ალუმინის შენადნობების კლასიფიკაცია. ანალიზის შედეგები მიღებული სახელმწიფო დიაგრამა ალუმინის მაგნიუმი

07.01.2024 -

ალუმინის და მაგნიუმის შენადნობების ყველა სამრეწველო შემადგენლობა მაგნიუმის შემცველობით არის Al-Mg სისტემის მდგომარეობის დიაგრამის რეგიონში, რომელიც შეესაბამება α მყარი ხსნარს. მყარი ხსნარის კონცენტრაცია იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, რაც პრინციპში შესაძლებელს ხდის Al-Mg შენადნობების მნიშვნელოვნად გაძლიერებას მათზე თერმული დამუშავების (გამკვრივების) გამოყენებით.
ჩამოსხმის მდგომარეობაში, ალუმინის შენადნობებს, რომლებიც შეიცავს 9%-ზე მეტ Mg-ს, აქვთ α+β სტრუქტურა; β ფაზა, რომელიც არის მყიფე მეტალთაშორისი ნაერთი, შეიცავს დაახლოებით 35-38% Mg.
წონასწორული ფაზის დიაგრამის მიხედვით შენადნობებში 10% Mg-ით, β-ფაზა გამოიყოფა მყარი ხსნარიდან ალუმინში მაგნიუმის ხსნადობის შემცირების გამო ტემპერატურის კლებით (ნახ. 22). რეალურ გამაგრების პირობებში, ინტენსიური მიკროლიკვაციური პროცესების და დიფუზიური პროცესების არასაკმარისი სიჩქარის გამო, β-ფაზა გამოიყოფა დედალი ლიქიორიდან 450°C-ზე დეგენერაციული ევტექტიკის სახით. ეს დადასტურდა ექსპერიმენტებით (გამაგრებადი შენადნობი იკუმშებოდა სხვადასხვა ტემპერატურაზე). მყარი ხსნარიდან α-ს დალექვის შედეგად წარმოქმნილი β-ფაზის რაოდენობა დამოკიდებულია შენადნობაში მაგნიუმის შემცველობაზე. არსებული მონაცემებით, ქვიშის ყალიბში ჩამოსხმისას 7%-მდე ინახება მყარ ხსნარში.

ბეტა-ფაზის გათავისუფლების მექანიზმი დაბერების ხანგრძლივობიდან გამომდინარე კარგად არ არის გასაგები. დასაშვებია დაბერების პროცესის შემდეგი თანმიმდევრობა: მაგნიუმით გამდიდრებული „ზონები“, არათანაბარი β“ - წონასწორული β.
ზონების არსებობა დასტურდება მხოლოდ შენადნობების ელექტრული წინააღმდეგობის გაზომვით. β" და β" ფაზების აგებულება, რომლებიც მცირე ფირფიტების სახით იშლება, ძალიან რთულია, ეს ფაზები შესწავლილი იქნა რენტგენის დიფრაქციული ანალიზით.
ამ ნაშრომში შესწავლილი იყო ჩაქრობის საშუალების ჰომოგენიზაციის დროის H გავლენა დაბერების პროცესზე. რაც უფრო გრძელია ჰომოგენიზაციის დრო, მით უფრო თანაბრად ნაწილდება მაგნიუმი მარცვლის კვეთაზე. 16 საათის განმავლობაში ჰომოგენიზაციისას, შემდგომი დაძველება იწვევს ნალექების წარმოქმნას მხოლოდ მაგნიუმით გამდიდრებულ ზონებში, ანუ მარცვლის საზღვრებთან ახლოს და შენადნობის დენდრიტული სტრუქტურა ნათლად ვლინდება. ჰომოგენიზაციის დროის თანდათანობითი ზრდით, დაძველების შემდეგ ნალექების განაწილება მარცვლების ჯვარედინი მონაკვეთზე თანაბარდება. თუმცა, 160 საათის გაცხელების შემდეგაც კი, სეკრეციის ერთგვაროვანი განაწილებით, გამოვლენილია ცალკეული უბნები დენდრიტების მოხაზულობით. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, 16 საათის განმავლობაში ჰომოგენიზაციის შემდეგ დაფიქსირებული სურათისგან განსხვავებით, მარცვლის საზღვრებთან მდებარე ტერიტორიები ამოწურულია ნალექებით. ყველა შემთხვევაში გამონადენი ნემსის სახით ხდება.

გარდა ჰომოგენიზაციის დროისა, ნალექების წარმოქმნაზე გავლენას ახდენს ჩაქრობის პირობები. ცივ წყალში ჩაქრობისას β-ფაზა გამოიყოფა მარცვლის საზღვრების გასწვრივ უწყვეტი სახით შემდგომი დაძველებისას. მდუღარე წყალში ან ცხელ ზეთში ჩაქრობა დაბერების შემდეგ წარმოქმნის β-ფაზის ნალექს მარცვლის საზღვრების გასწვრივ იზოლირებული ჩანართების სახით.
შედეგების განხილვისა და ანალიზის დროს აღიარებულია, რომ ნარჩენი დენდრიტული სეგრეგაცია და ვაკანსიების ამოწურვა მარცვლეულის საზღვრების მიმდებარე ზონებში მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს β-ფაზის ნალექების პირობებსა და ბუნებაზე. ვაკანსიები აჩქარებს β-ფაზის გამოყოფის პროცესს, ვინაიდან მის ფორმირებას თან ახლავს მოცულობის მატება.
Al-Mg სისტემის შენადნობების მეტასტაბილური დიაგრამის საფუძველზე (ნახ. 23), შემოთავაზებულია ბ-ფაზის წარმოქმნის თანმიმდევრობის დიაგრამა შენადნობების 10% Mg-ით დაძველებისას (ნახ. 24). მარცვლის საზღვრებთან განცალკევებისა და თანმიმდევრული ტრანსფორმაციის პროცესები ერთი ეტაპით უფრო სწრაფად მიმდინარეობს, ვინაიდან აქ ბირთვების წარმოქმნის შესაძლებლობა უფრო დიდია.

მარცვლის საზღვრების გასწვრივ ნალექისგან თავისუფალი ადგილები ჩამოსხმის სუსტი წერტილია და, შესაბამისად, განადგურება ხდება მარცვლის საზღვრების გასწვრივ, განსაკუთრებით მეორე ეტაპზე, ცივ წყალში ჩაქრობისას, როდესაც β-ფაზა ქმნის უწყვეტ ჯაჭვებს. ჩამოსხმის სიმტკიცის თვისებები მცირდება. კოროზიის წინააღმდეგობა ყველაზე ძლიერად უარესდება β"→β ტრანსფორმაციის დროს (ნახ. 25). შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ შენადნობების კოროზიის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია β-ფაზის ნალექის ბუნებაზე, რაც აშკარად ჩანს ნახ. 25-ში. ეს არის შეესაბამება იმ ფაქტს, რომ ცივ წყალში გამაგრებულ შენადნობებს აქვთ კოროზიის წინააღმდეგობის შემცირება.
მაგიდაზე 12-14 ნაჩვენებია Al-Mg სისტემის სამრეწველო შენადნობების შემადგენლობა და თვისებები.
6%-მდე Mg შემცველი ალუმინის-მაგნიუმის სისტემის შენადნობები არ ძლიერდება თერმული დამუშავებით. ხსნარის გამკვრივება მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს 9% Mg-ზე მეტი შემცველი შენადნობების მექანიკურ თვისებებს.

ორმაგ ალუმინის-მაგნიუმის შენადნობებს შორის, 10-12% Mg-ის მქონე შენადნობებს აქვთ ყველაზე დიდი სიმტკიცე მაღალი დრეკადობით გამაგრებულ მდგომარეობაში. მაგნიუმის შემცველობის შემდგომი გაზრდით, შენადნობების მექანიკური თვისებები მცირდება, რადგან შეუძლებელია ჭარბი β-ფაზის გადაქცევა, რომელიც იწვევს შენადნობის მტვრევადობას, სითბოს დამუშავების დროს მყარ ხსნარში გადაქცევა. ამრიგად, Al-Mg სისტემის ყველა სამრეწველო შენადნობები მიეკუთვნება მყარი ხსნარების ტიპს, მაგნიუმის შემცველობით არაუმეტეს 13%.
მაგნიუმის გარდა, AL13 შენადნობი შეიცავს სილიციუმს და მანგანუმს. სილიციუმის დანამატები ხელს უწყობს შენადნობის ჩამოსხმის თვისებების გაუმჯობესებას ორმაგი ევტექტიკური α+Mg2Si რაოდენობის გაზრდის გამო. AL13 შენადნობის მექანიკური თვისებები 1% Si-ს შემოღებით ოდნავ იცვლება: სიმტკიცე ოდნავ იზრდება და ელასტიურობა ოდნავ მცირდება.
მანგანუმი ემატება AL13 შენადნობას ძირითადად რკინის მავნე ზემოქმედების შესამცირებლად, რომელიც კრისტალიზაციის დროს ჩნდება ნემსის ფორმის და ფირფიტის ფორმის კრისტალების სახით და მნიშვნელოვნად ამცირებს შენადნობის ელასტიურობას. როდესაც მანგანუმი შედის შენადნობაში, წარმოიქმნება ნაერთი MnAl6, რომელშიც იხსნება რკინა. ამ კავშირს აქვს კომპაქტური ჩონჩხის ან თუნდაც ეკვაქსიალური ფორმა.
რკინის, სპილენძის, თუთიის და ნიკელის მინარევები უარყოფითად მოქმედებს AL13 შენადნობის კოროზიის წინააღმდეგობაზე. 0,8%-ზე მეტი სილიციუმის შემცველობით, ასევე მცირდება შენადნობის კოროზიის წინააღმდეგობა, ხოლო მანგანუმის დამატებით ის იზრდება.
AL13 კლასის შენადნობი არ არის გამაგრებული თერმული დამუშავებით და აქვს დაბალი მექანიკური თვისებები. მისი უპირატესობაა მისი შედარებით მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა, მაგალითად, სილუმინებთან შედარებით, კარგი შედუღება და (სტრუქტურაში Mg2Si ნაერთის არსებობის გამო) გაზრდილი სითბოს წინააღმდეგობა.
AL13 კლასის შენადნობი გამოიყენება ნაწილების დასამზადებლად, რომლებიც ატარებენ საშუალო დატვირთვას და მოქმედებენ ზღვის წყლისა და ოდნავ ტუტე სითხეების პირობებში. შენადნობი გამოიყენება საზღვაო გემთმშენებლობის ნაწილების დასამზადებლად, აგრეთვე ამაღლებულ ტემპერატურაზე (180-200°C-მდე) მომუშავე ნაწილებისთვის.
შენადნობებს (AL8, AL8M, AL27-1), რომელთაც აქვთ მაღალი მაგნიუმის შემცველობა (9-11%) გამაგრებულ მდგომარეობაში აქვთ ძალიან მაღალი მექანიკური თვისებები. ამასთან, შენადნობების მექანიკური თვისებები პირდაპირ მსახიობ ნაწილებში მოჭრილ ნიმუშებში, ძალიან არათანაბარია; არათანაბარი თვისებების მთავარი მიზეზი არის ჩამოსხმის ჰეტეროგენურობა, გამოვლენილი შეკუმშვის სიფხვიერისა და ფორიანობის სახით, აგრეთვე ოქსიდის ჩანართებით ჩამოსხმის მასიურ ნაწილებში.
ამ შენადნობების ძალიან მნიშვნელოვანი მინუსი არის მათი გაზრდილი მგრძნობელობა ბუნებრივი დაბერების მიმართ. დადგენილია, რომ 10%-ზე მეტი Mg შემცველობა ალუმინის-მაგნიუმის შენადნობებში იწვევს გამაგრებული ჩამოსხმული ნაწილების მტვრევადობას ხანგრძლივი შენახვისა და ექსპლუატაციის დროს.
მაგიდაზე სურათი 15 გვიჩვენებს შენადნობების მექანიკური თვისებების ცვლილებას სხვადასხვა მაგნიუმის შინაარსით, გრძელვადიანი ბუნებრივი დაბერების დროს. წარმოდგენილი მონაცემები მიუთითებს, რომ მაგნიუმის შინაარსის მატებასთან ერთად, იზრდება ბუნებრივი დაბერების ტენდენცია. ეს იწვევს მოსავლიანობის წერტილის ზრდას, საბოლოო სიძლიერეს და მკვეთრი შემცირებას.
თერთმეტი წლის განმავლობაში დაძველებული შენადნობების ნიმუშების ტესტირებისას მარცვლოვანი კოროზიისთვის, აღმოჩნდა, რომ შენადნობები, რომლებიც შეიცავს 8,8% Mg-ზე ნაკლებს, არ არის მგრძნობიარე ამ ტიპის კოროზიის მიმართ და მაგნიუმის მაღალი შემცველობით, ყველა შესწავლილი შენადნობები იძენს კოროზიის უფრო დიდ ხარისხს. ბუნებრივი დაბერების გავლენის ქვეშ.
ფოკალური კოროზიის დაზიანების საშუალო სიღრმე სტანდარტული მეთოდით შემოწმებული ნიმუშების ზედაპირზე ერთი დღის განმავლობაში 3% NaCl ხსნარში 1% HCl დამატებით იყო: 0.11 მმ - 8.8% Mg შემცველობით. შენადნობი, 0. 22 მმ - 11.5% მგ და 0.26 მმ - 13.5% მგ.
ალუმინის-მაგნიუმის შენადნობებს AL27 და AL27-1 აქვთ ძირითადი შენადნობის კომპონენტების (მაგნიუმი, ბერილიუმი, ტიტანი, ცირკონიუმი) ერთნაირი შემცველობა; რკინისა და სილიციუმის მინარევების შემცველობა AL27-1 შენადნობაში არ უნდა აღემატებოდეს 0,05%-ს თითოეულში.

მაგიდაზე 16 გვიჩვენებს ალუმინის-მაგნიუმის შენადნობის მექანიკურ თვისებებს, რომელიც შეიცავს რკინის, სილიციუმის და მაგნიუმის მინარევებს.
ზემოთ მოყვანილი მონაცემები უპირველეს ყოვლისა აჩვენებს, რომ შენადნობას, რომელიც შეიცავს 9%-ზე ნაკლებ მაგნიუმს (თითოეული 0,1% რკინა და სილიციუმი) აქვს შედარებით დაბალი მექანიკური თვისებები (σв = 28,5 კგფ/მმ2; δ5 = 12,5%). შესწავლილი შენადნობებიდან ყველაზე მაღალი მექანიკური თვისებები აქვს შენადნობას, რომელიც შეიცავს 10,5% Mg (σв = 38 კგf/მმ2; δ5 = 26,5%). მაგნიუმის შემცველობით 12,2%, ჭიმვის სიმტკიცე ასევე მაღალ დონეზეა (38,3 კგფ/მმ2), მაგრამ დრეკადობა ოდნავ დაბალია (21%).
როდესაც AL8 შენადნობში რკინის შემცველობა იზრდება 0,38%-მდე სილიციუმის იგივე შემცველობისას (0,07%), დაჭიმვის სიმტკიცეში ცვლილება არ შეინიშნება და დრეკადობა ოდნავ მცირდება. ამ შენადნობში სილიციუმის 0,22%-მდე მატებით, მნიშვნელოვნად მცირდება როგორც დაჭიმვის სიძლიერე (33,7 კგფ/მმ2-მდე) ისე დრეკადობა (17,5%). სილიციუმის შემცველობის 0,34%-მდე გაზრდა, თუნდაც დაბალი რკინის შემცველობით (0,10%), მნიშვნელოვნად ამცირებს მექანიკურ თვისებებს: ჭიმვის სიმტკიცე მცირდება 29,5 კგფ/მმ2-მდე, ხოლო დრეკადობა 13%-მდე. გარდა ამისა, თუ ამ შენადნობაში რკინის შემცველობას გავზრდით 0,37%-მდე, მაშინ მექანიკური თვისებები კიდევ უფრო შემცირდება, მაგრამ უფრო მცირე ზომით, ვიდრე სილიციუმის შემცველობის გაზრდით: დაჭიმვის სიმტკიცე გახდება 27,6 კგფ/მმ2, ხოლო დრეკადობა - იყოს 10.5%.
სილიციუმის მცირე რაოდენობითაც კი არახელსაყრელი ზემოქმედების მიზეზად აშკარად შეიძლება ჩაითვალოს Mg2Si ნაერთის წარმოქმნა მაგნიუმთან სილიციუმის მაღალი აფინურობის გამო. რაც უფრო მეტი სილიკონი არსებობს შენადნობში, მით უფრო მეტი იქნება ეს ნაერთი. Mg2Si ნაერთი კრისტალიზდება ეგრეთ წოდებული „ჩინური შრიფტის“ სახით და მარცვლის საზღვრების გასწვრივ მდებარე, არღვევს მყარი ხსნარის მარცვლების შეკავშირებას და დამატებით აკავშირებს მაგნიუმის გარკვეულ რაოდენობას.

ნახ. 26, a, b ნაჩვენებია ალუმინის შენადნობების მიკროსტრუქტურის შედარების მიზნით 10% Mg ჩამოსხმულ მდგომარეობაში, მომზადებული სხვადასხვა სისუფთავის მასალებისგან. შენადნობის სტრუქტურა, ჩამოსხმული მაღალი სისუფთავის მასალებისგან, შედგება ალუმინში მაგნიუმის მყარი ხსნარის მარცვლებისგან, რომლის საზღვრების გასწვრივ მდებარეობს Al3Mg2 ფაზა. დაბალი სისუფთავის მასალებზე მომზადებული შენადნობის სტრუქტურაში, გარდა Al3Mg3 ფაზისა, შეგიძლიათ ნახოთ Mg3Si ნაერთი "ჩინური შრიფტის" სახით და FeAl3 ნაერთი ორი ტიპის ფირფიტის სახით - ბრტყელი და ვარსკვლავის ფორმის (ეს აშკარად ერთი და იგივე ფორმის სხვადასხვა სექციებია). MG2SI ნაერთი მდებარეობს მარცვლეულის საზღვრების გასწვრივ, ხოლო Feal3 ფირფიტები განლაგებულია მარცვლეულის შიგნით ან კვეთს მათ საზღვრებს. ზოგიერთ შემთხვევაში, Feal3 ფირფიტები კვეთს MG2SI კრისტალებს, რაც მიუთითებს მათი პირველადი კრისტალიზაცია დნობისგან. თერმული დამუშავების შემდეგ Mg2Si ფაზა გადადის მყარ ხსნარში და მაღალი სისუფთავის მასალებისგან მომზადებული შენადნობის მიკროსტრუქტურა წარმოადგენს მყარი ხსნარის მარცვლებს (ნახ. 26c).
რკინისა და სილიციუმის მავნე მინარევების მკვეთრი შეზღუდვა, აგრეთვე ბერილიუმის, ტიტანის და ცირკონიუმის დანამატების შეყვანა ალუმინის-მაგნიუმის შენადნობებში (AL27 და AL27-1) ხელს უწყობს ამ შენადნობების კოროზიის წინააღმდეგობის და მექანიკური თვისებების მნიშვნელოვან ზრდას. CO შენადნობის AL8-თან შედარებით.
მაღალი სისუფთავის Al-Mg შენადნობების დამატებითი შენადნობის ეფექტი სხვადასხვა ელემენტების დანამატებით შეიძლება გამოიკვეთოს AL8M შენადნობის მაგალითის გამოყენებით. Al-Mg შენადნობების (AL8, AL27) მაგნიუმის მაღალი შემცველობით (11,5%) ერთ-ერთი მინუსი არის მათი ბუნებრივი დაბერების ტენდენცია, პლასტიკური თვისებების დაქვეითება და ჩამოსხმის ბზარების შესაძლებლობა. ამასთან, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ AL8 შენადნობის თვისებების სტაბილიზაციის გზები შეგიძლიათ იპოვოთ. ერთ -ერთი მათგანია α მყარი ხსნარის მაგნიუმის სუპერსატურაციის ხარისხის შემცირება, ანუ შენადნობში მაგნიუმის შემცველობა. ამავე დროს, დაბერების პროცესის სიჩქარე მკვეთრად შემცირდება. ამასთან, უნდა აღინიშნოს, რომ როგორც შენადნობის მაგნიუმის შემცველობა მცირდება, შენადნობის მექანიკური თვისებები გაუარესებულია. ამ შემთხვევაში შენადნობების მექანიკური თვისებების გასაუმჯობესებლად, აუცილებელია შენადნობისა და მოდიფიკაციის გამოყენება.

მაგიდაზე ნახაზი 17 წარმოდგენილია მოლიბდენის გავლენისა და კალიუმის ფტორცირკონატის მარილით დამუშავების შედეგები ალ-მგ (10,5% მგ) შენადნობის თვისებებზე და მარცვლის ზომაზე სამუშაოს მიხედვით.
თუ დნობა დამუშავებულია კალიუმის ფტორცირკონატით, მოლიბდენის შეყვანა პროცენტის მეათედებში ხელს უწყობს შენადნობის კრისტალური მარცვლის ძალიან ძლიერ დახვეწას; უდიდესი სახეხი ეფექტი მიიღება 0.1% MO– ს შემოღებით AL8 შენადნობში.
მარცვლის უფრო ძლიერი დახვეწა ცირკონიუმის და მოლიბდენის კომბინირებული დამატებით, ვიდრე თითოეული ამ ელემენტის ცალკე დამატებით, აშკარად აიხსნება იმით, რომ თითოეული დანამატის ხსნადობა მეორის თანდასწრებით მცირდება. ამან უნდა გამოიწვიოს მნიშვნელოვნად დიდი რაოდენობის ინტერმეტალთაშორისი ნაწილაკების, ანუ ნუკლეაციის ცენტრების წარმოქმნა. მრავალი ცენტრიდან კრისტალიზაცია უზრუნველყოფს უფრო წვრილ მარცვლოვან სტრუქტურას.
მარცვლეულის დახვეწის ეფექტის სრული შესაბამისად ხდება მექანიკური თვისებების ცვლილება. მექანიკური ტესტების წარმოდგენილი შედეგები აჩვენებს, რომ დნობის დამუშავება კალიუმის ფტორცირკონატით და 0,1% Mo-ის შეყვანა შესაძლებელს ხდის შენადნობის სიმტკიცის თვისებების გაზრდას 29,9-დან 43-44 კგფ/მმ2-მდე, გამოსავლიანობის სიძლიერე 18-დან 22-მდე. კგფ/მმ2 და ფარდობითი დრეკადობა 14-დან 23%-მდე. როდესაც მოლიბდენის შემცველობა აღემატება 0,1%-ს, მექანიკური თვისებები უარესდება.
მაგიდაზე სურათი 18 გვიჩვენებს AL8, AL8M და AL27-1 შენადნობების შედარებითი თვისებები.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მაგნიუმის შემცველობის შემცირებამ Al-Mg შენადნობებში, ისევე როგორც სხვადასხვა დანამატებით შენადნობამ, შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს ზეგაჯერებული მყარი ხსნარის დაშლის სიჩქარე, ასევე შეცვალოს ზოგადი კოროზიის სიჩქარე და შენადნობების მგრძნობელობა. ინტერკრისტალური კოროზია.
ამ ეფექტის გარკვევის მიზნით, ნაშრომში წარმოდგენილია ტესტების შედეგები შენადნობების სველ კამერაში მაგნიუმის და შენადნობი დანამატების სხვადასხვა შემცველობით (ცხრილი 19).
კვლევებმა ასევე აჩვენა, რომ წონის შედარებით წონის მომატება დროთა განმავლობაში ემორჩილება პარაბოლურ კანონს. ეს მიგვითითებს იმაზე, რომ მკვრივი ოქსიდის ფილმი, რომელსაც აქვს კარგი დამცავი თვისებები, იქმნება ნიმუშების ზედაპირზე ყველა შენადნობიდან. ოქსიდის ფილმის ყველაზე ინტენსიური ზრდა ხდება პირველი 500 დღის განმავლობაში. შემდგომში, ჟანგვის სიჩქარე სტაბილიზდება. უნდა აღინიშნოს, რომ მოდიფიცირებული შენადნობების ფილმს აშკარად აქვს უკეთესი დამცავი თვისებები.

მიკროსტრუქტურის შესწავლამ აჩვენა, რომ კოროზიის ტესტების მთელი პერიოდის განმავლობაში შემავალ შენადნობებში ინტერკრისტალური კოროზიის პროცესს შესამჩნევი განვითარება არ მიუღია.
11,5% Mg შემცველი შენადნობები განსხვავებულად იქცევიან. შეცვლილი შენადნობების ნიმუშების შედარებით წონის მომატებაში ცვლილების ბუნება ასევე ემორჩილება პარაბოლურ კანონს. თუმცა, ჟანგვის სიჩქარე შესამჩნევად იზრდება 8,5% Mg შემცველი შენადნობების დაჟანგვის სიჩქარესთან შედარებით, ხოლო ოქსიდის ფილმი იძენს დამცავ თვისებებს შესამჩნევად უფრო დიდ სისქეზე.
ორიგინალ შენადნობში, წონის შედარებით წონის მომატების ცვლილების ბუნება ასევე ემორჩილება პარაბოლურ კანონს. ამასთან, 300 -დან 500 დღემდე ინტერვალში შეინიშნება ოქსიდის ფილმის ზრდის ტემპის მკვეთრი ზრდა. ეს ფენომენი, როგორც ჩანს, აიხსნება ოქსიდის ფირის გატეხვით დროის ამ პერიოდში მასში მნიშვნელოვანი შიდა სტრესების წარმოქმნის გამო.
მას შემდეგ, რაც ახლად წარმოქმნილი ოქსიდები ასუფთავებენ ოქსიდის ფირის ბზარებს, ჟანგვის სიჩქარე შემცირდება და მომავალში პრაქტიკულად უცვლელი დარჩება.
11,5% Mg შემცველი შენადნობების მიკროსტრუქტურის შესწავლამ აჩვენა, რომ თავდაპირველ შენადნობაში, 300 დღის კოროზიის ტესტების შემდეგ, მარცვლების საზღვრები ძლიერ სქელდება β-ფაზის ნალექის გამო და შენადნობი მიდრეკილია ინტერკრისტალური კოროზიისკენ. ცხადია, დროის ამ პერიოდში იწყება კოროზიული ბზარების ფორმირება, ვინაიდან ტესტირების 500-ე დღისთვის კოროზიული ბზარები ძალიან ღრმად აღწევს ლითონში და იჭერს საკმაოდ დიდ მარცვლოვან საზღვრებს.
არამოდიფიცირებული შენადნობისგან განსხვავებით, მოდიფიცირებულ შენადნობებში ინტერკრისტალური კოროზიის პროცესი შემოიფარგლება ლითონის ზედაპირული ფენით და ძლიერად არ ვითარდება კოროზიის ტესტირების 1000 დღის შემდეგაც კი. უნდა აღინიშნოს, რომ კრისტალური კოროზიის პროცესი ყველაზე ნაკლებად განვითარებულია ცირკონიუმით და მოლიბდენით მოდიფიცირებულ შენადნობაში.
სტრუქტურულ ცვლილებებთან სრულ შესაბამისობაშია შენადნობების მექანიკური თვისებების ცვლილებები.
როგორც ცხრილში მოცემულია მონაცემები. 19, მოდიფიცირებული შენადნობების დაჭიმვის სიმტკიცე მუდმივად იზრდება, რაც აიხსნება ბუნებრივი დაბერების პროცესით. თავდაპირველ შენადნობაში ორი პროცესი მიმდინარეობს პარალელურად: ბუნებრივი დაბერება, რომელიც აძლიერებს შენადნობას და კრისტალური კოროზიის პროცესი, რომელიც არბილებს მას. შედეგად, ორიგინალური შენადნობის დაჭიმვის სიძლიერე გარკვეულწილად მცირდება კოროზიის ტესტების 1000 დღის განმავლობაში.
კიდევ უფრო დამახასიათებელია შენადნობების შედარებითი დრეკადობის ცვლილება: ორიგინალური შენადნობისთვის პლასტმასის თვისებების მკვეთრი ვარდნა იწყება კოროზიის ტესტის 100 დღის შემდეგ, ხოლო მოდიფიცირებული შენადნობების შემთხვევაში მხოლოდ 500 დღის შემდეგ. უნდა აღინიშნოს, რომ მოდიფიცირებული შენადნობების ელასტიურობის დაქვეითება 500 დღის კოროზიის ტესტების შემდეგ შეიძლება აიხსნას შენადნობის მტვრევადობის პროცესით ბუნებრივი დაბერების შედეგად, ვიდრე ინტერკრისტალური კოროზიის პროცესით.

მაგნიუმის მაღალი შემცველობის მქონე Al-Mg შენადნობების უარყოფითი მხარეები (AL8, AL8M, AL27-1, AL27) ასევე მოიცავს მგრძნობელობას მარცვლოვანი კოროზიის მიმართ და სტრესული კოროზიის მიმართ, რომელიც ჩნდება 80 ° C-ზე ზევით ტემპერატურაზე ხანგრძლივი გათბობის შედეგად (ცხრილი 20). . ამიტომ, ეს შენადნობები რეკომენდირებულია დენის ნაწილების წარმოებისთვის, რომლებიც მუშაობენ მოკლე დროში -60-დან +60 ° C ტემპერატურაზე, ზოგიერთ შემთხვევაში კი მათი წარმატებით გამოყენება შესაძლებელია მწირი ბრინჯაოსა და სპილენძის, უჟანგავი ფოლადისა და დეფორმირებადი ალუმინის ნაცვლად. შენადნობები კომპონენტებისა და ნაწილების მუშაობისას დიდი გამოყენებისას (დარტყმის და მონაცვლეობის დატვირთვის ჩათვლით) სხვადასხვა პირობებში (ზღვის წყლისა და ნისლის ჩათვლით).
ხანგრძლივი მუშაობის დროს ამ შენადნობებისგან დამზადებულ ჩამოსხმებში ბზარების წარმოქმნის ტენდენციის შესამცირებლად აუცილებელია შენადნობებში მაგნიუმის შემცველობა 10%-მდე შეზღუდოს და ნაწილების ჩაქრობა 50-60°C-მდე გაცხელებულ ზეთში.
შენადნობები AL23 და AL23-1 გამაგრებულ მდგომარეობაში არ არის მიდრეკილი მარცვლოვანი კოროზიისკენ. ამ შენადნობების ჩამოსხმის მდგომარეობაში, მარცვლოვან კოროზიაზე ტესტირებისას, შეინიშნება კოროზიის განვითარება მარცვლის საზღვრების გასწვრივ, რაც გამოწვეულია ამ შენადნობში ჭარბი β-ფაზის არსებობით მარცვლის საზღვრების გასწვრივ, გამოთავისუფლებული დროს. კრისტალიზაციის პროცესი.
AL23-1 და AL23 შენადნობების ტიპიური თვისებები მოცემულია ცხრილში. 21.

AL23-1 და AL23 შენადნობები შეიძლება დამაკმაყოფილებლად შედუღდეს არგონ-რკალის შედუღებით. შედუღებული სახსრების სიმტკიცე არის საბაზისო მასალის სიძლიერის 80-90%. კარგი შედეგები იქნა მიღებული AL23-1 შენადნობის ჩამოსხმული ნაწილების შედუღებისას დამუშავებული შენადნობის AMg6-ისგან დამზადებული ნაწილებით.
AL23-1 და AL23 კლასის შენადნობები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ჩამოსხმულ, ასევე გამაგრებულ მდგომარეობაში. ჩამოსხმის მდგომარეობაში, AL23 და AL23-1 შენადნობები განკუთვნილია საშუალო სტატიკური და შედარებით მცირე დარტყმის დატვირთვის მქონე ნაწილების დასამზადებლად. გამაგრებულ მდგომარეობაში, AL23-1 შენადნობი განკუთვნილია ნაწილების დასამზადებლად, რომლებიც მუშაობენ საშუალო სტატიკური და დარტყმითი დატვირთვის ქვეშ. AL29 კლასის შენადნობი შექმნილია სხვადასხვა კლიმატურ პირობებში სამუშაოდ. AL29 შენადნობის ჩამოსხმა გამოიყენება სპეციალური თერმული დამუშავების გარეშე. AL29 შენადნობას ჩამოსხმის მდგომარეობაში აქვს დამაკმაყოფილებელი კოროზიის წინააღმდეგობა. კოროზიის წინააღმდეგობის შემდგომი გაზრდის მიზნით, AL29 შენადნობისგან დამზადებული ნაწილები ანოდირებულია ქრომის მჟავაში. AL29 შენადნობი, რომელიც განკუთვნილია საინექციო ჩამოსხმისთვის, განსხვავდება ქიმიური შემადგენლობით AL13 შენადნობიდან მაგნიუმის მაღალი შემცველობით, ისევე როგორც მინარევების უფრო დაბალი დასაშვები შემცველობით. შენადნობი გამოიყენება ჩამოსხმულ მდგომარეობაში. მექანიკური და ჩამოსხმის თვისებების თვალსაზრისით, შენადნობი AL29 აღემატება შენადნობას AL13, ხოლო ყველა სხვა მახასიათებლით იგი მსგავსია და გამოიყენება ნაწილების დასამზადებლად, რომლებიც მუშაობენ საშუალო სტატიკური და დარტყმითი დატვირთვით, ასევე სუბტროპიკულში მომუშავე მოწყობილობებში. კლიმატები. AL29 შენადნობისგან დამზადებულ ნაწილებს შეუძლია დიდხანს იმუშაოს 150°C-მდე ტემპერატურაზე.
AL22 შენადნობი შემუშავებულია საინექციო ჩამოსხმისთვის, რომელმაც იპოვა გარკვეული გამოყენება ნაწილების წარმოებაში, რომლებიც მუშაობენ დანადგარებში და შეკრებებზე ამაღლებულ ტემპერატურაზე რამდენიმე წუთის განმავლობაში, ზოგჯერ კი რამდენიმე ათეული წუთის განმავლობაში. AL22 შენადნობი შეიცავს დიდი რაოდენობით მაგნიუმს (10,5-13%), რაც საშუალებას იძლევა მისგან ჩამოსხმის გამოყენება გამაგრებულ მდგომარეობაში. შენადნობი ტიტანისა და ბერილიუმის მცირე დანამატებით ხელს უწყობს მის ჩამოსხმისა და სიმტკიცის თვისებების გაუმჯობესებას. შენადნობი AL22 აღემატება შენადნობის AL13-ს, როგორც ტექნოლოგიური თვისებებით, ასევე სიძლიერის მახასიათებლებით და სითბოს წინააღმდეგობით. შენადნობის უდიდესი სიმტკიცისთვის ის უნდა შეიცავდეს მაგნიუმის შემცველობას ზედა ზღვარზე (13%-მდე), ხოლო სილიციუმს ქვედა ზღვარზე; რთული კონფიგურაციის მქონე ნაწილების ჩამოსხმისთვის, მაგნიუმის შემცველობა უნდა იყოს ქვედა ზღვარზე, ხოლო სილიციუმი ზედა ზღვარზე.
შენადნობის მინუსი არის შემცირებული ელასტიურობა. AL22 შენადნობი გამოიყენება კომპლექსური კონფიგურაციის მქონე ნაწილების ჩამოსხმისთვის, რომლებიც მოქმედებენ საშუალო სტატიკური დატვირთვის ქვეშ (აგრეგატი და ინსტრუმენტის ტიპის ნაწილები) ატმოსფეროსა და ზღვის წყლის კოროზიულ პირობებში. შენადნობი ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ნაწილების საინექციო ჩამოსხმისთვის. ამ შემთხვევაში, კასტინგები გამოიყენება ჩამოსხმის მდგომარეობაში. AL22 შენადნობისგან დამზადებულ ნაწილებს შეუძლია დიდხანს იმუშაოს 200°C-მდე ტემპერატურაზე.
ახალი ჩამოსხმის შენადნობის კლასის AL28 გამოიყენება ჩამოსხმის მდგომარეობაში (თერმული დამუშავების გარეშე) მტკნარი წყლის მილსადენების, ნავთობისა და საწვავის სისტემების ფიტინგების დასამზადებლად, აგრეთვე გემის მექანიზმებისა და აღჭურვილობის ნაწილებისთვის, რომელთა სამუშაო ტემპერატურა არ არის. აღემატება 100°C-ს. მაღალ ტემპერატურაზე ხდება მყარი ხსნარის ინტენსიური დაშლა და β-ფაზის დალექვა მარცვლის საზღვრებთან, რაც იწვევს შენადნობის მტვრევადობას.
მაგიდაზე 22 გვიჩვენებს AL28 შენადნობის მექანიკურ თვისებებს, რაც დამოკიდებულია ძირითადი შენადნობის ელემენტების შემცველობაზე კლასის შემადგენლობაში.
0.1-0.2% Zr-ის შეყვანა AL28 შენადნობაში ზრდის გამძლეობის თვისებებს 2-3 კგფ/მმ2-ით და ჩამოსხმის სიმკვრივეს ცირკონიუმის ჰიდრიდის შენადნობის წარმოქმნის გამო, რომელიც სტაბილურია დნობის ტემპერატურაზე. მაღალი სისუფთავის საწყისი მასალების მუხტის სახით გამოყენებისას შეინიშნება შენადნობის სიმტკიცისა და ელასტიურობის მნიშვნელოვანი ზრდა.

შენადნობის LL28 აქვს მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა მტკნარ და ზღვის წყალში, ასევე ზღვის ატმოსფეროში. შენადნობის კოროზიის წინააღმდეგობა ამ პირობებში უახლოვდება სუფთა ალუმინის წინააღმდეგობას.
ნახ. სურათი 27 გვიჩვენებს AL28 შენადნობის კოროზიის წინააღმდეგობის ტესტირების შედეგებს 3% NaCl ხსნარში, მჟავიანად 0,1% H2O2. ტესტის ხანგრძლივობა იყო 1000 საათი, შედარებისთვის, AL8, AL13 და AL4 შენადნობები ტესტირება მოხდა იმავე პირობებში.

მაგიდაზე სურათი 23 გვიჩვენებს ნიმუშების დაძაბულობის ტესტირების შედეგებს ALOYS AL28, AL4 და AL13– დან წყლის ხსნარის ზემოქმედების დაწყებამდე და მის შემდეგ სხვა ალუმინის შენადნობების შესწავლილი.
AL28 შენადნობის მექანიკური თვისებები უცვლელი დარჩა კოროზიული გარემოზე ზემოქმედების შემდეგ 10,000 საათის განმავლობაში, ხოლო AL4 შენადნობამ აჩვენა სიძლიერის თვისებების გარკვეული გაუარესება და მნიშვნელოვანი (50%-ზე მეტი) დაქვეითება.

AL28 შენადნობის კოროზიის წინააღმდეგობის გაზრდა აიხსნება მანგანუმის დანამატის არსებობით, რომელსაც აქვს სასარგებლო გავლენა სუფთა ალუმინის და ზოგიერთი ალუმინის შენადნობების კოროზიის თვისებებზე. AL28 შენადნობი არ აჩვენებს კოროზიის ტენდენციას სტრესის ქვეშ ნორმალურ ტემპერატურაზე, ასევე 100 ° C ტემპერატურაზე გაცხელებით და დიდხანს ტარდება (1000 საათამდე). ამასთან, შედარებით მოკლევადიანი ექსპოზიციაც კი 100 ° C ტემპერატურაზე ტემპერატურაზე მკვეთრად ამცირებს ამ შენადნობის შესრულებას კოროზიულ გარემოში, რაც პრაქტიკულად შეუძლებელს ხდის მისი გამოყენებას ამაღლებულ ტემპერატურაზე.
ექსპერიმენტული კასტინგების კოროზიის ტესტებმა ბუნებრივ პირობებში (შავ ზღვაში) 2-3 წლის განმავლობაში აჩვენა, რომ AL28 შენადნობის მიდრეკილება არ არის მიდრეკილი კოროზიისკენ. AL28 შენადნობამ დაამტკიცა, რომ არის ერთ-ერთი ყველაზე მდგრადი ალუმინის შენადნობი, როდესაც ტესტირება ხდება ზღვის წყალში, რომელიც მოძრაობს 10 მ/წმ სიჩქარით. მრავალი წლის განმავლობაში გემის კონდიციონერების დალუქული ფრეონის კომპრესორების Crankcases– ის ოპერაციამ დაადასტურა მათი წარმოების მიზანშეწონილობა და საიმედოობა AL28 შენადნობიდან, როგორც მასალა, რომელიც მდგრადია Freon-22– ის მოქმედებისთვის.
უნდა ითქვას, რომ ახლახანს დიდი მნიშვნელობა ენიჭება სტრესულ კოროზიას, რადგან გაზრდილი მოთხოვნები მოთავსებულია მასალების სიძლიერეზე და შესრულებაზე თანამედროვე მექანიკურ ინჟინერიაში და განსაკუთრებით გემთმშენებლობაში, ტროპიკული ტემპერატურის, მაღალი ტენიანობისა და ზღვის წყლის პირობებში. საინტერესოა ნაშრომი, რომელიც აღწერს თუჯის ალუმინის შენადნობების მგრძნობელობის შესწავლას სტრესული კოროზიის კრეკების მიმართ.
დაჭიმვის ძალა შეიქმნა წინასწარ დაკალიბრებული კოჭის ზამბარის გამოყენებით. დატვირთვა გადაიტანეს ნიმუშზე 5 მმ დიამეტრით. ნიმუშის ფორმამ შესაძლებელი გახადა მასზე კოროზიული გარემოს მქონე აბაზანების მიმაგრება. კონტაქტის კოროზიის თავიდან ასაცილებლად, ინსტალაციის სახელურები ამოღებულია აბანოდან. კოროზიულ გარემოდ გამოყენებული იქნა 3% NaCl + 0,1% H2O2 წყალხსნარი.
სტრესის სიდიდის მიხედვით მარცხის დროის დასადგენად, ნიმუშები მოთავსდა ინსტალაციაში, რომელშიც შეიქმნა ძალა, რომელიც შეესაბამება 1,2-0,4 ჩვეულებრივი წევის სიძლიერეს. მიღებული შედეგები ნაჩვენებია ნახ. 28, 29, 30.

ამრიგად, ყველა შესწავლილი შენადნობისთვის ნიმუშების „სიცოცხლის“ დროზე დამოკიდებულება ჰაერში სტრესზე (ანუ ხანგრძლივი სიძლიერე ოთახის ტემპერატურაზე) კოორდინატების სტრესში - მარცხამდე დროის ლოგარითმი გამოიხატება სწორი ხაზით. რაც დამახასიათებელია მეტალის მასალების უმეტესობისთვის: დატვირთვის მატებასთან ერთად მცირდება ნიმუშების განადგურებამდე დრო. თუმცა, მაგნალიუმებისთვის (AL28, AL8 და AL27-1) დაძაბულობა-დრო-მოტეხილობამდე კავშირი გამოიხატება გატეხილი მრუდით, რომელიც შედგება ორი თითქმის სწორი ტოტისაგან. მრუდის მარცხენა ტოტი გვიჩვენებს, რომ ამ შენადნობების კოროზიის წინააღმდეგობა სტრესის ქვეშ დიდწილად დამოკიდებულია სტრესის დონეზე; დატვირთვის ზრდა იწვევს ნიმუშის "ცხოვრების" მკვეთრ შემცირებას. დაბალ დატვირთვებზე ქრება სტრესზე წარუმატებლობის დროის დამოკიდებულება, ანუ ამ სტრესების დროს ნიმუშების „სიცოცხლის ხანგრძლივობა“ არ არის დამოკიდებული დაძაბულობის დონეზე - მარჯვენა ტოტი არის სწორი ხაზი, თითქმის პარალელურად დროის ღერძზე. . ამ შენადნობებისთვის, როგორც ჩანს, არსებობს სტრესის კოროზიის წინააღმდეგობის ლიმიტი ან "ბარიერი".
უნდა აღინიშნოს, რომ AL28 შენადნობის კოროზიის წინააღმდეგობის ლიმიტი სტრესის ქვეშ არის მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა, დაახლოებით ტოლია პირობითი მოსავლიანობის სიძლიერეს. როგორც ცნობილია, სტრუქტურული დაძაბულობის დონე ჩვეულებრივ არ აღემატება მოსავლიანობის სიძლიერეს, ანუ შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ამ შენადნობიდან დამზადებული ჩამოსხმის კოროზიული ბზარი პრაქტიკულად გამორიცხულია.
AL8 შენადნობისთვის, დაძაბულობის კოროზიის წინააღმდეგობის ლიმიტი არ აღემატება 8 კგფ/მმ2-ს, რაც დაახლოებით 2-ჯერ ნაკლებია ამ შენადნობის მოსავლიანობის სიძლიერეზე და მიუთითებს მის დაბალ სტრესის კოროზიის წინააღმდეგობაზე.
AL27-1 შენადნობის სტრესის კოროზიის წინააღმდეგობის ლიმიტი შეიძლება ჩაითვალოს მისი პირობითი მოსავლიანობის სიძლიერის ტოლფასად. AL27-1 შენადნობი, ისევე როგორც AL8 შენადნობი, შეიცავს დაახლოებით 10% მგ, თუმცა, მისი დამატებითი შენადნობით მცირე რაოდენობით (0.05-0.15%) ბერილიუმის, ტიტანის და ცირკონიუმისგან იწვევს კოროზიის დაბზარული მგრძნობელობის შემცირებას.
სითბოს გავლენის ქვეშ კოროზიის ბზინვარებისადმი მგრძნობელობის შესწავლა ჩატარდა იმ ტემპერატურის დასადგენად ასევე, ამ პროცესის დროს ამ შენადნობებისგან დამზადებული ნაწილების მოკლევადიანი გათბობის დაშვების დასაშვებად. მათი წარმოება (მაგალითად, გაჟღენთის დროს, დამცავი საიზოლაციო მასალების გამოყენება და ა.შ.). ამ შენადნობებისგან ნიმუშები ექვემდებარებოდა დაბერებას 70, 100, 125 და 150 ° C ტემპერატურაზე 1-დან 1000 საათამდე, გათბობის ტემპერატურიდან გამომდინარე, შემდეგ კი სტრესის დონის ტოლია სტრესის დონის 0.9-0.8, რომლის დროსაც კოროზიის ბზარი არ ხდება, განსაზღვრულია საწყისი მდგომარეობისთვის.
ნაჩვენებია ნახ. 31 მონაცემმა აჩვენა, რომ AL28 შენადნობის სტრესის კოროზიის წინააღმდეგობა არ მცირდება, როდესაც გრძელი პერიოდის განმავლობაში 100 ° C ტემპერატურაზე თბება, ხოლო მოკლევადიანი გათბობა 150 ° C- ზე დაშვებულია კოროზიული გარემოში შესრულების დაკარგვის გარეშე.

კოროზიის წინააღმდეგობის ტესტირების შედეგები AL8 და AL27-1 შენადნობების სტრესში, რომელიც ექვემდებარება წინასწარ გათბობას, აჩვენა, რომ ამ შენადნობების ნაწილების გამოყენება მომატებულ ტემპერატურაზე კოროზიის პირობებში, პრაქტიკულად მიუღებელია. ალუმინ-მაგნიუმის შენადნობების AL8, AL27-1, კოროზიის შემცირების შედეგად მიღებული შედეგების შესწავლის შედეგები, როგორც მიღებულ მდგომარეობაში, ისე ხელოვნური დაბერების შემდეგ საშუალებას მოგვცემს დავასკვნათ, რომ მათი კოროზიის ქცევა სტრესში განისაზღვრება, პირველ რიგში, განისაზღვრება მყარი სტაბილურობით გადაწყვეტის სტრუქტურა.
იგივე რაოდენობის მაგნიუმის შემცველი AL8 და AL27-1 შენადნობების სტრესის კოროზიის წინააღმდეგობის შედარება გვიჩვენებს, რომ AL27-1 შენადნობას, რომლის სტრუქტურა სტაბილიზებულია დამატებითი შენადნობით, აქვს უფრო მაღალი სტრესის კოროზიის წინააღმდეგობა. შენადნობი AL28, რომელიც შეიცავს 4,8-6,3% მყარი ხსნარის სტაბილურობას, რომელიც უფრო მაღალია ვიდრე შენადნობები 10% Mg-ით, უფრო მდგრადია კოროზიის გატეხვის მიმართ.

Კითხვა 1. დახაზეთ ალუმინის-სპილენძის სისტემის ფაზური დიაგრამა. აღწერეთ კომპონენტების ურთიერთქმედება თხევად და მყარ მდგომარეობებში, მიუთითეთ სტრუქტურული კომპონენტები ფაზური დიაგრამის ყველა სფეროში და ახსენით შენადნობების თვისებების ცვლილების ბუნება მოცემულ სისტემაში კურნაკოვის წესების გამოყენებით.

დურალუმინში ყველაზე მნიშვნელოვანი მინარევებია სპილენძი.

A1-Cu შენადნობების ფაზური დიაგრამა (ნახ. 1.) ეხება III ტიპის ფაზურ დიაგრამებს, როდესაც კომპონენტები ქმნიან მყარ ხსნარს.

შეზღუდული ხსნადობა, მცირდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად. ამ ტიპის ფაზის დიაგრამის მქონე შენადნობებში მეორადი

კრისტალიზაცია, რომელიც დაკავშირებულია მყარი ხსნარის ნაწილობრივ დაშლასთან. ასეთი შენადნობები შეიძლება დაექვემდებაროს III და IV ჯგუფების სითბოს დამუშავებას, ანუ გამკვრივებას

ალუმინის-სპილენძის შენადნობების მდგომარეობის დიაგრამა.

და დაძველება A1 - Cu ფაზური დიაგრამიდან გამომდინარეობს, რომ სპილენძის ყველაზე მაღალი ხსნადობა ალუმინში შეინიშნება 548°-ზე, როდესაც ის

5,7%; ტემპერატურის კლებასთან ერთად სპილენძის ხსნადობა ალუმინში მცირდება და ოთახის ტემპერატურაზე არის 0,5%. თუ შენადნობები სპილენძის შემცველობით 0,5-დან 5,7%-მდე ექვემდებარება ჩაქრობას ფაზური გარდაქმნების ტემპერატურის ზემოთ გაცხელებით (მაგალითად, A1 - Cu შენადნობების ფაზური დიაგრამის მე-5 პუნქტის ზემოთ), მაშინ შენადნობი გადაიქცევა ერთგვაროვან მყარად. გამოსავალი ა. ჩაქრობის შემდეგ, მყარი ხსნარი იშლება შენადნობაში, რასაც თან ახლავს ჭარბი ფაზის გათავისუფლება დისპერსიის მაღალი ხარისხით. ასეთი ფაზა Al-Cu შენადნობებში არის მყარი და მყიფე ქიმიური ნაერთი CuAl 2.

ზეგაჯერებული მყარი ხსნარის დაშლა შეიძლება დიდი ხნის განმავლობაში მოხდეს, როდესაც შენადნობი ინახება ოთახის ტემპერატურაზე (ბუნებრივი დაბერება) და უფრო სწრაფად ამაღლებულ ტემპერატურაზე (ხელოვნური დაბერება). დაბერების შედეგად შენადნობის სიმტკიცე და სიმტკიცე მატულობს, ხოლო ელასტიურობა და სიმტკიცე მცირდება.

დაბერების თეორიის თანახმად, ყველაზე სრულად განვითარებული კურნაკოვის წესების გამოყენებით, შენადნობებში დაბერების პროცესი რამდენიმე ეტაპად მიმდინარეობს. დაბერების შედეგად დაფიქსირებული შენადნობების გამკვრივება შეესაბამება ჭარბი ფაზების ნალექის პერიოდს მაღალ დისპერსიულ მდგომარეობაში. სტრუქტურაში მომხდარი ცვლილებების დაკვირვება შესაძლებელია მხოლოდ ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენებით. როგორც წესი, პროცესის ეს ეტაპი ხდება გამაგრებულ შენადნობებში ბუნებრივი დაბერების დროს. ამავდროულად, შენადნობის სიმტკიცე და სიმტკიცე იზრდება.

როდესაც გამაგრებული შენადნობები თბება შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე, განსხვავებული სხვადასხვა შენადნობისთვის (ხელოვნური დაბერება), ხდება მეორე ეტაპი, რომელიც შედგება ნალექის ფაზების ნაწილაკების გაფართოებისგან. ეს პროცესი შეიძლება შეინიშნოს ოპტიკური მიკროსკოპის გამოყენებით. გამაგრების ფაზების გაფართოებული ნალექების გამოჩენა მიკროსტრუქტურაში ემთხვევა თვისებების ახალ ცვლილებას - შენადნობის სიძლიერისა და სიხისტის დაქვეითებას და მისი პლასტიურობისა და სიმტკიცის მატებას. დაბერება შეინიშნება მხოლოდ შენადნობებში, რომლებსაც აქვთ ფაზური დიაგრამა შეზღუდული ხსნადობით, რომელიც მცირდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად. ვინაიდან შენადნობების დიდ რაოდენობას აქვს ამ ტიპის დიაგრამა, დაბერების ფენომენი ძალიან ხშირია. მრავალი ფერადი შენადნობის - ალუმინის, სპილენძის და სხვა თერმული დამუშავება ეფუძნება დაბერების ფენომენს.

ზემოთ განხილულ A1 - Cu შენადნობებში ეს პროცესი შემდეგნაირად მიმდინარეობს. გამაგრებულ შენადნობში ბუნებრივი დაბერების დროს წარმოიქმნება ზონები (დისკები) გაზრდილი სპილენძის შემცველობით. ამ ზონების სისქე, რომელსაც გინიე-პრესტონის ზონებს უწოდებენ, უდრის ორ-სამ ატომურ ფენას. 100° და ზემოთ გაცხელებისას ეს ზონები გარდაიქმნება ეგრეთ წოდებულ Ө ფაზაში, რომელიც წარმოადგენს ქიმიური ნაერთის CuA1 2-ის არასტაბილურ ალოტროპულ მოდიფიკაციას. 250°-ზე მაღალ ტემპერატურაზე 9" ფაზა გარდაიქმნება Ө (CuA1 2) ფაზაში. გარდა ამისა, ხდება ნალექი Ө (CuA1 2) ფაზაში. შენადნობს აქვს ყველაზე დიდი სიმტკიცე და სიმტკიცე დაბერების პირველ ეტაპზე.

D1 კლასის დურალუმინში Ө ფაზა ასევე გამოიყოფა მყარი ხსნარის დაშლის დროს, ხოლო D16 კლასის დურალუმინში რამდენიმე ასეთი ფაზაა.

დურალუმინისგან დამზადებული ნაწილების თერმული დამუშავების ტექნოლოგია შედგება გამკვრივებისგან, რომელიც ხორციელდება ზეგაჯერებული მყარი ხსნარის მისაღებად და ბუნებრივი ან ხელოვნური დაბერებისგან. გამკვრივებისთვის ნაწილებს აცხელებენ 495°-მდე და აციებენ ცივ წყალში.

გამაგრებული ნაწილები ბუნებრივ დაბერებას განიცდის ოთახის ტემპერატურაზე შენარჩუნებით. 4-7 დღის დაძველების შემდეგ ნაწილები იძენენ უმაღლეს სიმტკიცეს და სიმტკიცეს. ამრიგად, D1 ხარისხის დურალუმინის დაჭიმვის სიძლიერე გახურებულ მდგომარეობაში არის 25 კგ/მმ 2 , და მისი სიმტკიცე თანაბარია ნ IN = 45; გამკვრივებისა და ბუნებრივი დაძველების შემდეგ, დაჭიმვის სიმტკიცე არის 40 კგ/მმ 2 , და სიმტკიცე იზრდება ნ ვ = 100.

მყარი ხსნარის დაშლისთვის საჭირო დრო შეიძლება შემცირდეს რამდენიმე საათამდე გამაგრებული დურალუმინის 100-150 ◦-მდე გაცხელებით (ხელოვნური დაძველება), თუმცა, ხელოვნური დაბერებისას სიხისტე და სიმტკიცის მნიშვნელობები ოდნავ დაბალია, ვიდრე ბუნებრივი. დაბერება. კოროზიის წინააღმდეგობა ასევე გარკვეულწილად მცირდება. დურალუმინის კლასებს D16 და D6 აქვთ ყველაზე მაღალი სიხისტე და სიმტკიცე გამკვრივებისა და დაძველების შემდეგ.დურალუმინის კლასის DZP და D18 არის შენადნობები გაზრდილი ელასტიურობით.

დურალუმინები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიაში, განსაკუთრებით თვითმფრინავების მშენებლობაში, მათი დაბალი სპეციფიკური სიმძიმისა და მაღალი მექანიკური თვისებების გამო თერმული დამუშავების შემდეგ.

დურალუმინების მარკირებისას ასო D ნიშნავს "დურალუმინს", ხოლო ნომერი არის შენადნობის ჩვეულებრივი ნომერი.

2. რკინა-ნახშირბადის შენადნობების მდგომარეობის დიაგრამა

რკინისა და ნახშირბადის შენადნობები პირობითად კლასიფიცირდება როგორც ორკომპონენტიანი შენადნობები. მათი შემადგენლობა, გარდა ძირითადი კომპონენტებისა - რკინისა და ნახშირბადისა, შეიცავს მცირე რაოდენობით საერთო მინარევებს - მანგანუმს, სილიციუმს, გოგირდს, ფოსფორს, ასევე აირებს - აზოტს, ჟანგბადს, წყალბადს და ზოგჯერ სხვა ელემენტების კვალს. რკინა და ნახშირბადი ქმნიან სტაბილურ ქიმიურ ნაერთს Fe 3 C (93,33% Fe და 6,67% C), რომელსაც რკინის კარბიდი ან ცემენტიტი ეწოდება. გამოყენებული რკინა-ნახშირბადის შენადნობებში (ფოლადები, თუჯები) ნახშირბადის შემცველობა არ აღემატება 6,67%-ს და, შესაბამისად, რკინის შენადნობები რკინის კარბიდით (Fe-Fe 3 C სისტემა), რომელშიც მეორე კომპონენტია ცემენტიტი, პრაქტიკულია. მნიშვნელობა.

როდესაც ნახშირბადის შემცველობა 6.67%-ზე მეტია, შენადნობებში თავისუფალი რკინა არ იქნება, რადგან ეს ყველაფერი ნახშირბადთან ქიმიურ კომბინაციაში შედის. ამ შემთხვევაში, შენადნობების კომპონენტები იქნება რკინის კარბიდი და ნახშირბადი; შენადნობები მიეკუთვნება მეორე სისტემას Fe 3 C-C, რომელიც საკმარისად არ არის შესწავლილი. გარდა ამისა, რკინა-ნახშირბადის შენადნობები 6,67%-ზე მეტი ნახშირბადის შემცველობით ძალიან მყიფეა და პრაქტიკულად არ გამოიყენება.

შენადნობები პირიქით, დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს Fe -Fe 3 C (C შემცველობით 6,67%-მდე). ნახ. სურათი 2 გვიჩვენებს Fe-Fe 3 C შენადნობების მდგომარეობის სტრუქტურულ დიაგრამას, გამოსახული ტემპერატურა-კონცენტრაციის კოორდინატებში. ორდინატთა ღერძი აჩვენებს შენადნობების გათბობის ტემპერატურას, ხოლო აბსცისის ღერძი აჩვენებს ნახშირბადის კონცენტრაციას პროცენტულად. მარცხენა ორდინატი შეესაბამება 100% რკინის შემცველობას, ხოლო მარჯვენა ორდინატი შეესაბამება 6,67% ნახშირბადის შემცველობას (ან 100% Fe 3 C კონცენტრაციას).

მარჯვენა ორდინატზე არის Fe 3 C დნობის წერტილი, რომელიც შეესაბამება 1550° (წერტილი დ დიაგრამაზე).

იმის გამო, რომ რკინას აქვს ცვლილებები, მარცხენა ორდინატზე, რკინის დნობის წერტილის გარდა, 1535° (წერტილი ადიაგრამაზე), ასევე გამოსახულია რკინის ალოტროპული გარდაქმნების ტემპერატურა: 1390° (წერტილი ნ ) და 910 ° (წერტილი G).

ამრიგად, დიაგრამის ორდინატები შეესაბამება შენადნობის სუფთა კომპონენტებს (რკინა და ცემენტიტი) და მათ შორის არის წერტილები, რომლებიც შეესაბამება სხვადასხვა კონცენტრაციის შენადნობებს 0-დან 6.67% C-მდე.

ბრინჯი. 2. შენადნობების მდგომარეობის სტრუქტურული დიაგრამაფე - ფე 3 C .

გარკვეულ პირობებში, ქიმიური ნაერთი (ცემენტიტი) შეიძლება არ წარმოიქმნას, რაც დამოკიდებულია სილიციუმის, მანგანუმის და სხვა ელემენტების შემცველობაზე, აგრეთვე ინგოტების ან ჩამოსხმის გაგრილების სიჩქარეზე. ამ შემთხვევაში ნახშირბადი გამოიყოფა შენადნობებში თავისუფალ მდგომარეობაში გრაფიტის სახით. ამ შემთხვევაში, არ იქნება ორი შენადნობის სისტემა (Fe -Fe 3 C და Fe 3 C -C). ისინი შეიცვალა ერთი Fe-C შენადნობის სისტემით, რომელსაც არ აქვს ქიმიური ნაერთები.

2.1 რკინა-ნახშირბადის შენადნობების სტრუქტურული კომპონენტები.

მიკროსკოპული ანალიზი აჩვენებს, რომ რკინა-ნახშირბადის შენადნობებში წარმოიქმნება ექვსი სტრუქტურული კომპონენტი, ესენია: ფერიტი, ცემენტიტი, აუსტენიტი და გრაფიტი, ასევე პერლიტი და ლედებურიტი.

ფერიტიეწოდება ნახშირბადის ჩარევის მყარი ხსნარი Fe a-ში. ვინაიდან Fe-ში ნახშირბადის ხსნადობა უმნიშვნელოა, ფერიტი შეიძლება ჩაითვალოს თითქმის სუფთა Fe a. ფერიტს აქვს სხეულზე ორიენტირებული კუბური გისოსი (ძვ. წ.). მიკროსკოპის ქვეშ, ამ სტრუქტურულ კომპონენტს აქვს სხვადასხვა ზომის მსუბუქი მარცვლების სახე. ფერიტის თვისებები იგივეა, რაც რკინის თვისებები: ის არის რბილი და ელასტიური, ჭიმვის სიძლიერით 25. კგ/მმ 2 , სიხისტე ნ IN = 80, ფარდობითი დრეკადობა 50%. ფერიტის პლასტიურობა დამოკიდებულია მისი მარცვლის ზომაზე: რაც უფრო თხელია მარცვალი, მით უფრო მაღალია მისი პლასტიურობა. 768°-მდე (კურიის წერტილი) ფერმაგნიტურია, მის ზემოთ კი პარამაგნიტური.

ცემენტიტირკინის კარბიდს უწოდებენ Fe 3 C. ცემენტიტს აქვს რთული რომბისებრი გისოსი. მიკროსკოპის ქვეშ, ამ სტრუქტურულ კომპონენტს აქვს სხვადასხვა ზომის ფირფიტების ან მარცვლების სახე. ცემენტიტი რთულია (ნ IN > 800 ერთეული) და მყიფეა და მისი ფარდობითი დრეკადობა ნულს უახლოვდება. განასხვავებენ ცემენტიტს, რომელიც გამოიყოფა პირველადი კრისტალიზაციის დროს თხევადი შენადნობიდან (პირველადი ცემენტიტი ან C 1) და ცემენტიტი, რომელიც გამოიყოფა Y-austenite-ის მყარი ხსნარიდან (მეორადი ცემენტიტი ან C 2). გარდა ამისა, მყარი ხსნარის დაშლის დროს a (რეგიონი G.P.Q. მდგომარეობის დიაგრამაზე), გამოირჩევა ცემენტიტი, რომელსაც წინაგან განსხვავებით უწოდებენ მესამეულ ცემენტიტს ან C 3. ცემენტიტის ყველა ფორმას აქვს იგივე კრისტალური სტრუქტურა და თვისებები, მაგრამ სხვადასხვა ზომის ნაწილაკები - ფირფიტები ან მარცვლები. ყველაზე დიდი არის პირველადი ცემენტიტის ნაწილაკები, ყველაზე პატარა კი პირველადი ცემენტიტის ნაწილაკები. 210°-მდე (კურიის წერტილი) ცემენტიტი ფერმაგნიტურია, მის ზემოთ კი პარამაგნიტური.

ოსტენიტი ეწოდება ნახშირბადის ჩარევის მყარი ხსნარი Fe Y-ში. ოსტენიტს აქვს სახეზე ორიენტირებული კუბური გისოსი (K12). მიკროსკოპის ქვეშ ამ სტრუქტურულ კომპონენტს აქვს მსუბუქი მარცვლების სახე დამახასიათებელი ორმაგი ხაზებით (ტყუპები). ოსტენიტის სიმტკიცე არის ნ IN = 220. ოსტენიტი არის პარამაგნიტური.

გრაფიტიაქვს თავისუფლად შეფუთული ექვსკუთხა გისოსი ატომების ფენიანი განლაგებით. მიკროსკოპის ქვეშ, ამ სტრუქტურულ კომპონენტს აქვს ნაცრისფერი თუჯის სხვადასხვა ფორმისა და ზომის ფირფიტების ფორმა, ელასტიური თუჯის ფანტელების მსგავსი და მაღალი სიმტკიცის თუჯის სფერული ფორმა. გრაფიტის მექანიკური თვისებები უკიდურესად დაბალია.

ჩამოთვლილი ოთხივე სტრუქტურული კომპონენტი ერთდროულად არის რკინა-ნახშირბადის შენადნობების სისტემის ფაზები, რადგან ისინი ერთგვაროვანია - მყარი ხსნარები (ფერიტი და აუსტენიტი), ქიმიური ნაერთი (ცემენტიტი) ან ელემენტარული ნივთიერება (გრაფიტი).

ლედებურიტის და პერლიტის სტრუქტურული კომპონენტები არ არის ერთგვაროვანი. ეს არის მექანიკური ნარევები განსაკუთრებული თვისებებით (ევტექტიკა და ევტექტოიდი).

პერლიტიფერიტისა და ცემენტიტის ევტექტოიდური ნარევს უწოდებენ. იგი წარმოიქმნება აუსტენიტისგან მეორადი კრისტალიზაციის დროს და შეიცავს 0,8% C. პერლიტის წარმოქმნის ტემპერატურაა 723°. ამ კრიტიკულ ტემპერატურას, რომელიც მხოლოდ ფოლადშია დაფიქსირებული, წერტილი ეწოდება პერლიტს შეიძლება ჰქონდეს ლამელარული სტრუქტურა, როდესაც ცემენტიტს აქვს ფირფიტების ფორმა, ან მარცვლოვანი სტრუქტურა, როდესაც ცემენტიტს აქვს მარცვლის ფორმა. ლამელარული და მარცვლოვანი პერლიტის მექანიკური თვისებები გარკვეულწილად განსხვავებულია. ლამელარული პერლიტს აქვს დაძაბული ძალა 82 კგ/მმ 2 , შედარებით დრეკადია 15%, სიმტკიცე ნ ვ = 190-^-230. მარცვლოვანი პერლიტის დაძაბულობის სიძლიერეა 63 კგ/მმ 2 , ფარდობითი დრეკადობა 20% და სიხისტე R = 1,60-გ-190.

ლედებიბურიტიაუსტენიტისა და ცემენტიტის ევტექტიკურ ნარევს უწოდებენ. იგი წარმოიქმნება პირველადი კრისტალიზაციის პროცესში 1130°-ზე. ეს არის ყველაზე დაბალი კრისტალიზაციის ტემპერატურა რკინა-ნახშირბადის შენადნობების სისტემაში. ოსტენიტი, რომელიც ლედებურიტის ნაწილია, 723°-ზე გარდაიქმნება პერლიტად. ამიტომ, 723°-მდე და ოთახის ტემპერატურამდე, ლედებურიტი შედგება პერლიტისა და ცემენტიტის ნარევისგან. ის ძალიან რთულია (ნ ვ ^700) და მყიფე. ლედებურიტის არსებობა თეთრი თუჯის სტრუქტურული მახასიათებელია. რკინა-ნახშირბადის შენადნობების მექანიკური თვისებები განსხვავდება სტრუქტურული კომპონენტების რაოდენობის, მათი ფორმის, ზომისა და ადგილმდებარეობის მიხედვით.

Fe -Fe 3 C მდგომარეობის სტრუქტურული დიაგრამა რთული დიაგრამაა, რადგან რკინა-ნახშირბადის შენადნობებში ხდება არა მხოლოდ კრისტალიზაციასთან დაკავშირებული გარდაქმნები, არამედ გარდაქმნები მყარ მდგომარეობაში.

ფოლადისა და თეთრი თუჯის საზღვარი არის ნახშირბადის კონცენტრაცია 2%, ხოლო სტრუქტურული მახასიათებელია ლედებურიტის არსებობა ან არარსებობა. 2%-ზე ნაკლები ნახშირბადის შემცველობის შენადნობებს (რომლებშიც არ არის ლედებურიტი) ეწოდება ფოლადებს, ხოლო შენადნობებს 2%-ზე მეტი ნახშირბადის შემცველობით (რომლებსაც აქვთ ლედებურიტის სტრუქტურა) თეთრი თუჯის.

ნახშირბადის კონცენტრაციიდან და ფოლადის სტრუქტურიდან გამომდინარე, თუჯები ჩვეულებრივ იყოფა შემდეგ სტრუქტურულ ჯგუფებად: ჰიპოევტექტოიდური ფოლადები (0,8% C-მდე); სტრუქტურა - ფერიტი და პერლიტი; ევტექტოიდული ფოლადი (0.8% C); სტრუქტურა - პერლიტი;

ჰიპერერექტოიდული ფოლადები (0.8 -დან 2% C); სტრუქტურა - Pearlite მეორად ცემენტიტში;

ჰიპოეიტური თეთრი თუჯის (2 -დან 4.3% C); სტრუქტურა - ლედებურიტი (დაშლილი), პერლიტი და მეორადი ცემენტიტი;

ევტექტიკური თეთრი თუჯის (4.3% C); სტრუქტურა - ლედებურიტი;

ჰიპერევტექტიკური თეთრი თუჯის (4,3-დან 6,67% C-ზე მეტი); სტრუქტურა - ლედურიტი (დაშლილი) და პირველადი ცემენტტი.

ეს დაყოფა, როგორც ჩანს Fe-Fe 3 C ფაზის დიაგრამიდან, შეესაბამება ამ შენადნობების სტრუქტურულ მდგომარეობას, რომელიც შეინიშნება ოთახის ტემპერატურაზე.

კითხვა 3.

შეარჩიეთ ხელსაწყოს კარბიდის შენადნობი 30 კგგსას ფოლადისგან დამზადებული ნაწილის ზედაპირის წვრილი milling. მიეცით მახასიათებლები, გაშიფეთ შენადნობის შერჩეული ბრენდი, აღწერეთ შენადნობის სტრუქტურული თვისებები და თვისებები.

ხელსაწყოები იყოფა სამ ჯგუფად: საჭრელი (საჭრელი, საბურღი, საჭრელი და სხვ.), საზომი (გაზომვები, რგოლები, ფილები და ა.შ.) და ცხელი და ცივი ლითონის ფორმირების ხელსაწყოები (შტამპები, სახატავი დაფები და ა.შ.). ინსტრუმენტების ტიპიდან გამომდინარე, მათი წარმოებისთვის ფოლადების მოთხოვნები განსხვავებულია.

ფოლადების ძირითადი მოთხოვნა საჭრელი იარაღებისთვის არის მაღალი სიხისტის არსებობა, რომელიც არ მცირდება მაღალ ტემპერატურაზე, რომელიც წარმოიქმნება ლითონების დამუშავების დროს ჭრით (წითელი წინააღმდეგობა). ლითონის საჭრელი ხელსაწყოების სიმტკიცე უნდა იყოს Rc = 60÷65. გარდა ამისა, საჭრელი იარაღების ფოლადებს უნდა ჰქონდეს მაღალი აცვიათ წინააღმდეგობა, სიმტკიცე და დამაკმაყოფილებელი სიმტკიცე.

მაღალსიჩქარიანი ფოლადები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება საჭრელი ხელსაწყოების დასამზადებლად. მაღალსიჩქარიანი ფოლადი მრავალკომპონენტიანი შენადნობაა და მიეკუთვნება ფოლადების კარბიდის (ლედებურიტის) კლასს. რკინისა და ნახშირბადის გარდა, მის შემადგენლობაში შედის ქრომი, ვოლფრამი და ვანადიუმი. მაღალსიჩქარიანი ფოლადის მთავარი შენადნობი ელემენტია ვოლფრამი. ყველაზე ფართოდ გამოყენებული (ცხრილი 3) არის მაღალსიჩქარიანი ფოლადის კლასის P18 (18% W) და P9 (9% W).

მაღალსიჩქარიანი ფოლადი იძენს მაღალ სიმტკიცეს R C = 62 და წითელ წინააღმდეგობას თერმული დამუშავების შემდეგ, რომელიც შედგება ჩაქრობისა და განმეორებითი წრთობისაგან.

ცხრილი 1

მაღალსიჩქარიანი ფოლადის ქიმიური შემადგენლობა

(GOST 5952-51-ის მიხედვით)

ფოლადის კლასი
	C	ვ	ქრ	ვ	მო
R 18	0,70 – 0,80	17,5 – 19,0	3,8 – 4,4	1,04 – 1,4	≤0,3
R 9	0,85 – 0,95	8,5 – 10,0	3,8 – 4,4	2,0 – 2,6	≤0,3

ნახაზი 3 გვიჩვენებს R18 მაღალსიჩქარიანი ფოლადის სითბოს დამუშავების გრაფიკს.

ჩვენ ვირჩევთ მას, როგორც ხელსაწყოს ხარისხს სუფთა ფრეზისთვის, რადგან... ფოლადის ეს კლასი თავისი მახასიათებლებით გვერგება.

მაღალსიჩქარიანი ფოლადის თერმული დამუშავებას აქვს მთელი რიგი მახასიათებლები, რომლებიც განისაზღვრება მისი ქიმიური შემადგენლობით. გამკვრივების დროს მაღალსიჩქარიანი ფოლადის გათბობა ხორციელდება მაღალ ტემპერატურამდე (1260-1280°), რაც აუცილებელია აუსტენიტში ქრომის, ვოლფრამის და ვანადიუმის კარბიდების დასაშლელად. 800-850°-მდე გათბობა ხორციელდება ნელა, რათა თავიდან იქნას აცილებული დიდი შიდა დაძაბულობა ფოლადში დაბალი თბოგამტარობისა და მტვრევადობის გამო, შემდეგ სწრაფი გათბობა ხდება 1260-1280°-მდე, რათა თავიდან იქნას აცილებული ოსტენიტის მარცვლების ზრდა და დეკარბურიზაცია. . მაღალსიჩქარიანი ფოლადის გაგრილება ხორციელდება ზეთში. ასევე ფართოდ გამოიყენება მარილებში მაღალსიჩქარიანი ფოლადის ეტაპობრივი გამკვრივება 500-550° ტემპერატურაზე.

მაღალსიჩქარიანი ფოლადის სტრუქტურა ჩაქრობის შემდეგ შედგება მარტენზიტისგან (54%), კარბიდებისგან (16%) და შენარჩუნებული აუსტენიტისგან (30%). გამკვრივების შემდეგ მაღალსიჩქარიანი ფოლადი ექვემდებარება განმეორებით წრთობას 560°-ზე. როგორც წესი, წრთობა ტარდება სამჯერ, შენარჩუნების დროით 1 საათი, რათა შემცირდეს შეკავებული აუსტენიტის რაოდენობა და გაზარდოს ფოლადის სიმტკიცე. წრთობის ტემპერატურაზე ზემოქმედების დროს კარბიდები გამოიყოფა აუსტენიტიდან და გაციებისას აუსტენიტი გარდაიქმნება მარტენზიტად. თითქოს მეორადი გამკვრივება ხდება. მაღალსიჩქარიანი ფოლადის სტრუქტურა წრთობის შემდეგ არის გამაგრებული მარტენზიტი, ძლიერ დაშლილი კარბიდები და მცირე რაოდენობით შენარჩუნებული აუსტენიტი. შეკავებული აუსტინიტის რაოდენობის შემდგომი შემცირების მიზნით, მაღალსიჩქარიანი ფოლადები ექვემდებარება ცივ მკურნალობას, რომელიც ტარდება წრთობამდე. დაბალი ტემპერატურის ციანიდაციის გამოყენება ძალზე ეფექტურია სიხისტისა და აცვიათ წინააღმდეგობის გაზრდისას.

მაღალსიჩქარიანი ფოლადები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა საჭრელი ხელსაწყოების დასამზადებლად; ამ ფოლადისგან დამზადებული ხელსაწყოები მუშაობენ ჭრის სიჩქარით, რომელიც 3-4-ჯერ აღემატება ნახშირბადოვანი ფოლადისგან დამზადებული ხელსაწყოების ჭრის სიჩქარეს და ინარჩუნებს ჭრის თვისებებს ჭრის პროცესში გაცხელებისას 600º - 620º-მდე.

Კითხვა. 4აირჩიეთ ფოლადის ყველაზე რაციონალური და ეკონომიური კლასი ზამბარის დასამზადებლად, რომელმაც თერმული დამუშავების შემდეგ უნდა მიიღოს მაღალი ელასტიურობა და სიმტკიცე მინიმუმ 44 ... 45 HRC E. მიეცით დამახასიათებელი, მიუთითეთ ფოლადის შემადგენლობა, აირჩიეთ და გაამართლეთ თერმული დამუშავების რეჟიმი. აღწერეთ და დახაზეთ ფოლადის მიკროსტრუქტურა და თვისებები სითბოს დამუშავების შემდეგ.

ზამბარები გამოიყენება ენერგიის შესანახად (ზამბარის ძრავები), შოკის შთანთქმისა და შთანთქმისთვის, სარქველების განაწილების მექანიზმებში თერმული გაფართოების კომპენსაციისთვის და ა.შ. ზამბარის დეფორმაცია შეიძლება გამოვლინდეს მისი გაჭიმვის, შეკუმშვის, მოხრის ან გადახვევის სახით.

P ძალისა და ზამბარის დეფორმაციის F-ს შორის ურთიერთობას ზამბარის მახასიათებელი ეწოდება.

დიზაინერის სახელმძღვანელოს მიხედვით - მანქანათმშენებლობა, ავტორი. ანურიევი. V.I., ჩვენ ვირჩევთ ყველაზე რაციონალურ და ეკონომიურ ფოლადის ხარისხს:

ფოლადი - 65 გ(მანგანუმის ფოლადი), რომელსაც აქვს ელასტიურობა და სიმტკიცე 42...48 HRC E. Requel-ის მიხედვით. ფოლადის თერმული დამუშავება: გამკვრივების ტემპერატურა - 830 º C, (ზეთის საშუალო), წრთობა - 480 º C. დაჭიმვის სიმტკიცე (δ B) - 100 კგ/მმ2, მოსავლიანობის სიძლიერე (δ t) - 85 კგ/მმ 2, ფარდობითი დრეკადობა (δ 5) – 7%, ფარდობითი შევიწროება (ψ) – 25%.

მახასიათებლები - მაღალი ხარისხის საგაზაფხულო ფოლადი, რომელსაც აქვს P - S შინაარსი არაუმეტეს 0.025%. იყოფა 2 კატეგორიად: 1 - დეკარბონირებული ფენა, 2 - ნორმალიზებული დეკარბონირებული ფენით

კითხვა 5. AK4-1 შენადნობი გამოიყენეს თვითმფრინავის ძრავის კომპრესორის დისკების დასამზადებლად. მიეცით აღწერა, მიუთითეთ შენადნობის მექანიკური თვისებების შემადგენლობა და მახასიათებლები, შენადნობის გამკვრივების მეთოდი და ბუნება, კოროზიისგან დაცვის მეთოდები.

AK4-1 არის ალუმინის დაფუძნებული შენადნობი, რომელიც პროდუქტშია დამუშავებული დეფორმაციით, გაძლიერებული სითბოს დამუშავებით და სითბოს მდგრადი.

შენადნობის შემადგენლობა: Mg – 1,4…1,8%. Cu - 1.9… 2.5%. FE - 0.8… 1.3%. NI - 0.8… 1.3%. Ti – 0,02…0,1%, მინარევები 0,83%-მდე. შენადნობის დაძაბულობის სიძლიერეა 430 მპა, მოსავლიანობის სიძლიერეა 0.2 - 280 მპა.

შენადებული რკინის, ნიკელის, სპილენძის და სხვა ელემენტებით, რომლებიც ქმნიან ფაზების გაძლიერებას

კითხვა 6.ეკონომიკური წინაპირობები ინდუსტრიაში არა მეტალური მასალების გამოყენებისთვის. აღწერეთ გაზით სავსე პლასტმასის ჯგუფები და თვისებები, მიეცით მაგალითები თითოეული ჯგუფიდან, მათი თვისებები და გამოყენების სფერო თვითმფრინავის კონსტრუქციებში.

ბოლო დროს, არალითონური პოლიმერული მასალები სულ უფრო ხშირად გამოიყენება როგორც სტრუქტურული მასალები. პოლიმერების მთავარი მახასიათებელია ის, რომ მათ აქვთ მრავალი თვისება, რომელიც არ არის თანდაყოლილი ლითონებისთვის და შეიძლება იყოს კარგი დანამატი ლითონის სტრუქტურული მასალებისთვის ან იყოს მათი შემცვლელი, აგრეთვე ფიზიკურ-ქიმიური და მექანიკური თვისებების მრავალფეროვნება, რომლებიც თან ახლავს სხვადასხვა ტიპის პლასტმასებს და პროდუქტებში გადამუშავების სიმარტივე ფართოდ გამოიყენება მექანიკური ინჟინერიის ყველა დარგში, ხელსაწყოების წარმოებაში, აპარატურის წარმოებასა და ყოველდღიურ ცხოვრებაში. პლასტმასის მასები ხასიათდება დაბალი სპეციფიკური სიმძიმით (0,05-დან 2,0-მდე გ/სმ 3 ), აქვს მაღალი საიზოლაციო თვისებები, კარგად ეწინააღმდეგება კოროზიას, აქვს ხახუნის კოეფიციენტების ფართო სპექტრი და მაღალი აბრაზიული წინააღმდეგობა.

თუ საჭიროა პროდუქტების მიღება, რომლებსაც აქვთ ანტიკოროზიული წინააღმდეგობა, მჟავა წინააღმდეგობა, უხმაურობა ექსპლუატაციაში, ხოლო კონსტრუქციის სიმსუბუქის უზრუნველსაყოფად, პლასტიკური მასები შეიძლება გახდეს შავი ლითონების შემცვლელი. ზოგიერთი სახის პლასტმასის გამჭვირვალობისა და მაღალი პლასტიკური თვისებების გამო, ისინი ფართოდ გამოიყენება საავტომობილო ინდუსტრიისთვის უსაფრთხოების მინის დასამზადებლად. მაღალი ელექტრული საიზოლაციო თვისებების მქონე პროდუქტების წარმოებაში, პლასტმასი ცვლის და ანაცვლებს მაღალი ძაბვის ფაიფურს, მიკას, ებონიტს და სხვა მასალებს. დაბოლოს, ორთქლის, ბენზინის და გაზის გამტარიანობა, ისევე როგორც წყლისა და სინათლის მაღალი წინააღმდეგობა კარგი გარეგნობით, უზრუნველყოფს პლასტმასის ფართო გამოყენებას რიგ ინდუსტრიებში.

პლასტმასს იყენებენ ტარების ჩანართების, გამყოფების, ჩუმი მექანიზმების, ვენტილატორის პირების, სარეცხი მანქანებისა და მიქსერების პირები, რადიო მოწყობილობები, რადიოები და საათები, ელექტრო მოწყობილობები, დისტრიბუტორები, სახეხი ბორბლები, წყალგაუმტარი და დეკორატიული ქსოვილები და სხვადასხვა ფიგურული სამომხმარებლო საქონელი.

ქაფის პლასტმასიისინი მსუბუქი გაზით სავსე პლასტმასია სინთეზური ფისების საფუძველზე. ქაფის პლასტმასები იყოფა ორ ჯგუფად: 1 - მასალები ურთიერთდაკავშირებული ფორებით - ღრუბლები (სიმკვრივე 300 კგ/მ3-ზე ნაკლები), 2 - მასალები იზოლირებული ფორებით - ქაფები (სიმკვრივე 300 კგ/მ3-ზე მეტი).

ქაფის პლასტმასის თვისებები ძალიან მრავალფეროვანია: ზოგს აქვს სიმტკიცე, ისევე როგორც მინის, ზოგს აქვს ელასტიურობა, რეზინის მსგავსად. ყველა ქაფის პლასტმასი კარგად ექვემდებარება მექანიკურ დამუშავებას სადურგლო ხელსაწყოებით, გახურებულ მდგომარეობაში ადვილად იწელება რთული ფორმის პროდუქტებად და წებოვანია. თვითმფრინავების ინდუსტრიაში, ქაფის პლასტმასი გამოიყენება როგორც შემავსებელი ორ კანს შორის, რათა გაზარდოს სტრუქტურის სიმტკიცე და სიმტკიცე, ასევე სითბოს და ხმის საიზოლაციო მასალად.

სამუშაოს მიზანი:ფაზური წონასწორობის დიაგრამების შესწავლა და ფაზური გარდაქმნები ალუმინის ორობითი შენადნობებში სხვა ელემენტებთან.

საჭირო აღჭურვილობა, ხელსაწყოები, ხელსაწყოები, მასალები:მუწუკების ღუმელები, სიმტკიცე ტესტერი TK-2M, დურალუმინის ნიმუშები, დგას "ფერადი შენადნობების მიკროსტრუქტურები", მეტალოგრაფიული მიკროსკოპი.

თეორიული ინფორმაცია

ალუმინი არის აუცილებელი მეტალი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ალუმინის შენადნობების წარმოებაში.

ალუმინის ფერი არის ვერცხლისფერი-თეთრი, თავისებური მოსაწყენი ელფერით. ალუმინი კრისტალიზდება სახეზე ორიენტირებული კუბის სივრცითი ქსელში; მასში არ გამოვლენილა ალოტროპული გარდაქმნები.

ალუმინს აქვს დაბალი სიმკვრივე (2,7 გ/სმ3), მაღალი ელექტრული გამტარობა (სუფთა სპილენძის ელექტრული გამტარობის დაახლოებით 60%) და მნიშვნელოვანი თბოგამტარობა.

ატმოსფერული ჟანგბადის მიერ ალუმინის დაჟანგვის შედეგად, იქმნება დამცავი ოქსიდის ფილმი მის ზედაპირზე. ამ ფილმის არსებობა ხსნის ალუმინის და მრავალი ალუმინის შენადნობის მაღალ კოროზიის წინააღმდეგობას.

ალუმინი საკმაოდ მდგრადია ნორმალურ ატმოსფერულ პირობებში და კონცენტრირებული (90-98%) აზოტმჟავას მოქმედების მიმართ, მაგრამ ის ადვილად ნადგურდება სხვა მინერალური მჟავების უმეტესობის (გოგირდის, მარილმჟავას), ასევე ტუტეების მოქმედებით. მას აქვს მაღალი ელასტიურობა როგორც ცივ, ასევე ცხელ მდგომარეობაში, კარგად არის შედუღებული გაზით და წინააღმდეგობის შედუღებით, მაგრამ ცუდად არის დამუშავებული ჭრით და აქვს დაბალი ჩამოსხმის თვისებები.

შემდეგი მექანიკური თვისებები დამახასიათებელია შემოვიდა და annealed ალუმინისათვის:  ვ= 80-100 მპა,  = 35-40%, NV = 250...300 მპა.

სიცივის დროს, ალუმინის სიძლიერე იზრდება და მცირდება. შესაბამისად, გამოირჩევა დეფორმაციის ხარისხის მიხედვით, გამოირჩევა დეფორმაციის ხარისხის მიხედვით (AD-M), ნახევრად ცივი მუშაობით (AD-P) და ცივი დამუშავებული (AD-N) ალუმინი. ალუმინის ანგრევა გამკვრივების მოსაშორებლად ხორციელდება 350 -ზე ... 410.

სუფთა ალუმინს აქვს სხვადასხვა დანიშნულება. ნახევარფაბრიკატები მზადდება ტექნიკური ალუმინისგან AD1 და AD, რომლებიც შეიცავს მინიმუმ 99,3 და 98,8% Al-ს შესაბამისად - ფურცლები, მილები, პროფილები, მავთული მოქლონებისთვის.

ელექტროტექნიკაში ალუმინი ემსახურება უფრო ძვირი და მძიმე სპილენძის შეცვლას მავთულის, კაბელების, კონდენსატორების, გამსწორებლების და ა.შ.

ალუმინის შენადნობებში შეყვანილი ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტები არის სპილენძი, სილიკონი, მაგნიუმი და თუთია.

ალუმინი და სპილენძი ქმნიან ცვლადი კონცენტრაციის მყარ ხსნარებს. 0 ° C ტემპერატურაზე, ალუმინში სპილენძის ხსნადობაა 0.3%, ხოლო ევტექტიკური ტემპერატურა 548 ° C- ით იზრდება 5.6%-მდე. ალუმინი და სპილენძი 46:54 თანაფარდობით ქმნიან სტაბილურ ქიმიურ ნაერთს Cual 2.

მოდით განვიხილოთ ალუმინის ტოპ-შენადნობების მდგომარეობა, მათი შემადგენლობისა და ტემპერატურის მიხედვით (ნახ. 1). დიაგრამაში CDE ხაზი არის Liquidus ხაზი, ხოლო CNDF ხაზი არის სოლიდუსის ხაზი. NDF Solidus ხაზის ჰორიზონტალურ მონაკვეთს ასევე ეწოდება ევტექტიკური ხაზი.

MN ხაზი გვიჩვენებს სპილენძის ტემპერატურულ ცვლადი ხსნადობას ალუმინში. შესაბამისად, MN ხაზი არის საზღვარი გაჯერებული მყარი ხსნარებისა და გაჯერებული გადაწყვეტილებების შორის. ამიტომ, ამ ხაზს ხშირად ასევე უწოდებენ შემზღუდველ ხსნადობის ხაზს.

I რეგიონში, ნებისმიერი შენადნობი იქნება ალუმინის და სპილენძის ერთგვაროვანი თხევადი ხსნარი, ანუ AlCu.

რ
არის. 1. Al–CuAl 2 სისტემის მდგომარეობის დიაგრამა

II და III რეგიონებში შენადნობები ნაწილობრივ იქნება თხევადი და ნაწილობრივ მყარ მდგომარეობაში.

II რეგიონში მყარი ფაზა იქნება სპილენძის მყარი ხსნარი ალუმინში, ხოლო თხევადი ფაზა იქნება ალუმინის და სპილენძის თხევადი ხსნარი, ე.ი. Al(Cu) + (ალ Cu), თუ შევთანხმდებით ალუმინის სპილენძის შეზღუდული ხსნადობის მყარი ხსნარის აღნიშვნაზე Al(Cu).

III რეგიონში თხევადი ფაზა ასევე იქნება ალუმინის და სპილენძის თხევადი ხსნარი, ხოლო მყარი ფაზა იქნება ლითონის ნაერთი CuAl 2, ე.ი.
+ (ალ Cu). ინდექსი "I" (პირველადი) აჩვენებს, რომ CuAl 2 წარმოიქმნა თხევადი მდგომარეობიდან კრისტალიზაციის დროს.

სხვა ადგილებში, სრულად გამაგრებულ შენადნობებს ექნებათ შემდეგი სტრუქტურა:

IV რეგიონში არის სპილენძის ერთგვაროვანი მყარი ხსნარი ალუმინის, ანუ Al(Cu);

V რეგიონში – სპილენძის მყარი ხსნარი ალუმინში და მეორადში
;

VI რეგიონში - სპილენძის მყარი ხსნარი ალუმინში, მეორად CuAl 2 და ევტექტიკაში, ანუ Al(Cu) +
+Al(Cu) + CuAl 2 ;

VII რეგიონში - პირველადი CuAl 2 და ევტექტიკა, ე.ი.
+Al(Cu) + CuAl 2 .

ამ შენადნობების ევტექტიკა არის სპეციალური მექანიკური ნარევი ალუმინის სპილენძის მყარი ხსნარისა და ლითონის ნაერთის CuAl 2 მონაცვლეობითი პაწაწინა კრისტალებისა, ე.ი. Al(Cu) + CuAl 2 .

Al-CuAl 2 სისტემის ყველა შენადნობა შეიძლება დაიყოს ოთხ ჯგუფად სტრუქტურისა და კონცენტრაციის მიხედვით:

ჯგუფი 1 შეიცავს სპილენძს 0-დან 0,3%-მდე;

ჯგუფი 2 შეიცავს სპილენძს 0,3-დან 5,6%-მდე;

მე-3 ჯგუფი შეიცავს სპილენძს 5,6-დან 33,8%-მდე;

4 ჯგუფი შეიცავს სპილენძს 33,8-დან 54%-მდე.

განვიხილოთ Al – CuAl 2 სისტემის შენადნობების სტრუქტურა.

ნახ. 2, აგვიჩვენებს პირველი ჯგუფის შენადნობის სტრუქტურას, რომელიც შედგება ალუმინის სპილენძის მყარი ხსნარის მარცვლებისგან. მეორე ჯგუფის შენადნობის სტრუქტურა ნაჩვენებია ნახ. 2, ბ: ჩანს ალუმინის სპილენძის მყარი ხსნარის მარცვლები და მეორადი CuAl 2-ის კრისტალები,

ჰიპოევტექტიკური შენადნობის სტრუქტურა (სპილენძის მყარი ხსნარი ალუმინში, მეორადი CuAl 2-ის კრისტალები და ევტექტიკა) ნაჩვენებია ნახ. 2, ვ. ევტექტიკური შენადნობის სტრუქტურა - ევტექტიკური, რომელიც შედგება ალუმინის სპილენძის მყარი ხსნარის პაწაწინა კრისტალებისაგან და CuAl 2-ში ნაჩვენებია ნახ. 2, გ. ნახ. 2, დნაჩვენებია ჰიპერევტექტიკური შენადნობის სტრუქტურა, რომელიც შედგება CuAl 2-ისა და ევტექტიკის პირველადი კრისტალებისაგან.

ევტექტიკის შემცველ შენადნობებში სპილენძის შემცველობა შეიძლება განისაზღვროს მათი სტრუქტურით. თუმცა ამ შემთხვევაში აუცილებელია ევტექტიკაში და მყარ ხსნარში არსებული სპილენძის რაოდენობის გათვალისწინება. მაგალითად, ჰიპოევტექტიკურ შენადნობში, რომელიც შეიცავს 30% ევტექტიკას და 70% მყარ ხსნარს, სპილენძის რაოდენობა ევტექტიკაში.

და მყარ ხსნარში

შესაბამისად, შესასწავლი შენადნობი შეიცავს k x + k y = 14,06% სპილენძს, რაც შეესაბამება A წერტილს, რომელიც მდებარეობს Al – CuAl 2 სისტემის მდგომარეობის დიაგრამის აბსცისის ღერძზე (ნახ. 1).

ჰიპერევტექტიკური შენადნობების შემადგენლობის დადგენისას გამოითვლება სპილენძის რაოდენობა ევტექტიკაში და ქიმიურ ნაერთში.
. ამ რაოდენობების ჯამი შეესაბამება სპილენძის შემცველობას ჰიპერევტექტიკურ შენადნობაში. ქიმიური ნაერთი CuAl 2 არის ძალიან მყარი და მყიფე.

ტექნოლოგიაში ძირითადად გამოიყენება 2...5% სპილენძის შემცველი ალუმინის შენადნობები, რომელსაც დურალუმინს უწოდებენ. ისინი კარგად არის დამუშავებული წნევით და აქვთ მაღალი მექანიკური თვისებები თერმული დამუშავებისა და ცივი გამკვრივების შემდეგ.

დურალუმინები გამოიყენება საშუალო და მაღალი სიმტკიცის ნაწილებისა და სტრუქტურული ელემენტების დასამზადებლად (  ვ= 420...520 მპა), რომელიც მოითხოვს გამძლეობას სამშენებლო კონსტრუქციებში ცვლადი დატვირთვის ქვეშ.

Duralumin გამოიყენება საჰაერო ხომალდების ტყავის, ჩარჩოების, სტრინგების და სპარსების, სატვირთო მანქანების მზიდი ჩარჩოებისა და ძარაების დასამზადებლად და ა.შ.

Al-ის და Si-ის შენადნობებს სილუმინები ეწოდება. მათ აქვთ კარგი ჩამოსხმის თვისებები და შეიცავს 4...13% Si. ამ შენადნობების ფაზური სქემიდან (ნახ. 3) ირკვევა, რომ სილუმინები არის ჰიპოევტექტიკური ან ევტექტიკური შენადნობები, რომლებიც შეიცავს სტრუქტურაში მნიშვნელოვანი რაოდენობით ევტექტიკას.

თუმცა, ნორმალურ პირობებში ჩამოსხმისას, ეს შენადნობები იძენენ არადამაკმაყოფილებელ სტრუქტურას, რადგან ევტექტიკა აღმოჩნდება უხეში ლამელარული, მყიფე სილიციუმის დიდი ჩანართებით, რაც შენადნობებს აძლევს დაბალ მექანიკურ თვისებებს.

ნახ. 4, აწარმოდგენილია AL2 კლასის სილუმინის სტრუქტურა, რომელიც შეიცავს 11 ... 13% SI. სახელმწიფო დიაგრამის შესაბამისად, ამ კომპოზიციის ალუმინის-სილიკონის შენადნობას აქვს ევტექტიკური სტრუქტურა. ევტექტიკა შედგება  -სილიკონის სოლიდური ხსნარი ალუმინში (მსუბუქი ფონი) და ნემსის ფორმის დიდი და მყიფე სილიკონის კრისტალები. სილიკონის ნაწილაკების აციკულური გამოშვებები ქმნის შინაგან მკვეთრ ჭრილებს სადინარში ალუმინში და იწვევს ნაადრევ უკმარისობას დატვირთვის ქვეშ.

ბრინჯი. 3. Al–Si სისტემის მდგომარეობის დიაგრამა

ბრინჯი. 4. სილუმინი: ა-მოდიფიკაციამდე, უხეში ნემსის ევტექტიკური (ალ-სი) და პირველადი სილიკონის ნალექი; ბ– მოდიფიკაციის შემდეგ, მშვენიერი ევტექტიკა

(Al-Si) და სილიციუმის და სხვა ელემენტების მყარი ხსნარის დენდრიტები ალუმინის

მოდიფიკატორის დანერგვა ცვლის კრისტალიზაციის ხასიათს. ფაზური დიაგრამის ხაზები გადაინაცვლებს ისე, რომ შენადნობი 11...13% სილიციუმით ხდება ჰიპოეუტექტური.

სტრუქტურაში ჩნდება ზედმეტი მსუბუქი მარცვლები  -სოლიდური ხსნარი (ნახ. 4, ბ).

მოდიფიკატორი ცვლის სილიციუმის ნაწილაკების ფორმას: ნემსისებური ნაწილაკების ნაცვლად ცვივა წვრილი ეკვაღერძიანი, რომლებიც დატვირთვისას არ ქმნიან სახიფათო სტრესის კონცენტრაციას.

მოდიფიკაციის შედეგად, ამ შენადნობების დაჭიმვის სიმტკიცე იზრდება 130-დან 160 მპა-მდე, ხოლო შედარებითი დრეკადობა 2-დან 4%-მდე.

წნევით დამუშავებული შენადნობები შეიცავს 1%-ზე ნაკლებ სილიციუმს. მაგნიუმის შემცველ ალუმინის შენადნობებში სილიციუმი აკავშირებს მას სტაბილურ მეტალის ნაერთში Mg 2 Si; ალუმინთან ერთად ქმნის ევტექტიკური ტიპის ფაზურ დიაგრამას შეზღუდული მყარი ხსნარებით (სურ. 5).

Mg 2 Si ნაერთი ხასიათდება მაღალი სიმტკიცით, მისი ცვლადი ხსნადობა ალუმინის საშუალებას აძლევს მას მიაღწიოს მნიშვნელოვან გამკვრივებას თერმული დამუშავების დროს.

ელექტროტექნიკაში გამოიყენება ალუმინის შენადნობები, როგორიცაა ალდრი, მაგნიუმთან და სილიციუმთან შენადნობით. როდესაც გამაგრებული შენადნობები დაბერდება, Mg 2 Si ამოვარდება მყარი ხსნარიდან და აძლიერებს მას. ამ დამუშავების შედეგად შესაძლებელია 350 მპა-მდე დაჭიმვის სიმტკიცის მიღება 10-15% ფარდობითი დრეკადობით. მნიშვნელოვანია, რომ ასეთი შენადნობის ელექტრული გამტარობა არის გამტარი ალუმინის ელექტრული გამტარობის 85%. ეს გამოწვეულია იმით, რომ დაბერების დროს Mg 2 Si თითქმის მთლიანად ამოღებულია მყარი ხსნარიდან და შენადნობი შედგება სუფთა ალუმინისგან და გამაგრების ფაზისგან (Mg 2 Si).

რ
არის. 6. Al–Mg სისტემის მდგომარეობის დიაგრამა

მაგნიუმი ქმნის მყარ ხსნარებს ალუმინისთან, ასევე  -ფაზა Mg 2 Al 3 ნაერთზე დაფუძნებული. ალუმინის შენადნობების უმეტესობა შეიცავს არაუმეტეს 3% მაგნიუმს, მაგრამ ზოგიერთ ჩამოსხმულ შენადნობში, როგორიცაა მაგნიუმი, მისი შემცველობა აღწევს 12%.

როგორც ჩანს ნახ. 6, ევტექტიკა იქმნება ალუმინის შენადნობებში მაგნიუმთან ერთად. მაგნიუმის ხსნადობა ალუმინში მნიშვნელოვნად განსხვავდება ტემპერატურის მიხედვით.

ამის მაგალითია AL8 შენადნობი. ჩამოსხმულ მდგომარეობაში მას აქვს სტრუქტურა, რომელიც შედგება ალუმინში მაგნიუმის მყარი ხსნარის მარცვლებისგან და მყიფე ნაერთის Al 3 Mg 2 ჩანართებისგან.

ჩამოსხმის შემდეგ ტარდება ჰომოგენიზაცია 430 °C ტემპერატურაზე 15...20 საათის განმავლობაში, რასაც მოჰყვება ზეთში ჩაქრობა.

ჰომოგენიზაციის პროცესში, Al 3 Mg 2 ჩანართები მთლიანად გადადის მყარ ხსნარში. გამაგრებული შენადნობი იძენს საკმარის ძალას (  ვ= 300 მპა) და უფრო დიდი გამტარიანობა. ამავდროულად, შენადნობი იძენს მაღალ კოროზიის წინააღმდეგობას. AL8 შენადნობის დაძველება საზიანოა: ელასტიურობა მკვეთრად მცირდება და კოროზიის წინააღმდეგობა უარესდება.

თუთია შეჰყავთ ზოგიერთ მაღალი სიმტკიცის ალუმინის შენადნობებში 9%-მდე რაოდენობით. ბინარულ შენადნობებში ალუმინის 250 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე თუთია (ამ საზღვრებში) მყარ ხსნარშია (ნახ. 7).

ბრინჯი. 7. Al–Zn სისტემის მდგომარეობის დიაგრამა

ყველა მაღალი სიმტკიცის შენადნობას აქვს რთული ქიმიური შემადგენლობა. ამრიგად, შენადნობი B95 შეიცავს 6% Zn, 2.3% Mg, 1.7% Cu, 0.4% Mn და 0.15% Cr. თუთია, მაგნიუმი და სპილენძი ქმნიან მყარ ხსნარებს და ლითონის ნაერთებს ალუმინის MgZn 2, Al 2 CuMg - S-ფაზა, Mg 4 Zn 3 Al 3 - T-ფაზა. როდესაც თბება, ლითონის ეს ნაერთები იხსნება ალუმინის.

მაგალითად, 475 ºС ტემპერატურაზე MgZn 2-ის ხსნადობა ალუმინში იზრდება 18%-მდე (ნახ. 8).

გამკვრივებისა და ხელოვნური დაძველების შემდეგ, შენადნობი B95 აქვს  ვ= 600 მპა,  = 12%. მანგანუმი და ქრომი აძლიერებს დაბერების ეფექტს და ზრდის შენადნობის კოროზიის წინააღმდეგობას.

(წონა.)

ბრინჯი. 8. Al–MgZn 2 სისტემის მდგომარეობის დიაგრამა

Უსაფრთხოების წესები

1. მიკროსექციების მომზადებისას დაიცავით ყველა სიფრთხილისა და უსაფრთხოების წესი.

2. მიკროსექციების დაფქვისას ნიმუში უფრო ხშირად უნდა გაგრილდეთ, რათა თავიდან აიცილოთ თითების დამწვრობა.

3. წვრილი მონაკვეთების მოჭრისას გამოიყენეთ რეზინის ხელთათმანები.

4. შენადნობის სტრუქტურის მიკროსკოპზე შესწავლისას უნდა დარწმუნდეთ, რომ ის საიმედოდ არის დამიწებული.

5. თქვენ უნდა გამოიყენოთ მხოლოდ მოსამსახურე იარაღები და აღჭურვილობა.

სამუშაო შეკვეთა

1. შეისწავლეთ ალუმინის შენადნობების მდგომარეობის დიაგრამა.

2. მიეცით მოცემული შენადნობის მახასიათებლები (სტრუქტურა, ფაზური გარდაქმნები, შემადგენლობა, თვისებები, გამოყენების სფერო).

3. დახაზეთ შესასწავლი შენადნობის სტრუქტურა.

შესწავლილი შენადნობების მიკროსტრუქტურების ესკიზები ფაზებისა და სტრუქტურული კომპონენტების მითითებით.

მასწავლებლის მიერ მითითებული ფაზური წონასწორობის დიაგრამის გადაწერა.

მოცემული შემადგენლობის შენადნობისთვის, გათბობის ან გაგრილების დროს ყველა ფაზური ტრანსფორმაციის აღწერა და ფაზების ქიმიური შემადგენლობის განსაზღვრა.

საკონტროლო კითხვები

რატომ არის მრავალი ალუმინის შენადნობის კოროზიის წინააღმდეგობა უფრო დაბალი ვიდრე სუფთა ალუმინის?

შესაძლებელია თუ არა შენადნობის ტიპის დადგენა შენადნობის მიკროსტრუქტურით - ჩამოსხმული თუ დამუშავებული?

როგორია დამუშავებული ალუმინის შენადნობები, რომელთა გამაგრება შეუძლებელია თერმული დამუშავებით?

როგორ მიიღწევა ერთფაზიანი ალუმინის შენადნობების გამაგრება?

რა არის ორფაზიანი ალუმინის შენადნობების გამაგრების თერმული დამუშავება?

რა დანიშნულება აქვს დურალუმინის გამკვრივებას?

რა არის დურალუმინის ძირითადი მექანიკური თვისებები?

რომელ შენადნობებს უწოდებენ სილუმინებს?

რა არის ალუმინის შენადნობების სპეციფიკური სიძლიერე?

ძირითადი შენადნობის ელემენტები ალუმინის შენადნობებში.

მოკლე თეორიული ინფორმაცია

ცივ მუშაობისას ალუმინის სიმტკიცე იზრდება და ელასტიურობა მცირდება. დეფორმაციის ხარისხის მიხედვით განასხვავებენ ადუღებულ (AD-M), ნახევრად ცივად დამუშავებულ (AD-P) და ცივად დამუშავებულ (AD-N) ალუმინს. ალუმინის ანგრევა გამკვრივების მოსაშორებლად ხორციელდება 350 -ზე ... 410.

ბრინჯი. 1. Al–CuAl 2 სისტემის მდგომარეობის დიაგრამა

სხვა ადგილებში, სრულად გამაგრებულ შენადნობებს ექნებათ შემდეგი სტრუქტურა:

IV რეგიონში არის სპილენძის ერთგვაროვანი მყარი ხსნარი ალუმინის, ანუ Al(Cu);

V რეგიონში – სპილენძის მყარი ხსნარი ალუმინში და მეორადში
;

VII რეგიონში - პირველადი CuAl 2 და ევტექტიკა, ე.ი.
+Al(Cu) + CuAl 2 .

ჯგუფი 1 შეიცავს სპილენძს 0-დან 0,3%-მდე;

ჯგუფი 2 შეიცავს სპილენძს 0,3-დან 5,6%-მდე;

მე-3 ჯგუფი შეიცავს სპილენძს 5,6-დან 33,8%-მდე;

4 ჯგუფი შეიცავს სპილენძს 33,8-დან 54%-მდე.

მოდით განვიხილოთ AL - Cual 2 სისტემის შენადნობების სტრუქტურა. ნახ. 2, აგვიჩვენებს პირველი ჯგუფის შენადნობის სტრუქტურას, რომელიც შედგება ალუმინის სპილენძის მყარი ხსნარის მარცვლებისგან. მეორე ჯგუფის შენადნობის სტრუქტურა ნაჩვენებია ნახ. 2, ბ: ჩანს ალუმინის სპილენძის მყარი ხსნარის მარცვლები და მეორადი CuAl 2-ის კრისტალები,

და მყარ ხსნარში

შესაბამისად, შესწავლილი შენადნობი შეიცავს

k x + k y = 14.06% სპილენძი,

რომელიც შეესაბამება A წერტილს, რომელიც მდებარეობს Al - Cual 2 სისტემის სახელმწიფო დიაგრამის Abscissa ღერძზე (ნახ. 1).

ტექნოლოგიაში, ძირითადად, ალუმინის შენადნობები, რომლებიც შეიცავს 2 ... 5% სპილენძს, რომელსაც დურალუმინი ეწოდება. ისინი კარგად არიან დამუშავებული წნევით და აქვთ მაღალი მექანიკური თვისებები სითბოს დამუშავებისა და ცივი გამკვრივების შემდეგ. დურალუმინები გამოიყენება საშუალო და მაღალი სიძლიერის ნაწილებისა და სტრუქტურული ელემენტების წარმოებისთვის (  ვ= 420 ... 520 მპა), რომელიც მოითხოვს გამძლეობას შენობის სტრუქტურებში ცვლადი დატვირთვის ქვეშ. Duralumin გამოიყენება ტყავის, ჩარჩოების, შტრიხების და თვითმფრინავების, დატვირთვის ჩარჩოების და სატვირთო მანქანების სხეულების დასამზადებლად და ა.შ.

ბრინჯი. 3. Al–Si სისტემის მდგომარეობის დიაგრამა

(ალ-სი) და ალუმინში სილიკონის და სხვა ელემენტების მყარი ხსნარის დენდრიტები

მოდიფიკატორის შემოღება ცვლის კრისტალიზაციის ბუნებას. ფაზის დიაგრამის ხაზები ისე იცვლება, რომ შენადნობი 11 ... 13% სილიკონით ხდება ჰიპოეექტური. სტრუქტურაში ჩნდება ზედმეტი მსუბუქი მარცვლები  -სოლიდური ხსნარი (ნახ. 4, ბ). მოდიფიკატორი ცვლის სილიციუმის ნაწილაკების ფორმას: ნემსისებური ნაწილაკების ნაცვლად ცვივა წვრილი ეკვაღერძიანი, რომლებიც დატვირთვისას არ ქმნიან სახიფათო სტრესის კონცენტრაციას.

წნევის დამუშავებული შენადნობები შეიცავს 1% -ზე ნაკლებს სილიკონს. ალუმინის შენადნობებში, რომლებიც შეიცავს მაგნიუმს, სილიკონი აკავშირებს მას სტაბილურ ლითონის ნაერთში mg 2 si; იგი აყალიბებს ალუმინით ევტექტიკური ტიპის ფაზის დიაგრამას შეზღუდული მყარი ხსნარებით ( ბრინჯი. 5).

რ
არის. 6. Al–Mg სისტემის მდგომარეობის დიაგრამა

როგორც ჩანს ნახ. 6, ევტექტიკა იქმნება ალუმინის შენადნობებში მაგნიუმთან ერთად. მაგნიუმის ხსნადობა ალუმინში მნიშვნელოვნად განსხვავდება ტემპერატურის მიხედვით. ამის მაგალითია AL8 შენადნობი. ჩამოსხმულ მდგომარეობაში მას აქვს სტრუქტურა, რომელიც შედგება ალუმინში მაგნიუმის მყარი ხსნარის მარცვლებისგან და მყიფე ნაერთის Al 3 Mg 2 ჩანართებისგან. ჩამოსხმის შემდეგ ტარდება ჰომოგენიზაცია 430 °C ტემპერატურაზე 15...20 საათის განმავლობაში, რასაც მოჰყვება ზეთში ჩაქრობა.

ბრინჯი. 7. Al–Zn სისტემის მდგომარეობის დიაგრამა

მაგალითად, 475 ºС ტემპერატურაზე MgZn 2-ის ხსნადობა ალუმინში იზრდება 18%-მდე (ნახ. 8).

(წონა.)

ბრინჯი. 8. Al–MgZn 2 სისტემის მდგომარეობის დიაგრამა

Უსაფრთხოების წესები

სამუშაო შეკვეთა

მასწავლებლის მიერ მითითებული ფაზური წონასწორობის დიაგრამის გადაწერა.

საკონტროლო კითხვები

როგორ მიიღწევა ერთფაზიანი ალუმინის შენადნობების გამაგრება?

რა არის ორფაზიანი ალუმინის შენადნობების გამაგრების თერმული დამუშავება?

რა დანიშნულება აქვს დურალუმინის გამკვრივებას?

რა არის დურალუმინის ძირითადი მექანიკური თვისებები?

რომელ შენადნობებს უწოდებენ სილუმინებს?

რა არის ალუმინის შენადნობების სპეციფიკური სიძლიერე?

ძირითადი შენადნობის ელემენტები ალუმინის შენადნობებში.

Al-Mg სისტემის შენადნობები მოიცავს ინდუსტრიაში ფართოდ გამოყენებული შენადნობების დიდ ჯგუფს: AMg0.5; ; ; ; ; ; . მათგან მზადდება თითქმის ყველა სახის ნახევარფაბრიკატი: ფურცლები, ფირფიტები, ჭედურები, შტამპები, დაპრესილი პროდუქტები (წნელები, პროფილები, პანელები, მილები) და მავთული. განხილული ჯგუფის ყველა შენადნობები კარგად არის შედუღებული ყველა სახის შედუღებით.

ამ შენადნობების ნახევრად მზა პროდუქტებს აქვთ შედარებით მაღალი დონის სიძლიერის მახასიათებლები სხვა თერმულად არამყარ შენადნობებთან შედარებით. ამრიგად, ფურცლის მასალის (სისქე ~ 2 მმ) გამოსავლიანობა მინიმალური მნიშვნელობები შენადნობების მითითებულ სერიებზე შედუღებულ მდგომარეობაშია, შესაბამისად, 30, 40, 80, 100, 120,150 და 160 მპა. დაჭიმვის სიმტკიცე, როგორც წესი, ორჯერ აღემატება წევის ძალას, რაც მიუთითებს ამ შენადნობების შედარებით მაღალ ელასტიურობაზე. თუმცა, ისინი საკმაოდ სწრაფად მკვრივდებიან, რაც უარყოფითად აისახება მათ ტექნოლოგიურ მოქნილობაზე. ეს უკანასკნელი მნიშვნელოვნად მცირდება მაგნიუმის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად. აქედან გამომდინარე, შენადნობები მაგნიუმის შემცველობით 4,5% -ზე მეტი შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც "ნახევრად მძიმე" და თუნდაც "მყარი" შენადნობები.

გაზრდილი მაგნიუმის შემცველობის უარყოფითი როლი უფრო გამოხატულია დაპრესილი პროდუქტების წარმოებაში. მაგნიუმის მაღალი შემცველობის მქონე შენადნობები დაჭერით დაბალი სიჩქარით (ათჯერ უფრო დაბალია, ვიდრე, მაგალითად, Al-Zn-Mg ან Al-Mg-Si სისტემის ზოგიერთი შენადნობები), რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს დაჭერის მაღაზიების პროდუქტიულობას. AMg6 შენადნობიდან ნაგლინი ნახევარფაბრიკატების წარმოება შრომატევადი პროცესია. ამიტომ, ცოტა ხნის წინ, უაღრესად შენადნობი მაგნიუმის ჩანაცვლება დაიწყო უფრო ტექნოლოგიურად მოწინავე შენადნობებით, მაგალითად, შენადნობები, რომლებიც დაფუძნებულია Al-Zn-Mg სისტემაზე (1935, 1915, 1911), რომლებიც მნიშვნელოვნად აღემატება AMg6 შენადნობას სიძლიერის თვისებებით (განსაკუთრებით მოსავლიანობის სიძლიერე) და არ ჩამოუვარდება მას მრავალი კოროზიის მახასიათებლით.

დაბალი შენადნობის მაგნიუმი 3%-მდე მაგნიუმის შემცველობით კიდევ უფრო ფართოდ გამოიყენებს კოროზიის წინააღმდეგობისა და ელასტიურობის გამო. Al-Mg შენადნობების ფაზური სქემის მიხედვით, ევტექტიკურ ტემპერატურაზე 17,4% Mg იხსნება ალუმინის. ტემპერატურის კლებასთან ერთად, ეს ხსნადობა მკვეთრად მცირდება და ოთახის ტემპერატურაზე არის დაახლოებით 1,4%.

ამრიგად, შენადნობებს, რომლებსაც აქვთ მაგნიუმის მაღალი შემცველობა ნორმალურ პირობებში, აქვთ ამ ელემენტის ზეგაჯერება (დამოკიდებულია შენადნობის ხარისხზე) და, შესაბამისად, მათ უნდა აჩვენონ დაბერების ეფექტი. ამასთან, სტრუქტურული ცვლილებები, რომლებიც ხდება ამ შენადნობებში მყარი ხსნარის დაშლის დროს, პრაქტიკულად არ მოქმედებს სიძლიერის მახასიათებლების დონეზე და ამავე დროს მკვეთრად ცვლის ნახევრად მზა პროდუქციის კოროზიის წინააღმდეგობას. ამ ანომალიური ქცევის მიზეზი მდგომარეობს მყარი ხსნარის დაშლის ბუნებაში და ნალექების ფაზურ შემადგენლობაში. იმის გამო, რომ Al-Mg შენადნობებისთვის ზედა ტემპერატურული ზღვარი GP ზონების ფორმირებისთვის (ან GP ზონების კრიტიკული ხსნადობის ტემპერატურა - t K) მნიშვნელოვნად დაბალია ოთახის ტემპერატურაზე, მყარი ხსნარის დაშლა ხდება ჰეტეროგენული მექანიზმის მიხედვით. გარდამავალი (B') და წონასწორული (B-Mg 2 Al3) ფაზების ფორმირება. ეს ნალექები ჰეტეროგენულად აყალიბებენ ბირთვებს ინტერფეისებზე (მარცვლები, მეტალთაშორის ნაწილაკები და ა. მყარი ხსნარი. ამ მიზეზით, პრაქტიკაში, ამ ჯგუფის შენადნობების გამაგრების ეფექტი არ შეიმჩნევა მყარი ხსნარის დაშლისას ბუნებრივი ან ხელოვნური დაბერების დროს ან სხვადასხვა დამუშავების პირობებში.

ქლორიდების ნეიტრალურ წყალხსნარში B ფაზას (3% NaCl) აქვს უარყოფითი კოროზიის პოტენციალი ტოლი - 0,930 ვ. იმავე ხსნარში, მაგრამ უფრო დაბალი pH მნიშვნელობებით, ანუ მჟავე გარემოში, პოტენციური განსხვავება ფაზასა და ფაზას შორის. მყარი ხსნარი, მართალია მცირდება, მაგრამ რჩება საკმაოდ დიდი: (-0,864 V) - - (-0,526 V) = 0,338 V. და, პირიქით, ტუტე გარემოში (3% NaCl + 1% NaOH) ალუმინის და ალუმინის შენადნობების შემცველი 1 -9% Mg, ხდება უფრო უარყოფითი ვიდრე B-ფაზა, ხოლო პოტენციური სხვაობა მაგნიუმის კონცენტრაციის მითითებული რეგიონის უკიდურესი მნიშვნელობებისთვის არის, შესაბამისად, +0.24 და +0.18 V. ელექტროქიმიური ცვლილებების განხილული მახასიათებლები. A1-Mg შენადნობების ცალკეული სტრუქტურული კომპონენტების მახასიათებლები გარე გარემოდან გამომდინარე ძირითადად განსაზღვრავს ამ შენადნობების MKK, RSK და KR წინააღმდეგობას.

ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარეობს, რომ შენადნობები 1,4%-ზე მეტი მაგნიუმის შემცველობით შეიძლება იყოს მგრძნობიარე ერთი, ორი ან ყველა ზემოთ აღნიშნული ტიპის კოროზიის მიმართ. თუმცა, ოპერაციული სტრუქტურების ფართო გამოცდილება და მრავალი ექსპერიმენტი აჩვენებს, რომ პრაქტიკულად შენადნობები მაგნიუმის კონცენტრაციით არაუმეტეს 3,5% (AMrl, AMg2 და ნაწილობრივ AMg3) არ აჩვენებენ მგრძნობელობას RS და RSC-ის მიმართ (ნახ. 56).

ელექტრონული მიკროსკოპული კვლევები აჩვენებს, რომ ეს გამოწვეულია B ფაზის ნაწილაკების დისკრეტული განაწილებით მარცვლის საზღვრებთან, მყარი ხსნარის დაბალი ზეგაჯერების გამო. ამრიგად, კოროზიის პროცესი ნეიტრალურ და მჟავე გარემოში შემოიფარგლება მხოლოდ იმ ნაწილაკების ელექტროქიმიური დაშლით, რომლებიც შენადნობის ზედაპირზე გამოდიან ელექტროლიტთან უშუალო კონტაქტში.

ასეთი შენადნობები მდგრადია კოროზიის მიმართ ცივ დამუშავების პირობებშიც კი, ანუ, მიუხედავად იმისა, რომ ცივი დამუშავება აჩქარებს მყარი ხსნარის დაშლას, ეს არ ცვლის ნალექების განაწილების ხასიათს მარცვლის საზღვრებზე. ამავდროულად, ამ შემთხვევაში სტრუქტურული ანიზოტროპიის სასარგებლო გავლენის გამო, კოროზიის ნახვრეტების წინააღმდეგობა მნიშვნელოვნად იზრდება. შენადნობები მაგნიუმის შემცველობით 3,5%-ზე მეტი (AMg3, AMg4) და განსაკუთრებით 5%-ზე მეტი (AMg5, AMg6) გარკვეულ სტრუქტურულ მდგომარეობაში და გარკვეულ გარემო პირობებში შეიძლება იყოს მგრძნობიარე MCC და RSC, ისევე როგორც CR.

Al-Mg სისტემის შენადნობებისთვის, ელექტროქიმიური ფაქტორები კოროზიის კრეკში ბევრად უფრო დიდ როლს თამაშობენ, ვიდრე სხვა სისტემების შენადნობები. ამიტომ, მარცვლეულის საზღვრების გასწვრივ B-ფაზის ფირის წარმოქმნის პრევენცია ასევე მიზანშეწონილია რამანის წინააღმდეგობის გაზრდისთვის. წარმოების პირობებში, სწორედ ამ მეთოდმა მოიპოვა ფართო გამოყენება საშუალო დოპირებული მაგნალიუმის რამანის წინააღმდეგობის გაზრდის მიზნით.

დაბალი შენადნობის შენადნობებისთვის მაგნიუმის შემცველობა 1,4%-ზე მეტია, თერმული და თერმომექანიკური დამუშავების მეთოდების გამოყენება, რომლებიც ხელს უწყობენ B ფაზის ერთგვაროვან განაწილებას, უფრო ნაკლებ როლს თამაშობს, ვიდრე საშუალო და მაღალი შენადნობის შენადნობებისთვის. თუმცა, LTMT ეფექტის გამოყენებით მიღებულ ნახევრად გამაგრებულ მდგომარეობაში, გარდა სტრუქტურული ანიზოტროპიის გამოჩენისა, რომელიც აფერხებს კოროზიის უფრო ღრმად გავრცელებას, B ფაზის უფრო ერთგვაროვანი განაწილებაც, როგორც ჩანს, დადებითი ეფექტი აქვს. მაგალითად, კოროზიის სიღრმე AMg2 შენადნობის ფურცლებზე, რომლებიც ექვემდებარება TMT-ს, მნიშვნელოვნად შემცირებულია კოროზიის სიღრმესთან შედარებით ჩვეულებრივ ცივად დამუშავებულ ფურცლებზე.

ლოკალური დაზიანებების სიღრმის ზრდა AMg2 შენადნობაში ანეილ მდგომარეობაში ზღვის ატმოსფეროს პირობებში ასევე შეიძლება ნაწილობრივ დაკავშირებული იყოს B ფაზის ნალექების ჰეტეროგენურობასთან. ამრიგად, AMg2 შენადნობისთვის მიზანშეწონილია გამოიყენოთ ტექნოლოგია, რომელიც საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ჭარბი ფაზის ერთგვაროვანი განაწილება. თუმცა, ჩვეულებრივი ტექნოლოგიის გამოყენებისასც კი, შენადნობი ელემენტების დაბალი შემცველობა გადამწყვეტი ფაქტორია ამ შენადნობის კოროზიის წინააღმდეგობის განსაზღვრაში. ამას ადასტურებს AMg2 შენადნობის საკმაოდ მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა სხვადასხვა გარემოში.

ტიპიური მაგალითია მაგნალიას ქცევა ზღვის წყალში. 10 წლიანი ტესტირების შემდეგ, AMg2 ტიპის შენადნობას გააჩნდა კოროზიის წინააღმდეგობა, რაც მას აქვს ზღვის ატმოსფეროში (ცხრილი 30).

AMg4 ტიპის შენადნობას აქვს მნიშვნელოვნად უფრო დიდი კოროზიის სიღრმე ზღვის წყალში, ვიდრე AMg2 ტიპის შენადნობი. AMg5 ტიპის შენადნობისთვის, ღრძილების მაქსიმალური სიღრმე კიდევ უფრო მკვეთრად იზრდება.

ამრიგად, ზღვის წყალში არის მკაფიო კორელაცია სტრუქტურული კოროზიის მიმართ მგრძნობელობას (მაგ., სტრესული კოროზიის გატეხვა და აქერცვლა კოროზია) და ნორმალურ ორმოდობას შორის. შენადნობის ხარისხის მატებასთან ერთად, იზრდება მყარი ხსნარის ზეგაჯერება და, შესაბამისად, მგრძნობელობა სტრუქტურული კოროზიის მიმართ, რომელიც დაკავშირებულია B ფაზის შერჩევითი ნალექების ტენდენციასთან. ამასთან დაკავშირებით, AMg4, AMg5 და განსაკუთრებით AMg6 შენადნობებისთვის, იზრდება ტექნოლოგიური ფაქტორების როლი, რომლებიც განსაზღვრავენ B ფაზის ერთგვაროვან განაწილებას შენადნობაში.

საშუალო შენადნობი მაგნალიუმის კოროზიის წინააღმდეგობის გაზრდის ერთ-ერთი ეფექტური გზაა TMT. ამის შესაბამისად, RSC და CR-ის მაქსიმალური წინააღმდეგობის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც პოლიგონიზირებული სტრუქტურა ჩამოყალიბებულია ნახევრად მზა პროდუქტებში მეორე ფაზის ერთგვაროვან განაწილებასთან ერთად. დადებითი შედეგების მიღწევა შესაძლებელია აგრეთვე დამუშავების ბოლო ეტაპზე მაგნიუმის ალუმინის ხსნადობის ხაზის ქვემოთ ტემპერატურაზე ანეილირების რეჟიმების გამოყენებით. გასათვალისწინებელია, რომ ნახევრად მზა პროდუქცია სხვადასხვა ხარისხის რეკრისტალიზაციას განსხვავებულად იქცევა. ამჟამად კონსტრუქციები მზადდება ანეილირებული ნახევარფაბრიკატებისაგან ნაწილობრივ (დაპრესილი და ცხელი ნაგლინი ნახევარფაბრიკატები) და მთლიანად რეკრისტალიზებული (ცივად ნაგლინი ფურცლები და მილები) სტრუქტურით. ვინაიდან კორელაცია ტექნოლოგიურ პარამეტრებსა და კოროზიის თვისებებს შორის იცვლება სტრუქტურის ბუნებიდან გამომდინარე, ჩვენ განვიხილავთ ანეილირების ეფექტს ცალკე ცივი და ცხელი დეფორმირებული ნახევარფაბრიკატების მიმართ.

ალუმინის შენადნობების კლასიფიკაცია. ანალიზის შედეგები მიღებული სახელმწიფო დიაგრამა ალუმინის მაგნიუმი

ბოლო ჩანაწერები