी व्यापक उपयोग मिलेगा। अल-एमजी मिश्रधातु के चरण आरेख के अनुसार, यूटेक्टिक तापमान पर 17.4% एमजी एल्यूमीनियम में घुल जाता है। घटते तापमान के साथ, यह घुलनशीलता तेजी से घट जाती है और कमरे के तापमान पर लगभग 1.4% हो जाती है।

इस प्रकार, सामान्य परिस्थितियों में उच्च मैग्नीशियम सामग्री वाले मिश्र धातुओं में इस तत्व की सुपरसैचुरेशन होती है (मिश्र धातु के ग्रेड के आधार पर), और इसलिए, उन्हें उम्र बढ़ने का प्रभाव प्रदर्शित करना चाहिए। हालाँकि, ठोस घोल के अपघटन के दौरान इन मिश्र धातुओं में होने वाले संरचनात्मक परिवर्तन वस्तुतः शक्ति विशेषताओं के स्तर पर कोई प्रभाव नहीं डालते हैं और साथ ही अर्ध-तैयार उत्पादों के संक्षारण प्रतिरोध को तेजी से बदलते हैं। इस विसंगतिपूर्ण व्यवहार का कारण ठोस समाधान के अपघटन की प्रकृति और अवक्षेपों की चरण संरचना में निहित है। चूंकि अल-एमजी मिश्र धातुओं के लिए जीपी जोन (या जीपी जोन का महत्वपूर्ण घुलनशीलता तापमान - टी के) के गठन के लिए ऊपरी तापमान सीमा कमरे के तापमान से काफी कम है, ठोस समाधान का अपघटन एक विषम तंत्र के अनुसार होता है संक्रमण (बी') और संतुलन (बी-एमजी 2 एएल3) चरणों का गठन। ये इंटरफेस (अनाज, इंटरमेटेलिक कण इत्यादि) के साथ-साथ अव्यवस्थाओं पर न्यूक्लियेट को विषम रूप से अवक्षेपित करते हैं, और इसलिए सख्त प्रक्रिया में उनका योगदान छोटा होता है और मैग्नीशियम की एकाग्रता में कमी के कारण नरम होने की डिग्री से पूरी तरह से मुआवजा दिया जाता है। ठोस समाधान. इस कारण से, व्यवहार में, प्राकृतिक या कृत्रिम उम्र बढ़ने के दौरान या विभिन्न एनीलिंग स्थितियों के तहत ठोस समाधान के अपघटन के दौरान इस समूह के मिश्र धातुओं को मजबूत करने का प्रभाव नहीं देखा जाता है।

क्लोराइड (3% NaCl) के तटस्थ जलीय घोल में चरण बी में - 0.930 V के बराबर नकारात्मक संक्षारण क्षमता होती है। उसी घोल में, लेकिन कम पीएच मान पर, यानी अम्लीय वातावरण में, चरण और के बीच संभावित अंतर ठोस समाधान, हालांकि घटता है, लेकिन काफी बड़ा रहता है: (-0.864 V) - - (-0.526 V) = 0.338 V. और, इसके विपरीत, एक क्षारीय वातावरण में (3% NaCl + 1% NaOH) एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम मिश्र धातु जिसमें 1 होता है -9% एमजी, बी-चरण की तुलना में अधिक नकारात्मक हो जाता है, और मैग्नीशियम एकाग्रता के संकेतित क्षेत्र के चरम मूल्यों के लिए संभावित अंतर क्रमशः +0.24 और +0.18 वी है। इलेक्ट्रोकेमिकल में परिवर्तन की मानी जाने वाली विशेषताएं बाहरी वातावरण के आधार पर A1-Mg मिश्र धातुओं के व्यक्तिगत संरचनात्मक घटकों की विशेषताएं मुख्य रूप से इन मिश्र धातुओं MKK, RSK और KR के प्रतिरोध को निर्धारित करती हैं।

उपरोक्त से यह निष्कर्ष निकलता है कि 1.4% से अधिक मैग्नीशियम सामग्री वाले मिश्र धातु संभावित रूप से एक, दो या सभी पहले बताए गए प्रकार के संक्षारण के प्रति संवेदनशील हो सकते हैं। हालाँकि, ऑपरेटिंग संरचनाओं और कई प्रयोगों में व्यापक अनुभव से पता चलता है कि व्यावहारिक रूप से 3.5% से अधिक मैग्नीशियम एकाग्रता (एएमआरएल, एएमजी 2 और आंशिक रूप से एएमजी 3) वाले मिश्र धातु आरएस और आरएससी (छवि 56) के प्रति संवेदनशीलता नहीं दिखाते हैं।

इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म अध्ययन से पता चलता है कि यह ठोस समाधान के कम सुपरसैचुरेशन के कारण अनाज की सीमाओं के साथ बी-चरण कणों के असतत वितरण के कारण है। इसलिए, तटस्थ और अम्लीय वातावरण में संक्षारण प्रक्रिया केवल उन कणों के विद्युत रासायनिक विघटन द्वारा सीमित होती है जो इलेक्ट्रोलाइट के सीधे संपर्क में मिश्र धातु की सतह पर आते हैं।

ऐसी मिश्रधातुएँ शीत-कर्मित अवस्था में भी संक्षारण-प्रतिरोधी होती हैं, अर्थात, यद्यपि शीत-कर्मण ठोस घोल के अपघटन को तेज करता है, लेकिन यह अनाज की सीमाओं पर अवक्षेपों के वितरण की प्रकृति को नहीं बदलता है। साथ ही, इस मामले में संरचनात्मक अनिसोट्रॉपी के लाभकारी प्रभाव के कारण, संक्षारण गड्ढे का प्रतिरोध काफी बढ़ जाता है। एक निश्चित संरचनात्मक अवस्था में और कुछ पर्यावरणीय परिस्थितियों में 3.5% से अधिक (एएमजी3, एएमजी4) और विशेष रूप से 5% (एएमजी5, एएमजी6) से अधिक मैग्नीशियम सामग्री वाले मिश्र धातु एमसीसी और आरएससी के साथ-साथ सीआर के प्रति संवेदनशील हो सकते हैं।

अल-एमजी प्रणाली के मिश्र धातुओं के लिए, संक्षारण क्रैकिंग में विद्युत रासायनिक कारक अन्य प्रणालियों के मिश्र धातुओं की तुलना में बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं। इसलिए, रमन प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए अनाज की सीमाओं के साथ बी-चरण फिल्म के निर्माण को रोकना भी उचित है। उत्पादन स्थितियों में, मध्यम-डोप्ड मैग्नेलियम के रमन प्रतिरोध को बढ़ाने की यही विधि है जिसका व्यापक उपयोग पाया गया है।

1.4% से अधिक मैग्नीशियम सामग्री वाले निम्न-मिश्र धातु मिश्र धातुओं के लिए, बी-चरण के समान वितरण को बढ़ावा देने वाले थर्मल और थर्मोमैकेनिकल उपचार विधियों का उपयोग मध्यम और उच्च-मिश्र धातु मिश्र धातुओं की तुलना में कम भूमिका निभाता है। हालाँकि, एलटीएमटी प्रभाव का उपयोग करके प्राप्त अर्ध-कठोर अवस्था में, संरचनात्मक अनिसोट्रॉपी की उपस्थिति के अलावा, जो संक्षारण के प्रसार को गहराई से रोकता है, बी-चरण का अधिक समान वितरण भी सकारात्मक प्रभाव डालता है। उदाहरण के लिए, टीएमटी के अधीन एएमजी2 मिश्र धातु की शीटों पर जंग की गहराई पारंपरिक कोल्ड-वर्क्ड शीटों पर जंग की गहराई की तुलना में काफी कम हो जाती है।

समुद्री वातावरण की स्थितियों के तहत एनील्ड अवस्था में एएमजी2 मिश्र धातु में स्थानीय घावों की गहराई में वृद्धि भी आंशिक रूप से बी-चरण अवक्षेपों की विविधता से जुड़ी हो सकती है। इस प्रकार, एएमजी2 मिश्र धातु के लिए ऐसी तकनीक का उपयोग करने की सलाह दी जाती है जो अतिरिक्त चरण का एक समान वितरण प्राप्त करने की अनुमति देती है। हालाँकि, पारंपरिक तकनीक का उपयोग करते समय भी, मिश्र धातु तत्वों की कम सामग्री इस मिश्र धातु के संक्षारण प्रतिरोध को निर्धारित करने में एक निर्णायक कारक बन जाती है। इसकी पुष्टि विभिन्न वातावरणों में AMg2 मिश्र धातु के काफी उच्च संक्षारण प्रतिरोध से होती है।

इसका एक विशिष्ट उदाहरण समुद्री जल में मैग्नालिया का व्यवहार है। 10 वर्षों के परीक्षण के बाद, एएमजी2 प्रकार के मिश्रधातु का संक्षारण प्रतिरोध समुद्री वातावरण में मौजूद संक्षारण प्रतिरोध के बहुत करीब था (तालिका 30)।

AMg4 प्रकार के मिश्र धातु में AMg2 प्रकार के मिश्र धातु की तुलना में समुद्री जल में जंग लगने की गहराई काफी अधिक होती है। AMg5 प्रकार के मिश्र धातु के लिए, अधिकतम गड्ढे की गहराई और भी तेजी से बढ़ जाती है।

इस प्रकार, समुद्री जल में संरचनात्मक जंग के प्रति संवेदनशीलता (यानी, तनाव जंग क्रैकिंग और एक्सफ़ोलिएशन जंग) और सामान्य गड्ढे के बीच एक स्पष्ट संबंध है। मिश्र धातु की डिग्री में वृद्धि के साथ, ठोस समाधान की अधिसंतृप्ति बढ़ जाती है और, तदनुसार, बी-चरण की चयनात्मक वर्षा की प्रवृत्ति से जुड़े संरचनात्मक संक्षारण की संवेदनशीलता बढ़ जाती है। इस संबंध में, AMg4, AMg5 और विशेष रूप से AMg6 मिश्र धातुओं के लिए, मिश्र धातु में बी-चरण के समान वितरण को निर्धारित करने वाले तकनीकी कारकों की भूमिका बढ़ जाती है।

मध्यम-मिश्र धातु मैग्नालियम के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाने के प्रभावी तरीकों में से एक टीएमटी है। इसके अनुसार, आरएससी और सीआर का अधिकतम प्रतिरोध तभी प्राप्त किया जा सकता है जब दूसरे चरण के समान वितरण के साथ संयोजन में अर्ध-तैयार उत्पादों में एक बहुभुज संरचना बनाई जाती है। प्रसंस्करण के अंतिम चरण में एल्यूमीनियम में मैग्नीशियम की घुलनशीलता रेखा के नीचे के तापमान पर एनीलिंग मोड का उपयोग करके भी सकारात्मक परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि पुनर्क्रिस्टलीकरण की विभिन्न डिग्री वाले अर्ध-तैयार उत्पाद अलग-अलग व्यवहार करते हैं। वर्तमान में, संरचनाएं एनील्ड अर्ध-तैयार उत्पादों से आंशिक रूप से (दबाए गए और गर्म-रोल्ड अर्ध-तैयार उत्पाद) और पूरी तरह से पुन: क्रिस्टलीकृत (कोल्ड-रोल्ड शीट और पाइप) संरचना के साथ बनाई जाती हैं। चूंकि तकनीकी मापदंडों और संक्षारण गुणों के बीच संबंध संरचना की प्रकृति के आधार पर बदलते हैं, हम ठंडे और गर्म-विकृत अर्ध-तैयार उत्पादों के लिए अलग-अलग एनीलिंग के प्रभाव पर विचार करेंगे।

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का वर्गीकरण। प्राप्त परिणामों का विश्लेषण राज्य आरेख एल्यूमीनियम मैग्नीशियम

नूतन प्रविष्टि