अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंचे वर्गीकरण. प्राप्त परिणामांचे विश्लेषण राज्य आकृती अॅल्युमिनियम मॅग्नेशियम

07.01.2024 -

मॅग्नेशियम सामग्रीच्या बाबतीत अॅल्युमिनियम आणि मॅग्नेशियम मिश्र धातुंच्या सर्व औद्योगिक रचना α सॉलिड सोल्यूशनशी संबंधित, अल-एमजी सिस्टमच्या राज्य आकृतीच्या प्रदेशात आहेत. वाढत्या तापमानासह घन द्रावणाची एकाग्रता वाढते, ज्यामुळे अल-एमजी मिश्रधातूंना उष्णता उपचार (कठोर करणे) लागू करून त्यांना लक्षणीयरीत्या मजबूत करणे शक्य होते.
कास्ट अवस्थेत, 9% Mg पेक्षा जास्त असलेल्या अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंची α+β रचना असते; β फेज, जे एक ठिसूळ इंटरमेटॅलिक कंपाऊंड आहे, त्यात सुमारे 35-38% Mg असते.
10% Mg सह मिश्र धातुंमधील समतोल फेज आकृतीनुसार, घटत्या तापमानासह (चित्र 22) अॅल्युमिनियममधील मॅग्नेशियमच्या विद्राव्यतेमध्ये घट झाल्यामुळे घन द्रावणातून β-फेज सोडला जातो. वास्तविक घनतेच्या परिस्थितीत, तीव्र मायक्रोलिक्वेशन प्रक्रियेमुळे आणि प्रसार प्रक्रियेच्या अपुर्‍या गतीमुळे, β-फेज मदर लिकरमधून 450° C वर डीजेनेरेट युटेक्टिक स्वरूपात सोडला जातो. हे प्रयोगांद्वारे सिद्ध झाले (कठोर होणारे मिश्र धातु वेगवेगळ्या तापमानात शमवले गेले). घन द्रावणातून α च्या वर्षाव परिणामी तयार झालेल्या β-फेजचे प्रमाण मिश्रधातूमधील मॅग्नेशियम सामग्रीवर अवलंबून असते. उपलब्ध माहितीनुसार, वाळूच्या साच्यात टाकताना, 7% पर्यंत घन द्रावणात ठेवली जाते.

वृद्धत्वाच्या कालावधीवर अवलंबून β-फेज रिलीझची यंत्रणा नीट समजलेली नाही. वृद्धत्वाच्या प्रक्रियेच्या खालील क्रमास अनुमती आहे: मॅग्नेशियमसह समृद्ध केलेले "झोन", नॉन-इक्विलिब्रियम β" - समतोल β.
झोनच्या अस्तित्वाची पुष्टी केवळ मिश्रधातूंच्या विद्युत प्रतिरोधकतेचे मोजमाप करून केली जाते. β" आणि β टप्प्यांची रचना, जी लहान प्लेट्सच्या रूपात अवक्षेपित होते, खूप गुंतागुंतीची आहे. या टप्प्यांचा अभ्यास एक्स-रे विवर्तन विश्लेषणाद्वारे करण्यात आला.
वृद्धत्वाच्या प्रक्रियेवर शमन माध्यमाच्या होमोजेनायझेशन टाइम एचचा प्रभाव या कामात अभ्यासण्यात आला. एकजिनसीपणाचा वेळ जितका जास्त असेल तितका मॅग्नेशियम धान्याच्या क्रॉस विभागात समान प्रमाणात वितरीत केला जातो. 16 तासांसाठी एकसंध झाल्यावर, त्यानंतरच्या वृद्धत्वामुळे केवळ मॅग्नेशियम समृद्ध असलेल्या झोनमध्ये, म्हणजे, धान्याच्या सीमेजवळ अवक्षेपण तयार होतात आणि मिश्रधातूची डेंड्रिटिक रचना स्पष्टपणे प्रकट होते. एकजिनसीपणाच्या वेळेत हळूहळू वाढ झाल्यामुळे, वृद्धत्वानंतर धान्यांच्या क्रॉस सेक्शनवर पर्जन्याचे वितरण समतल केले जाते. तथापि, 160 तास गरम केल्यानंतरही, स्रावांच्या एकसमान वितरणासह, डेंड्राइट्सची बाह्यरेखा असलेले वैयक्तिक क्षेत्र शोधले जातात. नंतरच्या प्रकरणात, 16 तास एकजिनसीकरणानंतर पाहिल्या गेलेल्या चित्राच्या विपरीत, धान्याच्या सीमेजवळील क्षेत्रे अवक्षेपाने ओसरली आहेत. सर्व प्रकरणांमध्ये, स्त्राव सुयांच्या स्वरूपात असतो.

होमोजेनायझेशन वेळेव्यतिरिक्त, अवक्षेपणांच्या निर्मितीवर शमन परिस्थितीचा प्रभाव पडतो. थंड पाण्यात बुडवल्यावर, β-फेज नंतरच्या वृद्धत्वात सततच्या स्वरूपात धान्याच्या सीमेवर सोडला जातो. उकळत्या पाण्यात किंवा गरम तेलाने शमन केल्याने, वृद्धत्वानंतर, पृथक समावेशाच्या स्वरूपात धान्याच्या सीमारेषेवर β-फेजचा वर्षाव होतो.
परिणामांची चर्चा आणि विश्लेषण करताना, हे ओळखले जाते की अवशिष्ट डेन्ड्रिटिक पृथक्करण आणि धान्याच्या सीमेला लागून असलेल्या झोनमधील रिक्त जागा कमी होण्याचा β-फेज पर्जन्यमानाच्या परिस्थिती आणि स्वरूपावर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. रिक्त पदे β-फेज विभक्त होण्याच्या प्रक्रियेस गती देतात, कारण त्याची निर्मिती व्हॉल्यूममध्ये वाढ होते.
अल-एमजी सिस्टीमच्या मिश्र धातुंच्या मेटास्टेबल आकृतीवर आधारित (चित्र 23), 10% एमजी असलेल्या मिश्रधातूंच्या वृद्धत्वादरम्यान β-फेजच्या निर्मितीच्या क्रमाचा एक आकृती प्रस्तावित आहे (चित्र 24). धान्याच्या सीमारेषेसह, पृथक्करण आणि अनुक्रमिक परिवर्तनाच्या प्रक्रिया एका टप्प्यावर वेगाने पुढे जातात, कारण येथे केंद्रके तयार होण्याची शक्यता जास्त आहे.

धान्याच्या सीमारेषेवरील अवक्षेपण-मुक्त क्षेत्र हे कास्टिंगचे कमकुवत बिंदू आहेत, आणि म्हणूनच धान्याच्या सीमारेषेवर नाश होतो, विशेषत: दुसऱ्या टप्प्यात, थंड पाण्यात शमन करताना, जेव्हा β-फेज सतत साखळी बनवते. कास्टिंगची ताकद गुणधर्म कमी होतात. β"→β (Fig. 25) परिवर्तनादरम्यान गंज प्रतिरोधकता अधिक तीव्रतेने बिघडते. असे गृहीत धरले जाऊ शकते की मिश्रधातूंचा गंज प्रतिकार β-फेज पर्जन्यमानाच्या स्वरूपावर अवलंबून असतो, जो चित्र 25 मध्ये स्पष्टपणे दिसतो. या वस्तुस्थितीशी सुसंगत की थंड पाण्यात घट्ट झालेल्या मिश्र धातुंनी गंज प्रतिकार कमी केला आहे.
टेबलमध्ये 12-14 अल-एमजी प्रणालीच्या औद्योगिक मिश्र धातुंची रचना आणि गुणधर्म दर्शवितात.
अॅल्युमिनियमचे मिश्र धातु - 6% Mg पर्यंत असलेली मॅग्नेशियम प्रणाली उष्णता उपचाराने मजबूत होत नाही. सोल्यूशन हार्डनिंग 9% Mg पेक्षा जास्त असलेल्या मिश्र धातुंच्या यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये लक्षणीय सुधारणा करते.

दुहेरी अॅल्युमिनियम-मॅग्नेशिअम मिश्रधातूंमध्ये, 10-12% Mg असलेल्या मिश्रधातूंमध्ये कडक अवस्थेत उच्च लवचिकता असलेली सर्वात मोठी ताकद असते. मॅग्नेशियम सामग्रीमध्ये आणखी वाढ झाल्यामुळे, मिश्रधातूंचे यांत्रिक गुणधर्म कमी होतात, कारण उष्णता उपचारादरम्यान मिश्रधातूच्या ठिसूळपणास कारणीभूत असलेल्या अतिरिक्त β-फेजचे घन द्रावणात रूपांतर करणे शक्य नसते. म्हणून, अल-एमजी सिस्टमचे सर्व औद्योगिक मिश्र धातु 13% पेक्षा जास्त नसलेल्या मॅग्नेशियम सामग्रीसह सॉलिड सोल्यूशनच्या प्रकाराशी संबंधित आहेत.
मॅग्नेशियम व्यतिरिक्त, AL13 मिश्र धातुमध्ये सिलिकॉन आणि मॅंगनीज असतात. दुहेरी eutectic α+Mg2Si च्या प्रमाणात वाढ झाल्यामुळे सिलिकॉन अॅडिटीव्ह मिश्रधातूचे कास्टिंग गुणधर्म सुधारण्यास मदत करतात. 1% Si च्या परिचयाने AL13 मिश्र धातुचे यांत्रिक गुणधर्म थोडेसे बदलतात: सामर्थ्य किंचित वाढते आणि लवचिकता किंचित कमी होते.
AL13 मिश्रधातूमध्ये मॅंगनीज प्रामुख्याने लोहाचे हानिकारक प्रभाव कमी करण्यासाठी जोडले जाते, जे सुई-आकार आणि प्लेट-आकाराच्या स्फटिकांच्या स्वरूपात क्रिस्टलायझेशन दरम्यान अवक्षेपित होते आणि मिश्र धातुची लवचिकता मोठ्या प्रमाणात कमी करते. जेव्हा मॅंगनीज मिश्रधातूमध्ये समाविष्ट केले जाते, तेव्हा MnAl6 संयुग तयार होते, ज्यामध्ये लोह विरघळते. या कनेक्शनमध्ये कॉम्पॅक्ट कंकाल किंवा अगदी समभुज आकार असतो.
लोह, तांबे, जस्त आणि निकेलची अशुद्धता AL13 मिश्रधातूच्या गंज प्रतिरोधनावर नकारात्मक परिणाम करतात. 0.8% पेक्षा जास्त सिलिकॉन सामग्रीसह, मिश्रधातूचा गंज प्रतिकार देखील कमी होतो आणि मॅंगनीजच्या जोडणीसह ते वाढते.
AL13 ग्रेड मिश्र धातु उष्णता उपचाराने मजबूत होत नाही आणि कमी यांत्रिक गुणधर्म आहेत. त्याचा फायदा तुलनेने उच्च गंज प्रतिरोधकता आहे, उदाहरणार्थ, सिल्युमिनसह, चांगली वेल्डेबिलिटी आणि (संरचनेत Mg2Si कंपाऊंडच्या उपस्थितीमुळे) वाढलेली उष्णता प्रतिरोधकता.
AL13 ग्रेड मिश्रधातूचा वापर मध्यम भार सहन करणारे आणि समुद्राच्या पाण्याच्या आणि किंचित क्षारीय द्रव्यांच्या परिस्थितीत काम करणारे भाग तयार करण्यासाठी केला जातो. मिश्रधातूचा उपयोग सागरी जहाजबांधणीसाठी भागांच्या निर्मितीसाठी तसेच भारदस्त तापमानात (१८०-२०० डिग्री सेल्सिअस पर्यंत) चालणाऱ्या भागांसाठी केला जातो.
कडक अवस्थेत उच्च मॅग्नेशियम सामग्री (9-11%) असलेल्या मिश्र धातुंमध्ये (AL8, AL8M, AL27-1) खूप उच्च यांत्रिक गुणधर्म असतात. तथापि, कास्ट भागांमधून थेट कापलेल्या नमुन्यांमधील मिश्रधातूंचे यांत्रिक गुणधर्म अतिशय असमान आहेत; असमान गुणधर्मांचे मुख्य कारण म्हणजे कास्टिंग विषमता, संकोचन ढिलेपणा आणि सच्छिद्रता, तसेच कास्टिंगच्या मोठ्या भागांमध्ये ऑक्साईडचा समावेश आहे.
या मिश्रधातूंचा एक मोठा तोटा म्हणजे त्यांची नैसर्गिक वृद्धत्वाची वाढलेली संवेदनशीलता. हे स्थापित केले गेले आहे की अॅल्युमिनियम-मॅग्नेशिअम मिश्रधातूंमध्ये 10% Mg पेक्षा जास्त सामग्री दीर्घकालीन स्टोरेजनंतर आणि ऑपरेशन दरम्यान कठोर कास्ट पार्ट्सच्या गळतीस कारणीभूत ठरते.
टेबलमध्ये आकृती 15 दीर्घकालीन नैसर्गिक वृद्धत्व दरम्यान विविध मॅग्नेशियम सामग्रीसह मिश्र धातुंच्या यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये बदल दर्शविते. सादर केलेला डेटा सूचित करतो की वाढत्या मॅग्नेशियम सामग्रीसह, नैसर्गिक वृद्धत्वाची प्रवृत्ती वाढते. यामुळे उत्पन्नाच्या बिंदूमध्ये वाढ होते, अंतिम सामर्थ्य आणि लवचिकतेत तीव्र घट होते.
आंतरग्रॅन्युलर गंजासाठी अकरा वर्षे वयाच्या मिश्रधातूंचे नमुने तपासताना असे आढळून आले की 8.8% Mg पेक्षा कमी असलेले मिश्र धातु या प्रकारच्या गंजासाठी संवेदनशील नसतात आणि जास्त मॅग्नेशियम सामग्रीसह, अभ्यास केलेले सर्व मिश्र धातु मोठ्या प्रमाणात गंज प्राप्त करतात. नैसर्गिक वृद्धत्वाच्या प्रभावाखाली. आंतरग्रॅन्युलर गंज होण्याची शक्यता असते.
3% NaCl द्रावणात 1% HCl सोबत एक दिवस बुडवून प्रमाणित पद्धतीनुसार चाचणी केलेल्या नमुन्यांच्या पृष्ठभागावरील फोकल गंज जखमांची सरासरी खोली होती: 0.11 मिमी - 8.8% Mg च्या सामग्रीसह मिश्र धातु, 0. 22 मिमी - 11.5% Mg आणि 0.26 मिमी - 13.5% Mg वर.
अॅल्युमिनियम-मॅग्नेशियम मिश्र धातु AL27 आणि AL27-1 मध्ये मुख्य मिश्र धातु घटकांची समान सामग्री आहे (मॅग्नेशियम, बेरिलियम, टायटॅनियम, झिरकोनियम); AL27-1 मिश्र धातुमध्ये लोह आणि सिलिकॉन अशुद्धतेची सामग्री प्रत्येकी 0.05% पेक्षा जास्त नसावी.

टेबलमध्ये 16 लोह, सिलिकॉन आणि मॅग्नेशियमची अशुद्धता असलेल्या अॅल्युमिनियम-मॅग्नेशियम मिश्र धातुचे यांत्रिक गुणधर्म दर्शविते.
वरील डेटा सर्व प्रथम दर्शवितो की 9% पेक्षा कमी मॅग्नेशियम (0.1% लोह आणि सिलिकॉन प्रत्येक) असलेल्या मिश्रधातूमध्ये तुलनेने कमी यांत्रिक गुणधर्म असतात (σв = 28.5 kgf/mm2; δ5 = 12.5%). अभ्यास केलेल्या मिश्रधातूंपैकी, 10.5% Mg (σв = 38 kgf/mm2; δ5 = 26.5%) असलेल्या मिश्रधातूमध्ये सर्वाधिक यांत्रिक गुणधर्म आहेत. 12.2% च्या मॅग्नेशियम सामग्रीसह, तन्य शक्ती देखील उच्च पातळीवर आहे (38.3 kgf/mm2), परंतु वाढ थोडी कमी आहे (21%).
जेव्हा AL8 मिश्रधातूमधील लोह सामग्री समान सिलिकॉन सामग्रीवर (0.07%) 0.38% पर्यंत वाढते, तेव्हा तन्य शक्तीमध्ये कोणताही बदल दिसून येत नाही आणि वाढ थोडीशी कमी होते. या मिश्रधातूमध्ये सिलिकॉन 0.22% पर्यंत वाढल्याने, तन्य शक्ती (33.7 kgf/mm2 पर्यंत) आणि लांबपणा (17.5%) दोन्ही लक्षणीयरीत्या कमी होतात. सिलिकॉनचे प्रमाण 0.34% पर्यंत वाढवणे, लोखंडाचे प्रमाण कमी असतानाही (0.10%), यांत्रिक गुणधर्म लक्षणीयरीत्या कमी होतात: तन्य शक्ती 29.5 kgf/mm2 पर्यंत कमी होते, आणि वाढवणे 13% होते. याव्यतिरिक्त, जर या मिश्रधातूतील लोह सामग्री 0.37% पर्यंत वाढविली गेली, तर यांत्रिक गुणधर्म आणखी कमी होतील, परंतु सिलिकॉन सामग्री वाढण्यापेक्षा कमी प्रमाणात: तन्य शक्ती 27.6 kgf/mm2 होईल आणि वाढेल. 10.5% असावे.
अगदी कमी प्रमाणात सिलिकॉनच्या प्रतिकूल परिणामाचे कारण स्पष्टपणे मॅग्नेशियमसाठी सिलिकॉनच्या उच्च आत्मीयतेमुळे Mg2Si संयुगाची निर्मिती मानली जाऊ शकते. मिश्रधातूमध्ये सिलिकॉन जितके जास्त असेल तितके हे कंपाऊंड जास्त असेल. Mg2Si कंपाऊंड तथाकथित "चायनीज फॉन्ट" च्या स्वरूपात स्फटिक बनते आणि धान्याच्या सीमारेषेवर स्थित, घन द्रावणाच्या दाण्यांचे बंधन व्यत्यय आणते आणि त्याव्यतिरिक्त विशिष्ट प्रमाणात मॅग्नेशियम बांधते.

अंजीर मध्ये. 26, a, b वेगवेगळ्या शुद्धतेच्या पदार्थांपासून तयार केलेल्या कास्ट अवस्थेत 10% Mg सह अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या मायक्रोस्ट्रक्चरची तुलना करताना दाखवले आहे. मिश्रधातूच्या संरचनेत, उच्च-शुद्धतेच्या सामग्रीपासून कास्ट केलेले, अॅल्युमिनियममधील मॅग्नेशियमच्या घन द्रावणाचे धान्य असते, ज्याच्या सीमांवर Al3Mg2 फेज स्थित आहे. कमी-शुद्धतेच्या सामग्रीवर तयार केलेल्या मिश्रधातूच्या संरचनेत, Al3Mg3 फेज व्यतिरिक्त, Mg3Si कंपाऊंड "चायनीज फॉन्ट" स्वरूपात आणि FeAl3 कंपाऊंड दोन प्रकारच्या प्लेट्सच्या स्वरूपात पाहू शकतो - सपाट आणि तारेच्या आकाराचे (हे वरवर पाहता एकाच आकाराचे वेगवेगळे विभाग आहेत). Mg2Si कंपाऊंड धान्याच्या सीमेवर स्थित आहे आणि FeAl3 प्लेट्स धान्यांच्या आत स्थित आहेत किंवा त्यांच्या सीमांना छेदतात. काही प्रकरणांमध्ये, FeAl3 प्लेट्स Mg2Si क्रिस्टल्सला छेदतात, जे वितळण्यापासून त्यांचे प्राथमिक स्फटिकीकरण सूचित करतात. उष्मा उपचारानंतर, Mg2Si टप्पा घन द्रावणात जातो आणि उच्च-शुद्धता सामग्रीपासून तयार केलेल्या मिश्रधातूची सूक्ष्म रचना घन द्रावणाचे दाणे दर्शवते (चित्र 26c).
लोह आणि सिलिकॉनच्या हानिकारक अशुद्धतेची तीक्ष्ण मर्यादा तसेच अॅल्युमिनियम-मॅग्नेशियम मिश्रधातूंमध्ये बेरिलियम, टायटॅनियम आणि झिरकोनियम अॅडिटीव्ह्सचा समावेश (AL27 आणि AL27-1) या मिश्रधातूंच्या गंज प्रतिकार आणि यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये लक्षणीय वाढ करण्यास योगदान देते. CO मिश्र धातु AL8 च्या तुलनेत.
AL8M मिश्रधातूचे उदाहरण वापरून विविध घटकांच्या अॅडिटीव्हसह उच्च-शुद्धतेच्या अल-एमजी मिश्रधातूंच्या अतिरिक्त मिश्रधातूचा परिणाम शोधला जाऊ शकतो. उच्च (11.5% पर्यंत) मॅग्नेशियम सामग्रीसह अल-एमजी मिश्रधातू (AL8, AL27) चे एक तोटे म्हणजे नैसर्गिक वृद्धत्वाची त्यांची प्रवृत्ती, प्लास्टिकच्या गुणधर्मांमध्ये घट आणि कास्टिंगमध्ये क्रॅक होण्याची शक्यता. तथापि, असे गृहीत धरले जाऊ शकते की AL8 मिश्र धातुचे गुणधर्म स्थिर करण्याचे मार्ग शोधले जाऊ शकतात. त्यापैकी एक म्हणजे α सॉलिड सोल्यूशनच्या मॅग्नेशियम सुपरसॅच्युरेशनची डिग्री कमी करणे, म्हणजे मिश्र धातुमधील मॅग्नेशियम सामग्री कमी करणे. त्याच वेळी, वृद्धत्व प्रक्रियेची गती झपाट्याने कमी होईल. तथापि, हे लक्षात घेतले पाहिजे की मिश्रधातूतील मॅग्नेशियमचे प्रमाण कमी होत असताना, मिश्रधातूचे यांत्रिक गुणधर्म खराब होतात. या प्रकरणात मिश्र धातुंचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारण्यासाठी, मिश्र धातु आणि बदल लागू करणे आवश्यक आहे.

टेबलमध्ये आकृती 17 मध्ये मॉलिब्डेनमच्या प्रभावाचे परिणाम आणि पोटॅशियम फ्लुरोझिरकोनेट मीठाने केलेल्या उपचारांचे परिणाम आणि कामानुसार अल-एमजी (10.5% एमजी) मिश्र धातुच्या गुणधर्मांवर आणि धान्य आकारावर सादर केले आहे.
जर वितळण्यावर पोटॅशियम फ्लोरोझिरकोनेटचा उपचार केला गेला तर, मॉलिब्डेनमचा दहाव्या भागामध्ये समावेश केल्याने मिश्रधातूच्या स्फटिकासारखे धान्य खूप मजबूत परिष्कृत होते; AL8 मिश्र धातुमध्ये 0.1% Mo समाविष्ट करून सर्वात मोठा ग्राइंडिंग प्रभाव प्राप्त होतो.
झिर्कोनियम आणि मॉलिब्डेनमच्या एकत्रित जोडणीसह या घटकांपैकी प्रत्येक घटक स्वतंत्रपणे जोडण्यापेक्षा मजबूत धान्य शुद्धीकरण हे स्पष्टपणे स्पष्ट केले आहे की इतर घटकांच्या उपस्थितीत प्रत्येक पदार्थाची विद्राव्यता कमी होते. यामुळे मोठ्या प्रमाणात इंटरमेटॅलिक कणांची निर्मिती झाली पाहिजे, म्हणजेच न्यूक्लिएशन केंद्रे. अनेक केंद्रांमधून क्रिस्टलायझेशन एक बारीक धान्य रचना प्रदान करते.
धान्य शुद्धीकरणाच्या प्रभावाच्या पूर्ण अनुषंगाने यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये बदल होतो. यांत्रिक चाचण्यांचे सादर केलेले परिणाम दर्शविते की पोटॅशियम फ्लूरोझिरकोनेटसह वितळलेल्या प्रक्रियेमुळे आणि 0.1% Mo वापरल्याने मिश्रधातूचे सामर्थ्य गुणधर्म 29.9 ते 43-44 kgf/mm2, उत्पादन शक्ती 18 ते 22 पर्यंत वाढवणे शक्य होते. kgf/mm2 आणि सापेक्ष वाढ 14 ते 23% पर्यंत. जेव्हा मॉलिब्डेनम सामग्री 0.1% पेक्षा जास्त असते तेव्हा यांत्रिक गुणधर्म खराब होतात.
टेबलमध्ये आकृती 18 AL8, AL8M आणि AL27-1 मिश्रधातूंचे तुलनात्मक गुणधर्म दर्शविते.

आधी नमूद केल्याप्रमाणे, अल-एमजी मिश्रधातूंमधील मॅग्नेशियमचे प्रमाण कमी करणे, तसेच विविध ऍडिटीव्हसह मिश्रित करणे, सुपरसॅच्युरेटेड सॉलिड सोल्युशनच्या विघटनाचे प्रमाण लक्षणीयरीत्या कमी करू शकते, तसेच सामान्य गंजाचा दर आणि मिश्रधातूंची संवेदनाक्षमता बदलू शकते. इंटरक्रिस्टलाइन गंज.
हा परिणाम स्पष्ट करण्यासाठी, काम मॅग्नेशियम आणि मिश्रित पदार्थांच्या विविध सामग्रीसह मिश्र धातुंच्या ओल्या चेंबरमध्ये चाचण्यांचे परिणाम सादर करते (तक्ता 19).
अभ्यासात असेही दिसून आले आहे की कालांतराने सापेक्ष वजन वाढणे हे पॅराबॉलिक कायद्याचे पालन करते. हे सूचित करते की सर्व मिश्रधातूंच्या नमुन्यांच्या पृष्ठभागावर चांगल्या संरक्षणात्मक गुणधर्मांसह दाट ऑक्साईड फिल्म तयार होते. ऑक्साईड फिल्मची सर्वात गहन वाढ पहिल्या 500 दिवसांमध्ये होते. त्यानंतर, ऑक्सिडेशन दर स्थिर होते. हे लक्षात घ्यावे की सुधारित मिश्र धातुंच्या चित्रपटात वरवर पाहता चांगले संरक्षणात्मक गुणधर्म आहेत.

मायक्रोस्ट्रक्चरच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की गंज चाचण्यांच्या संपूर्ण कालावधीत असलेल्या मिश्रधातूंमधील आंतरक्रिस्टलाइन गंज प्रक्रियेत लक्षणीय विकास झाला नाही.
11.5% Mg असलेले मिश्र धातु वेगळ्या पद्धतीने वागतात. सुधारित मिश्र धातुंच्या नमुन्यांच्या सापेक्ष वजन वाढीतील बदलाचे स्वरूप देखील पॅराबॉलिक कायद्याचे पालन करते. तथापि, 8.5% Mg असलेल्या मिश्र धातुंच्या ऑक्सिडेशन दराच्या तुलनेत ऑक्सिडेशन दर लक्षणीय वाढतो आणि ऑक्साईड फिल्म लक्षणीय जास्त जाडीवर संरक्षणात्मक गुणधर्म प्राप्त करते.
मूळ मिश्रधातूमध्ये, सापेक्ष वजन वाढीच्या बदलाचे स्वरूप देखील पॅराबॉलिक नियमांचे पालन करते. तथापि, 300 ते 500 दिवसांच्या कालावधीत, ऑक्साईड फिल्मच्या वाढीच्या दरात तीव्र वाढ दिसून येते. या इंद्रियगोचर, वरवर पाहता, या कालावधीत ऑक्साईड फिल्मच्या क्रॅकिंगद्वारे स्पष्ट केले जाऊ शकते कारण त्यामध्ये लक्षणीय अंतर्गत तणाव निर्माण होतो.
नव्याने तयार झालेल्या ऑक्साइडने ऑक्साइड फिल्ममधील क्रॅक बरे केल्यानंतर, ऑक्सिडेशन दर कमी होईल आणि भविष्यात अक्षरशः अपरिवर्तित राहील.
11.5% Mg असलेल्या मिश्रधातूंच्या मायक्रोस्ट्रक्चरच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की मूळ मिश्रधातूमध्ये, 300 दिवसांच्या गंज चाचण्यांनंतर, β-फेजच्या अवक्षेपणामुळे धान्याच्या सीमा मोठ्या प्रमाणात घट्ट होतात आणि मिश्रधातूला आंतरक्रिस्टलाइन गंज होण्याची शक्यता असते. साहजिकच, या कालावधीत, गंज क्रॅक तयार होण्यास सुरुवात होते, कारण चाचणीच्या 500 व्या दिवसापर्यंत, गंजयुक्त क्रॅक धातूमध्ये खूप खोलवर प्रवेश करतात आणि भरपूर धान्याच्या सीमा पकडतात.
बदल न केलेल्या मिश्रधातूच्या विपरीत, सुधारित मिश्रधातूंमध्ये आंतरक्रिस्टलाइन गंजण्याची प्रक्रिया धातूच्या पृष्ठभागाच्या थरापर्यंत मर्यादित असते आणि 1000 दिवसांच्या गंज चाचण्यांनंतरही ती मजबूतपणे विकसित होत नाही. हे लक्षात घ्यावे की आंतरक्रिस्टलाइन गंजण्याची प्रक्रिया झिरकोनियम आणि मॉलिब्डेनमसह सुधारित मिश्रधातूमध्ये कमीत कमी विकसित होते.
संरचनेच्या पूर्ण अनुषंगाने मिश्रधातूंच्या यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये बदल होतात.
सारणीतील डेटा दर्शविल्याप्रमाणे. 19, सुधारित मिश्र धातुंची तन्य शक्ती सतत वाढत आहे, जी नैसर्गिक वृद्धत्व प्रक्रियेद्वारे स्पष्ट केली जाते. मूळ मिश्रधातूमध्ये, दोन प्रक्रिया समांतरपणे घडतात: नैसर्गिक वृद्धत्व, ज्यामुळे मिश्रधातू मजबूत होतो आणि आंतरक्रिस्टलाइन गंजण्याची प्रक्रिया, ज्यामुळे ते मऊ होते. परिणामी, मूळ मिश्रधातूची तन्य शक्ती 1000 दिवसांच्या गंज चाचण्यांनी काहीशी कमी होते.
मिश्रधातूंच्या सापेक्ष वाढीतील बदल हे आणखी सूचक आहे: मूळ मिश्रधातूसाठी, 100 दिवसांच्या गंज चाचण्यांनंतर प्लॅस्टिक गुणधर्मांमध्ये तीव्र घट सुरू होते, तर सुधारित मिश्र धातुंसाठी केवळ 500 दिवसांनंतर. हे लक्षात घेतले पाहिजे की 500 दिवसांच्या गंज चाचण्यांनंतर सुधारित मिश्रधातूंची लवचिकता कमी होणे हे आंतरक्रिस्टलाइन गंज प्रक्रियेपेक्षा नैसर्गिक वृद्धत्वाच्या परिणामी मिश्रधातूच्या विलक्षण प्रक्रियेद्वारे स्पष्ट केले जाऊ शकते.

उच्च मॅग्नेशियम सामग्री (AL8, AL8M, AL27-1, AL27) असलेल्या Al-Mg मिश्रधातूंच्या तोट्यांमध्ये आंतरग्रॅन्युलर गंज आणि 80 डिग्री सेल्सिअस (टेबल 20) पेक्षा जास्त तापमानात दीर्घकाळ गरम होण्याच्या परिणामी प्रकट होणारी गंज आणि तणावाची संवेदनशीलता देखील समाविष्ट आहे. . म्हणून, या मिश्र धातुंना -60 ते +60 डिग्री सेल्सिअस तापमानात थोड्या काळासाठी कार्यरत असलेल्या पॉवर पार्ट्सच्या निर्मितीसाठी शिफारस केली जाते आणि काही प्रकरणांमध्ये ते दुर्मिळ कांस्य आणि पितळ, स्टेनलेस स्टील्स आणि विकृत अॅल्युमिनियमऐवजी यशस्वीरित्या वापरले जाऊ शकतात. मोठ्या ऍप्लिकेशन्ससह घटक आणि भाग ऑपरेट करताना मिश्रधातू. (शॉक आणि पर्यायी भारांसह) विविध परिस्थितीत (समुद्राचे पाणी आणि धुक्यासह).
दीर्घकालीन ऑपरेशन दरम्यान या मिश्र धातुंपासून बनवलेल्या कास्टिंगमध्ये क्रॅक तयार होण्याची प्रवृत्ती कमी करण्यासाठी, मिश्र धातुंमधील मॅग्नेशियम सामग्री 10% पर्यंत मर्यादित करणे आणि 50-60 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत गरम केलेले तेलातील भाग शांत करणे आवश्यक आहे.
कडक अवस्थेतील मिश्रधातू AL23 आणि AL23-1 हे आंतरग्रॅन्युलर क्षरणास प्रवण नसतात. या मिश्रधातूंच्या कास्ट अवस्थेत, जेव्हा आंतरग्रॅन्युलर गंजासाठी चाचणी केली जाते, तेव्हा धान्याच्या सीमारेषेवर गंजाचा विकास दिसून येतो, जो धान्याच्या सीमारेषेसह अतिरिक्त β-फेजच्या या मिश्रधातूच्या कास्ट स्ट्रक्चरमध्ये अस्तित्वामुळे होतो. क्रिस्टलायझेशन प्रक्रिया.
AL23-1 आणि AL23 मिश्रधातूंचे वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म टेबलमध्ये दिले आहेत. २१.

AL23-1 आणि AL23 मिश्र धातुंना आर्गॉन-आर्क वेल्डिंगद्वारे समाधानकारकपणे वेल्डेड केले जाऊ शकते. वेल्डेड जोडांची ताकद बेस मटेरियलच्या ताकदीच्या 80-90% आहे. AL23-1 मिश्रधातूपासून बनविलेले कास्ट पार्ट्स AMg6 मिश्र धातुपासून बनवलेल्या भागांसह वेल्डिंग करताना चांगले परिणाम प्राप्त झाले.
AL23-1 आणि AL23 ग्रेडचे मिश्र धातु कास्ट आणि कठोर दोन्ही स्थितीत वापरले जाऊ शकतात. कास्ट स्थितीत, AL23 आणि AL23-1 मिश्रधातू मध्यम स्थिर आणि तुलनेने लहान शॉक लोड असलेल्या भागांच्या निर्मितीसाठी आहेत. कठोर अवस्थेत, AL23-1 मिश्र धातु मध्यम स्थिर आणि शॉक लोड अंतर्गत कार्यरत भागांच्या निर्मितीसाठी आहे. AL29 ग्रेड मिश्र धातु विविध हवामान परिस्थितीत काम करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. AL29 मिश्र धातु कास्टिंगचा वापर विशेष उष्णता उपचारांशिवाय केला जातो. कास्ट अवस्थेतील AL29 मिश्रधातूमध्ये समाधानकारक गंज प्रतिकार असतो. गंज प्रतिरोधकता आणखी वाढवण्यासाठी, AL29 मिश्रधातूपासून बनवलेले भाग क्रोमिक ऍसिडमध्ये एनोडाइज्ड केले जातात. AL29 मिश्रधातू, इंजेक्शन मोल्डिंगसाठी अभिप्रेत, AL13 मिश्र धातुपासून त्याच्या उच्च मॅग्नेशियम सामग्रीमध्ये, तसेच कमी परवानगीयोग्य अशुद्धता सामग्रीमध्ये भिन्न आहे. मिश्र धातु कास्ट अवस्थेत वापरला जातो. यांत्रिक आणि कास्टिंग गुणधर्मांच्या बाबतीत, मिश्रधातू AL29 मिश्रधातू AL13 पेक्षा श्रेष्ठ आहे आणि इतर सर्व वैशिष्ट्यांमध्ये ते त्याच्यासारखेच आहे आणि मध्यम स्थिर आणि शॉक लोड अंतर्गत कार्यरत भागांच्या निर्मितीसाठी तसेच उपोष्णकटिबंधीय भागात कार्यरत उपकरणांमध्ये वापरले जाते. हवामान AL29 मिश्रधातूचे बनलेले भाग 150° C पर्यंत तापमानात दीर्घकाळ काम करू शकतात.
इंजेक्शन मोल्डिंगसाठी AL22 मिश्रधातू विकसित केले गेले आहे, ज्यामध्ये काही मिनिटे आणि काहीवेळा दहापट मिनिटांसाठी भारदस्त तापमानात इंस्टॉलेशन्स आणि असेंब्लीमध्ये कार्यरत भागांच्या निर्मितीसाठी काही अनुप्रयोग आढळला आहे. AL22 मिश्र धातुमध्ये मोठ्या प्रमाणात मॅग्नेशियम (10.5-13%) असते, जे कठोर अवस्थेत त्यातून कास्टिंगचा वापर करण्यास अनुमती देते. टायटॅनियम आणि बेरिलियमच्या लहान जोड्यांसह मिश्रधातूचे मिश्रण केल्याने त्याचे कास्टिंग आणि ताकद गुणधर्म सुधारण्यास मदत होते. मिश्र धातु AL22 तांत्रिक गुणधर्म, सामर्थ्य वैशिष्ट्ये आणि उष्णता प्रतिरोधकता या दोन्ही बाबतीत मिश्रधातू AL13 पेक्षा श्रेष्ठ आहे. मिश्रधातूच्या सर्वात मोठ्या सामर्थ्यासाठी, त्यात वरच्या मर्यादेत (13% पर्यंत) मॅग्नेशियम सामग्री आणि खालच्या मर्यादेत सिलिकॉन असणे आवश्यक आहे; जटिल कॉन्फिगरेशनसह कास्टिंग भागांसाठी, मॅग्नेशियम सामग्री खालच्या मर्यादेवर आणि सिलिकॉन वरच्या मर्यादेवर असावी.
मिश्रधातूचा तोटा म्हणजे लवचिकता कमी होते. AL22 मिश्रधातूचा वापर जटिल कॉन्फिगरेशनसह कास्टिंग पार्ट्ससाठी केला जातो जे वातावरण आणि समुद्राच्या पाण्याच्या संक्षारक परिस्थितीत मध्यम स्थिर भार (एकूण आणि साधन प्रकारचे भाग) अंतर्गत कार्य करतात. भागांच्या इंजेक्शन मोल्डिंगसाठी मिश्रधातूचा सर्वाधिक वापर केला जातो. या प्रकरणात, कास्टिंग कास्ट स्थितीत वापरली जाते. AL22 मिश्रधातूचे बनलेले भाग 200° C पर्यंत तापमानात दीर्घकाळ काम करू शकतात.
नवीन कास्टिंग मिश्र धातु ग्रेड AL28 कास्ट स्थितीत (उष्णतेच्या उपचारांशिवाय) वापरला जातो ताज्या पाण्याच्या पाइपलाइन, तेल आणि इंधन प्रणाली तसेच जहाज यंत्रणा आणि उपकरणांच्या काही भागांसाठी फिटिंग तयार करण्यासाठी, ज्याचे ऑपरेटिंग तापमान नाही. 100° C पेक्षा जास्त. उच्च तापमानात, घन द्रावणाचे तीव्र विघटन होते आणि धान्याच्या सीमारेषेवर β-फेजचा वर्षाव होतो, ज्यामुळे मिश्रधातूला जळजळ होते.
टेबलमध्ये 22 ग्रेड कंपोझिशनमधील मुख्य मिश्रधातूंच्या घटकांच्या सामग्रीवर अवलंबून AL28 मिश्र धातुचे यांत्रिक गुणधर्म दर्शविते.
AL28 मिश्रधातूमध्ये 0.1-0.2% Zr समाविष्ट केल्याने ताकद गुणधर्म 2-3 kgf/mm2 ने वाढतात आणि वितळण्याच्या तापमानात स्थिर असलेल्या झिरकोनियम हायड्राइड मिश्रधातूच्या निर्मितीमुळे कास्टिंगची घनता वाढते. उच्च-शुद्धता प्रारंभिक सामग्री चार्ज म्हणून वापरताना, मिश्रधातूची ताकद आणि लवचिकता मध्ये लक्षणीय वाढ दिसून येते.

मिश्रधातू LL28 मध्ये ताजे आणि समुद्राच्या पाण्यात तसेच सागरी वातावरणात उच्च गंज प्रतिरोधक क्षमता आहे. या परिस्थितीत मिश्रधातूचा गंज प्रतिकार शुद्ध अॅल्युमिनियमच्या जवळ येतो.
अंजीर मध्ये. आकृती 27 0.1% H2O2 सह ऍसिडिफाइड 3% NaCl सोल्यूशनमध्ये AL28 मिश्रधातूच्या गंज प्रतिकार चाचणीचे परिणाम दर्शविते. चाचणी कालावधी 1000 तासांचा होता. तुलनेसाठी, AL8, AL13 आणि AL4 मिश्र धातुंची समान परिस्थितींमध्ये चाचणी केली गेली.

टेबलमध्ये आकृती 23 AL28, AL4 आणि AL13 मधील 3% NaCl + 0.l% H2O2 च्या जलीय द्रावणाच्या संपर्कात येण्यापूर्वी आणि नंतर मिश्रधातूंच्या तन्य चाचणीचे परिणाम दर्शविते, जे पुष्टी करतात की AL28 मिश्रधातूचा गंज प्रतिकार त्याच्यापेक्षा श्रेष्ठ आहे. इतर अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंचा अभ्यास केला.
10,000 तास संक्षारक वातावरणाच्या संपर्कात आल्यानंतर AL28 मिश्रधातूचे यांत्रिक गुणधर्म अपरिवर्तित राहिले, तर AL4 मिश्र धातुने सामर्थ्य गुणधर्मांमध्ये काही बिघाड आणि वाढीमध्ये लक्षणीय (50% पेक्षा जास्त) घट दर्शविली.

AL28 मिश्रधातूची वाढलेली गंज प्रतिरोधकता मॅंगनीज अॅडिटीव्हच्या उपस्थितीद्वारे स्पष्ट केली जाते, ज्याचा शुद्ध अॅल्युमिनियम आणि काही अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या गंज गुणधर्मांवर फायदेशीर प्रभाव पडतो. AL28 मिश्रधातू सामान्य तापमानात, तसेच 100 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत गरम केल्यावर आणि बराच वेळ (1000 तासांपर्यंत) ठेवल्यास गंजण्याची प्रवृत्ती दर्शवत नाही. तथापि, 100° सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमानात तुलनेने अल्प-मुदतीचे एक्सपोजर देखील संक्षारक वातावरणात या मिश्रधातूची कार्यक्षमता झपाट्याने कमी करतात, ज्यामुळे भारदस्त तापमानात त्याचा वापर करणे व्यावहारिकदृष्ट्या अशक्य होते.
2-3 वर्षांच्या नैसर्गिक परिस्थितीत (काळ्या समुद्रात) प्रायोगिक कास्टिंगच्या गंज चाचण्यांवरून असे दिसून आले आहे की AL28 मिश्रधातूला गंज लागण्याची शक्यता नाही. 10 m/s वेगाने फिरणाऱ्या समुद्राच्या पाण्यात चाचणी केली असता AL28 मिश्रधातूने स्वतःला सर्वात प्रतिरोधक अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंपैकी एक असल्याचे सिद्ध केले आहे. अनेक वर्षांपासून शिप एअर कंडिशनर्सच्या सीलबंद फ्रीॉन कॉम्प्रेसरच्या क्रॅंककेसच्या ऑपरेशनने फ्रीॉन -22 च्या क्रियेस प्रतिरोधक सामग्री म्हणून AL28 मिश्र धातुपासून ते तयार करण्याची व्यवहार्यता आणि विश्वासार्हता पुष्टी केली आहे.
उष्णकटिबंधीय तापमान, उच्च आर्द्रता आणि समुद्राच्या पाण्याच्या परिस्थितीत आधुनिक यांत्रिक अभियांत्रिकी आणि विशेषत: जहाजबांधणीमध्ये सामग्रीची ताकद आणि कार्यक्षमतेवर वाढीव मागणी वाढल्यामुळे तणावाच्या गंजांना अलीकडे खूप महत्त्व दिले गेले आहे असे म्हटले पाहिजे. कास्ट अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या गंज क्रॅकिंगच्या संवेदनाक्षमतेच्या अभ्यासाचे वर्णन करणारे काम हे स्वारस्य आहे.
प्री-कॅलिब्रेटेड कॉइल स्प्रिंग वापरून तन्य शक्ती तयार केली गेली. लोड 5 मिमी व्यासासह एका नमुन्यात हस्तांतरित केले गेले. नमुन्याच्या आकारामुळे त्यास संक्षारक वातावरणासह बाथ जोडणे शक्य झाले. संपर्क गंज टाळण्यासाठी, स्थापनेची पकड बाथमधून काढली जाते. 3% NaCl + 0.1% H2O2 चे जलीय द्रावण संक्षारक माध्यम म्हणून वापरले गेले.
तणावाच्या परिमाणानुसार अयशस्वी होण्याची वेळ निश्चित करण्यासाठी, नमुने एका स्थापनेमध्ये ठेवण्यात आले होते ज्यामध्ये पारंपारिक उत्पन्न शक्तीच्या 1.2-0.4 शी संबंधित शक्ती तयार केली गेली होती. प्राप्त परिणाम अंजीर मध्ये दर्शविले आहेत. 28, 29, 30.

अशाप्रकारे, अभ्यास केलेल्या सर्व मिश्रधातूंसाठी, हवेतील तणावावरील नमुन्यांचे "जीवन" वेळ अवलंबून असते (म्हणजेच खोलीच्या तपमानावर दीर्घकालीन ताकद) समन्वय तणाव - अपयशाच्या वेळेचा लॉगरिथम एका सरळ रेषेद्वारे व्यक्त केला जातो, जे बहुतेक धातूच्या पदार्थांचे वैशिष्ट्य आहे: वाढत्या लोडसह, नमुने नष्ट होण्यापूर्वीचा वेळ कमी होतो. तथापि, मॅग्नालियम (AL28, AL8 आणि AL27-1) साठी ताण-वेळ-फ्रॅक्चर संबंध तुटलेल्या वक्र द्वारे व्यक्त केले जातात, ज्यामध्ये दोन जवळजवळ सरळ शाखा असतात. वक्रच्या डाव्या शाखा दर्शविते की तणावाखाली या मिश्रधातूंचा गंज प्रतिकार मुख्यत्वे तणावाच्या पातळीवर अवलंबून असतो; भार वाढल्याने नमुन्याच्या "आयुष्यात" तीव्र घट होते. कमी भारांवर, तणावावरील अयशस्वी होण्याच्या वेळेचे अवलंबित्व नाहीसे होते, म्हणजे, या तणावांवर, नमुन्यांचे "जीवनकाळ" तणावाच्या पातळीवर अवलंबून नसते - उजवी शाखा ही एक सरळ रेषा असते, जवळजवळ वेळेच्या अक्षाच्या समांतर असते. . या मिश्रधातूंसाठी तणाव गंज प्रतिकारासाठी मर्यादा किंवा "थ्रेशोल्ड" असल्याचे दिसून येते.
हे लक्षात घेतले पाहिजे की तणावाखाली असलेल्या AL28 मिश्र धातुची गंज प्रतिकार मर्यादा एक महत्त्वपूर्ण मूल्य आहे, अंदाजे सशर्त उत्पन्न शक्तीच्या समान आहे. जसे की ज्ञात आहे, संरचनात्मक ताणांची पातळी सामान्यतः उत्पन्न शक्तीपेक्षा जास्त नसते, म्हणजे, आम्ही असे गृहीत धरू शकतो की या मिश्र धातुपासून बनवलेल्या कास्टिंगचे गंज क्रॅकिंग व्यावहारिकरित्या वगळलेले आहे.
AL8 मिश्रधातूसाठी, ताण गंज प्रतिकार मर्यादा 8 kgf/mm2 पेक्षा जास्त नाही, जी या मिश्रधातूच्या उत्पन्न शक्तीपेक्षा अंदाजे 2 पट कमी आहे आणि त्याची कमी ताण गंज प्रतिकार दर्शवते.
AL27-1 मिश्रधातूची ताण गंज प्रतिकार मर्यादा त्याच्या सशर्त उत्पन्न शक्तीच्या समान मानली जाऊ शकते. AL27-1 मिश्रधातूमध्ये, AL8 मिश्रधातूप्रमाणे, सुमारे 10% Mg असते, तथापि, बेरिलियम, टायटॅनियम आणि झिर्कोनियमच्या थोड्या प्रमाणात (0.05-0.15%) अतिरिक्त मिश्रधातूमुळे त्याची गंज क्रॅक होण्याची संवेदनशीलता कमी होते.
AL8, AL27-1 आणि AL28 ग्रेडचे अॅल्युमिनियम-मॅग्नेशियम मिश्र धातु दीर्घकाळ ताणतणावाच्या क्षरणासाठी प्रतिकार राखण्यास सक्षम आहेत हे तापमान निर्धारित करण्यासाठी उष्णतेच्या प्रभावाखाली गंज क्रॅक होण्याच्या संवेदनाक्षमतेचा अभ्यास केला गेला. , तसेच प्रक्रियेदरम्यान या मिश्रधातूपासून बनविलेले भाग अल्पकालीन गरम करण्याची परवानगी स्थापित करण्यासाठी. त्यांचे उत्पादन (उदाहरणार्थ, गर्भाधान दरम्यान, संरक्षणात्मक कोटिंग्ज इ.). या मिश्रधातूंचे नमुने 70, 100, 125 आणि 150 डिग्री सेल्सिअस तापमानाच्या तापमानावर अवलंबून 1 ते 1000 तासांपर्यंत वृद्धत्वाच्या अधीन होते आणि नंतर 0.9-0.8 तणाव पातळीच्या बरोबरीच्या तणावाखाली चाचणी केली गेली ज्यावर गंज क्रॅक होत नाही, प्रारंभिक स्थितीसाठी परिभाषित.
अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 31 डेटा दर्शवितो की दीर्घ कालावधीसाठी 100°C पर्यंत गरम केल्यावर AL28 मिश्रधातूचा ताण गंज प्रतिकार कमी होत नाही आणि संक्षारक वातावरणात कार्यक्षमतेचे नुकसान न करता 150°C पर्यंत अल्पकालीन गरम करण्याची परवानगी आहे.

प्रीहिटिंगच्या अधीन असलेल्या AL8 आणि AL27-1 मिश्रधातूंच्या तणावाखाली गंज प्रतिरोधक चाचणीच्या परिणामांवरून असे दिसून आले की या मिश्रधातूंचे बनलेले भाग गंजच्या परिस्थितीत भारदस्त तापमानात वापरणे व्यावहारिकदृष्ट्या अस्वीकार्य आहे. अॅल्युमिनियम-मॅग्नेशिअम मिश्रधातूंच्या AL8, AL27-1 च्या संवेदनाक्षमतेचा अभ्यास केल्यापासून प्राप्त झालेल्या स्थितीत आणि कृत्रिम वृद्धत्व या दोन्हींपैकी गंज क्रॅकिंगचा अभ्यास करून मिळालेले परिणाम आपल्याला असा निष्कर्ष काढू देतात की तणावाखाली त्यांचे गंज वर्तन मुख्यत्वे घनाच्या स्थिरतेद्वारे निर्धारित केले जाते. समाधान रचना.
समान प्रमाणात मॅग्नेशियम असलेल्या AL8 आणि AL27-1 मिश्रधातूंच्या तणाव संक्षारण प्रतिरोधकतेची तुलना दर्शविते की AL27-1 मिश्रधातू, ज्याची रचना अतिरिक्त मिश्रधातूद्वारे स्थिर केली जाते, त्यात जास्त ताण गंज प्रतिकार असतो. मिश्रधातू AL28, ज्यामध्ये 4.8-6.3% घन द्रावणाची स्थिरता असते, ज्याची 10% Mg असलेल्या मिश्र धातुंपेक्षा जास्त असते, ते गंज क्रॅकिंगला अधिक प्रतिरोधक असते.

प्रश्न 1. अॅल्युमिनियम-तांबे प्रणालीचा फेज आकृती काढा. द्रव आणि घन अवस्थेतील घटकांच्या परस्परसंवादाचे वर्णन करा, फेज आकृतीच्या सर्व भागात संरचनात्मक घटक दर्शवा आणि कुर्नाकोव्हच्या नियमांचा वापर करून दिलेल्या प्रणालीतील मिश्रधातूंच्या गुणधर्मांमधील बदलाचे स्वरूप स्पष्ट करा.

ड्युरल्युमिनमधील सर्वात महत्त्वाची अशुद्धता तांबे आहे.

A1-Cu मिश्रधातूंचे फेज आकृती (चित्र 1.) टाईप III च्या फेज आकृत्यांचा संदर्भ देते, जेव्हा घटक एक घन समाधान तयार करतात

मर्यादित विद्राव्यता, घटत्या तापमानासह कमी होत आहे. या प्रकारच्या फेज आकृती असलेल्या मिश्र धातुंमध्ये, दुय्यम

घन द्रावणाच्या आंशिक विघटनाशी संबंधित क्रिस्टलायझेशन. अशा मिश्रधातूंना III आणि IV गटांच्या उष्णता उपचारांच्या अधीन केले जाऊ शकते, म्हणजे कडक होणे

अॅल्युमिनियमचे राज्य आकृती - तांबे मिश्र धातु.

आणि वृद्धत्व. फेज आकृती A1 - Cu वरून असे दिसून येते की अॅल्युमिनियममध्ये तांब्याची सर्वाधिक विद्राव्यता 548° वर दिसून येते, जेव्हा ते

5.7%; जसजसे तापमान कमी होते तसतसे अॅल्युमिनियममधील तांब्याची विद्राव्यता कमी होते आणि खोलीच्या तापमानात 0.5% असते. जर 0.5 ते 5.7% पर्यंत तांब्याचे प्रमाण असलेल्या मिश्रधातूंना फेज ट्रान्सफॉर्मेशनच्या तापमानापेक्षा जास्त गरम करून शमन केले जाते (उदाहरणार्थ, A1 - क्यू मिश्र धातुंच्या फेज आकृतीवरील बिंदू 5 वर), तर मिश्र धातुचे रूपांतर एकसंध घनात होईल. उपाय a. शमन केल्यानंतर, घन द्रावण मिश्रधातूमध्ये विघटित होईल, उच्च प्रमाणात फैलाव असलेल्या अतिरिक्त टप्प्यासह सोडले जाईल. अल - क्यू मिश्रधातूमधील असा टप्पा म्हणजे घन आणि ठिसूळ रासायनिक संयुग CuAl 2.

अतिसंतृप्त घन द्रावणाचे विघटन दीर्घकाळ होऊ शकते जेव्हा मिश्रधातू खोलीच्या तपमानावर (नैसर्गिक वृद्धत्व) आणि भारदस्त तापमानात (कृत्रिम वृद्धत्व) अधिक लवकर ठेवला जातो. वृद्धत्वाचा परिणाम म्हणून, मिश्रधातूची कडकपणा आणि ताकद वाढते, तर लवचिकता आणि कणखरपणा कमी होतो.

कुर्नाकोव्हच्या नियमांचा वापर करून पूर्णतः विकसित झालेल्या वृद्धत्वाच्या सिद्धांतानुसार, मिश्रधातूंमध्ये वृद्धत्वाची प्रक्रिया अनेक टप्प्यात होते. वृद्धत्वाचा परिणाम म्हणून आढळलेल्या मिश्रधातूंचे कडक होणे हे अत्यंत विखुरलेल्या अवस्थेतील अतिवृष्टीच्या कालावधीशी संबंधित आहे. संरचनेत होणारे बदल केवळ इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप वापरून पाहिले जाऊ शकतात. सामान्यतः, प्रक्रियेचा हा टप्पा नैसर्गिक वृद्धत्व दरम्यान कठोर मिश्रधातूंमध्ये होतो. त्याच वेळी, मिश्र धातुची कडकपणा आणि ताकद वाढते.

जेव्हा कठोर मिश्रधातू तुलनेने कमी तापमानात गरम केले जातात, भिन्न मिश्र धातुंसाठी भिन्न (कृत्रिम वृद्धत्व), दुसरा टप्पा उद्भवतो, ज्यामध्ये अवक्षेपित टप्प्यांच्या कणांच्या विस्ताराचा समावेश होतो. ही प्रक्रिया ऑप्टिकल मायक्रोस्कोप वापरून पाहिली जाऊ शकते. मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये मजबुतीकरणाच्या टप्प्यांचे विस्तारित अवक्षेपण गुणधर्मांमधील नवीन बदलांशी जुळते - मिश्रधातूची ताकद आणि कडकपणा कमी होणे आणि त्याची प्लॅस्टिकिटी आणि कडकपणा वाढणे. वृद्धत्व केवळ अशा मिश्रधातूंमध्येच दिसून येते ज्यात मर्यादित विद्राव्यता असलेले फेज आकृती असते, जे कमी होत असलेल्या तापमानासह कमी होते. मोठ्या संख्येने मिश्रधातूंमध्ये या प्रकारचे आकृती असल्याने, वृद्धत्वाची घटना अतिशय सामान्य आहे. अनेक नॉन-फेरस मिश्र धातुंचे थर्मल उपचार - अॅल्युमिनियम, तांबे इ. वृद्धत्वाच्या घटनेवर आधारित आहे.

वर चर्चा केलेल्या A1 - Cu मिश्रधातूंमध्ये, ही प्रक्रिया खालीलप्रमाणे पुढे जाते. कडक मिश्रधातूमध्ये नैसर्गिक वृद्धत्वादरम्यान, वाढीव तांबे सामग्रीसह झोन (डिस्क) तयार होतात. या झोनची जाडी, ज्याला गिनीयर-प्रेस्टन झोन म्हणतात, दोन ते तीन अणू स्तरांएवढी आहे. 100° आणि त्याहून अधिक तापमानाला गरम केल्यावर, हे झोन तथाकथित Ө फेजमध्ये रूपांतरित होतात, जे रासायनिक संयुग CuA1 2 चे अस्थिर ऍलोट्रॉपिक बदल आहे. 250° पेक्षा जास्त तापमानात, 9" टप्प्याचे Ө (CuA1 2) टप्प्यात रूपांतर होते. पुढे, Ө (CuA1 2) अवस्थेचा वर्षाव होतो. वृद्धत्वाच्या पहिल्या टप्प्यात मिश्रधातूमध्ये सर्वात जास्त कडकपणा आणि ताकद असते.

D1 ग्रेड ड्युरल्युमिनमध्ये, घन द्रावणाच्या विघटनादरम्यान Ө फेज देखील सोडला जातो आणि D16 ग्रेड ड्युरल्युमिनमध्ये असे अनेक टप्पे असतात.

ड्युरल्युमिनपासून बनवलेल्या भागांच्या उष्णतेच्या उपचारांच्या तंत्रज्ञानामध्ये कडक होणे, सुपरसॅच्युरेटेड सॉलिड सोल्यूशन मिळविण्यासाठी केले जाते आणि नैसर्गिक किंवा कृत्रिम वृद्धत्व असते. कठोर होण्यासाठी, भाग 495° पर्यंत गरम केले जातात आणि थंड पाण्यात थंड केले जातात.

कडक झालेले भाग खोलीच्या तपमानावर ठेवून नैसर्गिक वृद्धत्वातून जातात. वृद्धत्वाच्या 4-7 दिवसांनंतर, भाग सर्वात जास्त ताकद आणि कडकपणा प्राप्त करतात. अशाप्रकारे, अॅनिल अवस्थेत ग्रेड D1 ड्युरल्युमिनची तन्य शक्ती 25 आहे kg/mm 2 , आणि त्याची कडकपणा समान आहे एन IN = ४५; कडक होणे आणि नैसर्गिक वृद्धत्वानंतर, तन्य शक्ती 40 आहे kg/mm 2 , आणि कडकपणा वाढतो एन व्ही = 100.

घन द्रावणाचे विघटन करण्यासाठी लागणारा वेळ कडक ड्युरल्युमिन 100 - 150 ◦ (कृत्रिम वृद्धत्व) पर्यंत गरम करून कित्येक तासांपर्यंत कमी केला जाऊ शकतो, तथापि, कृत्रिम वृद्धत्वासह कडकपणा आणि सामर्थ्य मूल्ये नैसर्गिक पेक्षा किंचित कमी असतात. वृद्धत्व गंज प्रतिकार देखील काही प्रमाणात कमी होतो. Duralumin ग्रेड D16 आणि D6 मध्ये कडकपणा आणि वृद्धत्वानंतर सर्वात जास्त कडकपणा आणि ताकद असते. Duralumin ग्रेड DZP आणि D18 वाढीव लवचिकता असलेले मिश्र धातु आहेत.

उष्मा उपचारानंतर त्यांच्या कमी विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण आणि उच्च यांत्रिक गुणधर्मांमुळे विविध उद्योगांमध्ये, विशेषत: विमानाच्या बांधकामात ड्युरल्युमिनचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

ड्युरल्युमिनिन्स चिन्हांकित करताना, अक्षर D म्हणजे “ड्युरल्युमिन”, आणि संख्या ही मिश्रधातूची पारंपारिक संख्या आहे.

2. लोह-कार्बन मिश्रधातूंचे राज्य रेखाचित्र

लोह आणि कार्बनच्या मिश्रधातूंचे पारंपारिकपणे दोन-घटक मिश्र धातु म्हणून वर्गीकरण केले जाते. त्यांची रचना, मुख्य घटकांव्यतिरिक्त - लोह आणि कार्बन, सामान्य अशुद्धता - मॅंगनीज, सिलिकॉन, सल्फर, फॉस्फरस, तसेच वायू - नायट्रोजन, ऑक्सिजन, हायड्रोजन आणि काहीवेळा काही इतर घटकांचे ट्रेस असतात. लोह आणि कार्बन एक स्थिर रासायनिक संयुग Fe 3 C (93.33% Fe आणि 6.67% C) तयार करतात, ज्याला लोह कार्बाइड किंवा सिमेंटाइट म्हणतात. वापरलेल्या लोह-कार्बन मिश्र धातुंमध्ये (स्टील्स, कास्ट इस्त्री) कार्बनचे प्रमाण 6.67% पेक्षा जास्त नसते, आणि म्हणून लोह कार्बाइड (फे-फे 3 सी सिस्टम) असलेले लोह मिश्र धातु, ज्यामध्ये दुसरा घटक सिमेंटाइट असतो, व्यावहारिक असतात. महत्त्व.

जेव्हा कार्बनचे प्रमाण 6.67% पेक्षा जास्त असेल तेव्हा मिश्रधातूंमध्ये कोणतेही मुक्त लोह नसेल, कारण ते सर्व कार्बनसह रासायनिक संयोगात प्रवेश करेल. या प्रकरणात, मिश्रधातूंचे घटक लोह कार्बाइड आणि कार्बन असतील; मिश्र धातु दुसऱ्या प्रणाली Fe 3 C -C चे असतील, ज्याचा पुरेसा अभ्यास झालेला नाही. याव्यतिरिक्त, 6.67% पेक्षा जास्त कार्बन सामग्री असलेले लोह-कार्बन मिश्र धातु अतिशय ठिसूळ आहेत आणि व्यावहारिकरित्या वापरले जात नाहीत.

मिश्रधातू Fe -Fe 3 C (6.67% पर्यंत C सामग्रीसह), त्याउलट, खूप व्यावहारिक महत्त्व आहे. अंजीर मध्ये. आकृती 2 तापमान - एकाग्रता निर्देशांकात प्लॉट केलेले Fe -Fe 3 C मिश्र धातुंच्या स्थितीचे संरचनात्मक आकृती दर्शवते. ऑर्डिनेट अक्ष मिश्रधातूंचे तापविण्याचे तापमान दर्शविते आणि अॅब्सिसा अक्ष टक्केवारी म्हणून कार्बनचे प्रमाण दर्शविते. डावा ऑर्डिनेट 100% लोह सामग्रीशी संबंधित आहे आणि उजवा ऑर्डिनेट 6.67% कार्बन सामग्री (किंवा 100% Fe 3 C एकाग्रता) शी संबंधित आहे.

उजव्या ऑर्डिनेटवर Fe 3 C चा वितळण्याचा बिंदू आहे, जो 1550° (बिंदू) शी संबंधित आहे डी आकृतीवर).

लोखंडाच्या वितळण्याच्या बिंदूव्यतिरिक्त, डाव्या बाजूस, लोहामध्ये बदल आहेत या वस्तुस्थितीमुळे, 1535° (बिंदू एआकृतीवर), लोहाच्या अ‍ॅलोट्रॉपिक ट्रान्सफॉर्मेशनचे तापमान देखील प्लॉट केलेले आहे: 1390° (बिंदू एन ) आणि 910° (बिंदू G).

अशा प्रकारे, आकृतीचे निर्देश मिश्रधातूच्या शुद्ध घटकांशी संबंधित आहेत (लोह आणि सिमेंटाइट), आणि त्यांच्या दरम्यान 0 ते 6.67% C पर्यंत वेगवेगळ्या एकाग्रतेच्या मिश्र धातुंशी संबंधित बिंदू आहेत.

तांदूळ. 2. मिश्रधातूंच्या स्थितीचे स्ट्रक्चरल आकृतीफे - फे 3 सी .

काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये, रासायनिक संयुग (सिमेंटाइट) तयार होऊ शकत नाही, जे सिलिकॉन, मॅंगनीज आणि इतर घटकांच्या सामग्रीवर तसेच इनगॉट्स किंवा कास्टिंगच्या थंड होण्याच्या दरावर अवलंबून असते. या प्रकरणात, कार्बन ग्रेफाइटच्या स्वरूपात मुक्त स्थितीत मिश्र धातुंमध्ये सोडला जातो. या प्रकरणात, दोन मिश्र धातु प्रणाली नसतील (Fe -Fe 3 C आणि Fe 3 C -C). ते रासायनिक संयुगे नसलेल्या एकल Fe-C मिश्र धातु प्रणालीद्वारे बदलले जातात.

2.1 लोह-कार्बन मिश्र धातुंचे स्ट्रक्चरल घटक.

सूक्ष्म विश्लेषणावरून असे दिसून येते की लोह-कार्बन मिश्र धातुंमध्ये सहा संरचनात्मक घटक तयार होतात, म्हणजे: फेराइट, सिमेंटाइट, ऑस्टेनाइट आणि ग्रेफाइट, तसेच परलाइट आणि लेडेब्युराइट.

फेराइट Fe a मध्ये कार्बन इंटरकॅलेशनचे घन द्रावण म्हणतात. Fe मधील कार्बनची विद्राव्यता नगण्य असल्याने, फेराइटला जवळजवळ शुद्ध Fe a मानले जाऊ शकते. फेराइटमध्ये शरीर-केंद्रित क्यूबिक जाळी (BC) असते. सूक्ष्मदर्शकाखाली, या संरचनात्मक घटकामध्ये विविध आकाराचे हलके दाणे दिसतात. फेराइटचे गुणधर्म लोहासारखेच आहेत: ते मऊ आणि लवचिक आहे, ज्याची तन्य शक्ती 25 आहे. kg/mm 2 , कडकपणा एन IN = 80, सापेक्ष वाढ 50%. फेराइटची प्लॅस्टिकिटी त्याच्या धान्याच्या आकारावर अवलंबून असते: धान्य जितके बारीक असेल तितकी त्याची प्लॅस्टिकिटी जास्त असेल. 768° (क्युरी पॉइंट) पर्यंत ते फेरीमॅग्नेटिक आहे आणि त्याच्या वर पॅरामॅग्नेटिक आहे.

सिमेंटाइटलोह कार्बाइड Fe 3 C म्हणतात. सिमेंटाइटमध्ये एक जटिल रॅम्बिक जाळी असते. सूक्ष्मदर्शकाखाली, या स्ट्रक्चरल घटकामध्ये प्लेट्स किंवा विविध आकारांचे धान्य दिसतात. सिमेंटाइट कठीण आहे (एन IN > 800 एकक) आणि नाजूक आहे, आणि त्याचा सापेक्ष विस्तार शून्याच्या जवळ आहे. द्रव मिश्रधातूपासून प्राथमिक क्रिस्टलायझेशन दरम्यान सोडलेले सिमेंटाइट (प्राथमिक सिमेंटाइट किंवा सी 1) आणि Y-ऑस्टेनाइट (दुय्यम सिमेंटाइट किंवा सी 2) च्या घन द्रावणातून सोडलेले सिमेंटाइट यांच्यात फरक केला जातो. याव्यतिरिक्त, घन द्रावणाच्या विघटन दरम्यान a (क्षेत्र G.P.Q. राज्य आकृतीवर), सिमेंटाइट वेगळे दिसते, ज्याला मागील सिमेंटाईट किंवा सी 3 असे म्हणतात. सिमेंटाइटच्या सर्व प्रकारांमध्ये समान क्रिस्टलीय रचना आणि गुणधर्म असतात, परंतु कणांचे आकार भिन्न असतात - प्लेट्स किंवा धान्य. सर्वात मोठे प्राथमिक सिमेंटाइटचे कण आहेत आणि सर्वात लहान प्राथमिक सिमेंटाइटचे कण आहेत. 210° (क्युरी पॉइंट) पर्यंत सिमेंटाइट फेरीमॅग्नेटिक आहे आणि त्याच्या वर ते पॅरामॅग्नेटिक आहे.

ऑस्टेनाइट Fe Y मध्ये कार्बन इंटरकॅलेशनचे घन द्रावण म्हणतात. ऑस्टेनाइटमध्ये चेहरा-केंद्रित क्यूबिक जाळी (K12) आहे. सूक्ष्मदर्शकाखाली, या संरचनात्मक घटकामध्ये वैशिष्ट्यपूर्ण दुहेरी रेषा (जुळे) असलेले हलके दाणे दिसतात. ऑस्टेनाइटची कडकपणा आहे एन IN = 220. ऑस्टेनाइट पॅरामॅग्नेटिक आहे.

ग्रेफाइटअणूंच्या स्तरित व्यवस्थेसह एक सैल पॅक केलेले षटकोनी जाळी आहे. सूक्ष्मदर्शकाखाली, या संरचनात्मक घटकामध्ये राखाडी कास्ट आयर्नमध्ये विविध आकार आणि आकारांच्या प्लेट्सचे स्वरूप, निंदनीय कास्ट आयर्नमध्ये फ्लेकसारखे आकार आणि उच्च-शक्तीच्या कास्ट आयर्नमध्ये गोलाकार आकार असतो. ग्रेफाइटचे यांत्रिक गुणधर्म अत्यंत कमी आहेत.

सूचीबद्ध केलेले सर्व चार संरचनात्मक घटक एकाच वेळी लोह-कार्बन मिश्र धातुंच्या प्रणालीचे टप्पे देखील आहेत, कारण ते एकसंध आहेत - घन द्रावण (फेराइट आणि ऑस्टेनाइट), रासायनिक संयुग (सिमेंटाइट) किंवा मूलभूत पदार्थ (ग्रेफाइट).

लेडेब्युराइट आणि परलाइटचे संरचनात्मक घटक एकसंध नसतात. ते विशेष गुणधर्मांसह यांत्रिक मिश्रण आहेत (युटेक्टिक आणि युटेक्टॉइड).

पेर्लाइटफेराइट आणि सिमेंटाइटचे युटेक्टॉइड मिश्रण म्हणतात. दुय्यम क्रिस्टलायझेशन दरम्यान ते ऑस्टेनाइटपासून तयार होते आणि त्यात 0.8% सेल्सिअस असते. परलाइटचे निर्मिती तापमान 723° असते. हे गंभीर तापमान, फक्त स्टीलमध्येच पाहिले जाते, त्याला पॉइंट म्हणतात A±.परलाइटमध्ये लॅमेलर रचना असू शकते, जेव्हा सिमेंटाइटला प्लेट्सचा आकार असतो, किंवा दाणेदार रचना असते, जेव्हा सिमेंटाइटमध्ये दाण्यांचा आकार असतो. लॅमेलर आणि ग्रॅन्युलर पेरलाइटचे यांत्रिक गुणधर्म काहीसे वेगळे आहेत. लॅमेलर परलाइटची तन्य शक्ती 82 आहे kg/mm 2 , सापेक्ष वाढ 15%, कडकपणा एन व्ही = 190-^-230. ग्रॅन्युलर परलाइटची तन्य शक्ती 63 आहे kg/mm 2 , सापेक्ष वाढ 20% आणि कडकपणा R = 1.60-g-190.

Ledeburiteऑस्टेनाइट आणि सिमेंटाईटचे युटेक्टिक मिश्रण म्हणतात. 1130° वर प्राथमिक क्रिस्टलायझेशन प्रक्रियेदरम्यान ते तयार होते. लोह-कार्बन मिश्र धातुंच्या प्रणालीतील हे सर्वात कमी क्रिस्टलायझेशन तापमान आहे. ऑस्टेनाइट, जो लेडेब्युराइटचा भाग आहे, त्याचे 723° वर परलाइटमध्ये रूपांतर होते. म्हणून, 723° खाली आणि खोलीच्या तापमानापर्यंत, लेडेब्युराइटमध्ये परलाइट आणि सिमेंटाइट यांचे मिश्रण असते. तो खूप कठीण आहे (एन व्ही ^700) आणि नाजूक. लेडेब्युराइटची उपस्थिती हे पांढऱ्या कास्ट इस्त्रीचे संरचनात्मक वैशिष्ट्य आहे. लोह-कार्बन मिश्रधातूंचे यांत्रिक गुणधर्म संरचनात्मक घटकांची संख्या, त्यांचे आकार, आकार आणि स्थान यावर अवलंबून असतात.

Fe -Fe 3 C स्थितीचे स्ट्रक्चरल आकृती एक जटिल आकृती आहे, कारण लोह-कार्बन मिश्र धातुंमध्ये केवळ क्रिस्टलायझेशनशी संबंधित परिवर्तनच होत नाही तर घन अवस्थेत देखील परिवर्तन होते.

स्टील आणि पांढऱ्या कास्ट आयर्नमधील सीमा 2% कार्बन एकाग्रता आहे आणि संरचनात्मक वैशिष्ट्य म्हणजे लेडेब्युराइटची उपस्थिती किंवा अनुपस्थिती. 2% पेक्षा कमी कार्बन सामग्री असलेल्या मिश्र धातुंना (ज्यामध्ये लेडेब्युराइट नसते) स्टील्स म्हणतात आणि 2% पेक्षा जास्त कार्बन सामग्री असलेल्या मिश्र धातुंना (ज्यांच्या संरचनेत लेडेब्युराइट असते) पांढरे कास्ट लोह म्हणतात.

कार्बन एकाग्रता आणि स्टीलच्या संरचनेवर अवलंबून, कास्ट इस्त्री सामान्यतः खालील संरचनात्मक गटांमध्ये विभागली जातात: हायपोएटेक्टॉइड स्टील्स (0.8% सी पर्यंत); रचना - फेराइट आणि परलाइट; eutectoid स्टील (0.8% C); रचना - मोती;

hypereutectoid स्टील्स (0.8 ते 2% C पेक्षा जास्त); रचना - दुय्यम सिमेंटाइटमध्ये परलाइट;

hypoeutectic पांढरा कास्ट लोह (2 ते 4.3% C पेक्षा जास्त); रचना - ledeburite (विघटित), pearlite आणि दुय्यम cementite;

eutectic पांढरा कास्ट लोह (4.3% C); रचना - ledeburite;

hypereutectic पांढरा कास्ट लोह (4.3 ते 6.67% C पेक्षा जास्त); रचना - ledeburite (विघटित) आणि प्राथमिक cementite.

हे विभाजन, Fe-Fe 3 C फेज आकृतीवरून पाहिले जाऊ शकते, खोलीच्या तपमानावर या मिश्रधातूंच्या संरचनात्मक स्थितीशी संबंधित आहे.

प्रश्न 3.

30KhGSA स्टीलने बनवलेल्या भागाच्या पृष्ठभागाच्या बारीक मिलिंगसाठी टूल कार्बाइड मिश्रधातू निवडा. वैशिष्ट्ये द्या, मिश्रधातूच्या निवडलेल्या ब्रँडचा उलगडा करा, मिश्रधातूची संरचनात्मक वैशिष्ट्ये आणि गुणधर्मांचे वर्णन करा.

साधने तीन गटांमध्ये विभागली गेली आहेत: कटिंग (कटर, ड्रिल, कटर इ.), मोजमाप (गेज, रिंग, टाइल इ.), आणि गरम आणि थंड धातू तयार करण्यासाठी साधने (शिक्के, रेखाचित्र बोर्ड इ.). साधनांच्या प्रकारावर अवलंबून, त्यांच्या उत्पादनासाठी स्टील्सची आवश्यकता भिन्न आहे.

कटिंग टूल्ससाठी स्टील्सची मुख्य आवश्यकता म्हणजे उच्च कडकपणाची उपस्थिती, जी कापून (लाल प्रतिकार) धातूंच्या प्रक्रियेदरम्यान उद्भवणार्या उच्च तापमानात कमी होत नाही. मेटल-कटिंग टूल्सची कडकपणा R c = 60÷65 असावी. याव्यतिरिक्त, कटिंग टूल्ससाठी स्टील्समध्ये उच्च पोशाख प्रतिरोध, सामर्थ्य आणि समाधानकारक कडकपणा असणे आवश्यक आहे.

कटिंग टूल्सच्या निर्मितीसाठी हाय-स्पीड स्टील्सचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. हाय-स्पीड स्टील हे बहुघटक मिश्रधातू आहे आणि ते कार्बाइड (लेडेब्युराइट) वर्गातील स्टील्सचे आहे. लोह आणि कार्बन व्यतिरिक्त, त्याच्या रचनामध्ये क्रोमियम, टंगस्टन आणि व्हॅनेडियम समाविष्ट आहे. हाय-स्पीड स्टीलमधील मुख्य मिश्रधातू घटक टंगस्टन आहे. सर्वाधिक प्रमाणात वापरले जाणारे (टेबल 3) हाय-स्पीड स्टील ग्रेड P18 (18% W) आणि P9 (9% W) आहेत.

हाय-स्पीड स्टीलला उष्णता उपचारानंतर उच्च कडकपणा R C = 62 आणि लाल प्रतिकार प्राप्त होतो, ज्यामध्ये शमन आणि वारंवार टेम्परिंग असते.

तक्ता 1

हाय स्पीड स्टीलची रासायनिक रचना

(GOST 5952-51 नुसार)

स्टील ग्रेड
	सी	प	क्र	व्ही	मो
आर १८	0,70 – 0,80	17,5 – 19,0	3,8 – 4,4	1,04 – 1,4	≤0,3
आर ९	0,85 – 0,95	8,5 – 10,0	3,8 – 4,4	2,0 – 2,6	≤0,3

आकृती 3 हाय-स्पीड स्टील R18 च्या उष्णता उपचाराचा आलेख दर्शविते.

आम्ही ते क्लीन मिलिंगसाठी टूल ग्रेड म्हणून निवडतो कारण... स्टीलचा हा दर्जा त्याच्या वैशिष्ट्यांनुसार आम्हाला अनुकूल आहे.

हाय-स्पीड स्टीलच्या उष्णतेच्या उपचारात अनेक वैशिष्ट्ये आहेत जी त्याच्या रासायनिक रचनाद्वारे निर्धारित केली जातात. हार्डनिंग दरम्यान हाय-स्पीड स्टीलचे गरम करणे उच्च तापमानात (1260-1280°) केले जाते, जे ऑस्टेनाइटमध्ये क्रोमियम, टंगस्टन आणि व्हॅनेडियम कार्बाइड्स विरघळण्यासाठी आवश्यक असते. कमी थर्मल चालकता आणि ठिसूळपणामुळे स्टीलमध्ये मोठा अंतर्गत ताण टाळण्यासाठी 800-850° पर्यंत गरम करणे हळूहळू केले जाते, नंतर ऑस्टेनाइट धान्याची वाढ आणि डीकार्ब्युराइजेशन टाळण्यासाठी जलद गरम 1260-1280° पर्यंत चालते. . हाय-स्पीड स्टीलचे कूलिंग तेलात चालते. 500-550° तापमानात लवणांमध्ये हाय-स्पीड स्टीलचे टप्प्याटप्प्याने कडक होणे देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

शमन केल्यानंतर हाय-स्पीड स्टीलच्या संरचनेत मार्टेन्साइट (54%), कार्बाइड्स (16%) आणि राखून ठेवलेले ऑस्टेनाइट (30%) असतात. कडक झाल्यानंतर, हाय-स्पीड स्टीलला 560° वर वारंवार टेम्परिंग केले जाते. सामान्यतः, राखून ठेवलेल्या ऑस्टेनाइटचे प्रमाण कमी करण्यासाठी आणि स्टीलची कडकपणा वाढवण्यासाठी 1 तासाच्या होल्डिंग टाइमसह तीन वेळा टेम्परिंग केले जाते. टेम्परिंग तापमानात एक्सपोजर दरम्यान, ऑस्टेनाइटमधून कार्बाइड सोडले जातात आणि थंड झाल्यावर, ऑस्टेनाइटचे मार्टेन्साइटमध्ये रूपांतर होते. जणू दुय्यम कडक होणे. टेम्परिंगनंतर हाय-स्पीड स्टीलची रचना टेम्पर्ड मार्टेन्साइट, अत्यंत विखुरलेले कार्बाइड आणि थोड्या प्रमाणात राखून ठेवलेले ऑस्टेनाइट असते. ठेवलेल्या ऑस्टेनाइटचे प्रमाण आणखी कमी करण्यासाठी, हाय-स्पीड स्टील्सवर थंड उपचार केले जातात, जे टेम्परिंगपूर्वी केले जातात. कमी-तापमान सायनिडेशनचा वापर कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध वाढविण्यासाठी खूप प्रभावी आहे.

विविध कटिंग टूल्सच्या निर्मितीसाठी हाय-स्पीड स्टील्सचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो; या स्टील्सपासून बनविलेले टूल्स कार्बन स्टील्सपासून बनवलेल्या टूल्सच्या कटिंग गतीपेक्षा 3-4 पट जास्त कटिंग वेगाने कार्य करतात आणि कटिंग प्रक्रियेदरम्यान 600º - 620º पर्यंत गरम केल्यावर कटिंग गुणधर्म टिकवून ठेवतात.

प्रश्न. 4स्प्रिंगच्या निर्मितीसाठी सर्वात तर्कसंगत आणि किफायतशीर दर्जाचे स्टील निवडा, ज्याला उष्णता उपचारानंतर उच्च लवचिकता आणि किमान 44 ... 45 HRC E. एक वैशिष्ट्य द्या, स्टीलची रचना दर्शवा, निवडा आणि उष्णता उपचार मोडचे औचित्य सिद्ध करा. उष्मा उपचारानंतर स्टीलची सूक्ष्म रचना आणि गुणधर्म यांचे वर्णन करा आणि रेखाटन करा.

स्प्रिंग्सचा उपयोग ऊर्जा (स्प्रिंग मोटर्स) साठवण्यासाठी, शॉक शोषून घेण्यासाठी आणि शोषून घेण्यासाठी, झडप वितरण यंत्रणेतील थर्मल विस्ताराची भरपाई करण्यासाठी, इत्यादीसाठी केला जातो. स्प्रिंगचे विकृत रूप त्याच्या स्ट्रेचिंग, कॉम्प्रेशन, वाकणे किंवा वळणे या स्वरूपात प्रकट होऊ शकते.

बल P आणि स्प्रिंग विरूपण F यांच्यातील संबंधांना स्प्रिंग वैशिष्ट्य म्हणतात.

डिझाइनरच्या हँडबुकनुसार - यांत्रिक अभियांत्रिकी, लेखक. अनुरीव. V.I., आम्ही सर्वात तर्कसंगत आणि किफायतशीर स्टील ग्रेड निवडतो:

स्टील - 65G(मॅंगनीज स्टील), ज्याची लवचिकता आणि कडकपणा 42...48 HRC E. Requel नुसार आहे. स्टीलचे उष्णतेचे उपचार: कठोर तापमान - 830 º से, (तेल मध्यम), टेम्परिंग - 480 º से. तन्य शक्ती (δ B) - 100 kg/mm 2, उत्पादन शक्ती (δ t) - 85 kg/mm 2, सापेक्ष वाढ (δ 5) – 7%, सापेक्ष अरुंदता (ψ) – 25%.

वैशिष्ट्ये – P – S सामग्रीसह उच्च दर्जाचे स्प्रिंग स्टील 0.025% पेक्षा जास्त नाही. 2 श्रेणींमध्ये विभागलेले: 1 – डीकार्बोनाइज्ड लेयर, 2 – सामान्यीकृत डीकार्बोनाइज्ड लेयरसह

प्रश्न 5. AK4-1 मिश्रधातूचा वापर विमानाच्या इंजिनच्या कॉम्प्रेसर डिस्कच्या निर्मितीसाठी केला जात असे. वर्णन द्या, मिश्रधातूच्या यांत्रिक गुणधर्मांची रचना आणि वैशिष्ट्ये, मिश्रधातूला कडक करण्याची पद्धत आणि स्वरूप, गंजापासून संरक्षणाच्या पद्धती दर्शवा.

AK4-1 हे अॅल्युमिनियम-आधारित मिश्रधातू आहे, विकृतीद्वारे उत्पादनात प्रक्रिया केली जाते, उष्णता उपचाराने मजबूत होते आणि उष्णता-प्रतिरोधक होते.

मिश्रधातू रचना: Mg – 1.4…1.8%. घन – १.९…२.५%. फे – ०.८…१.३%. नि – ०.८…१.३%. Ti - 0.02…0.1%, अशुद्धता 0.83% पर्यंत. मिश्रधातूची तन्य शक्ती 430 MPa आहे, उत्पादन शक्ती 0.2 - 280 MPa आहे.

लोह, निकेल, तांबे आणि इतर घटकांसह मिश्रित बळकटीचे टप्पे तयार करतात

प्रश्न 6.उद्योगात धातू नसलेल्या सामग्रीच्या वापरासाठी आर्थिक पूर्वस्थिती. गॅसने भरलेल्या प्लॅस्टिकच्या गटांचे आणि गुणधर्मांचे वर्णन करा, प्रत्येक गटातील उदाहरणे, त्यांचे गुणधर्म आणि विमानाच्या संरचनेत वापरण्याची व्याप्ती द्या.

अलीकडे, नॉन-मेटलिक पॉलिमर सामग्रीचा स्ट्रक्चरल साहित्य म्हणून वाढत्या प्रमाणात वापर केला जातो. पॉलिमरचे मुख्य वैशिष्ट्य असे आहे की त्यांच्याकडे धातूमध्ये अंतर्भूत नसलेले अनेक गुणधर्म आहेत आणि ते धातूच्या संरचनात्मक सामग्रीमध्ये चांगली भर घालू शकतात किंवा त्यांची जागा बदलू शकतात आणि विविध प्रकारच्या प्लास्टिक आणि विविध प्रकारच्या भौतिक-रासायनिक आणि यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये अंतर्भूत असतात. मेकॅनिकल इंजिनीअरिंग, इन्स्ट्रुमेंट मेकिंग, उपकरणे तयार करणे आणि दैनंदिन जीवनातील सर्व शाखांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जाणार्‍या उत्पादनांवर प्रक्रिया करणे सोपे आहे. प्लास्टिकचे वस्तुमान कमी विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण (0.05 ते 2.0 पर्यंत) द्वारे दर्शविले जाते g/cm 3 ), उच्च इन्सुलेट गुणधर्म आहेत, गंज चांगल्या प्रकारे प्रतिकार करतात, घर्षण गुणांकांची विस्तृत श्रेणी आणि उच्च घर्षण प्रतिरोधक क्षमता आहे.

एकाच वेळी बांधकामाचा हलकापणा सुनिश्चित करताना गंजरोधक, आम्ल प्रतिरोधकता, नीरवपणा असलेली उत्पादने मिळवणे आवश्यक असल्यास, प्लास्टिकचे वस्तुमान फेरस धातूंना पर्याय म्हणून काम करू शकतात. काही प्रकारच्या प्लास्टिकच्या पारदर्शकता आणि उच्च प्लास्टिक गुणधर्मांमुळे, ते ऑटोमोटिव्ह उद्योगासाठी सुरक्षा काचेच्या उत्पादनासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. उच्च इलेक्ट्रिकल इन्सुलेटिंग गुणधर्म असलेल्या उत्पादनांच्या निर्मितीमध्ये, प्लास्टिक उच्च-व्होल्टेज पोर्सिलेन, अभ्रक, इबोनाइट आणि इतर सामग्री बदलत आणि विस्थापित करत आहेत. शेवटी, स्टीम, पेट्रोल आणि वायूची पारगम्यता, तसेच चांगले स्वरूप असलेले उच्च पाणी आणि प्रकाश प्रतिरोधक, अनेक उद्योगांमध्ये प्लास्टिकचा व्यापक वापर सुनिश्चित करतात.

प्लॅस्टिकचा वापर बेअरिंग इन्सर्ट, सेपरेटर, सायलेंट गिअर्स, फॅन ब्लेड, वॉशिंग मशीन आणि मिक्सरसाठी ब्लेड, रेडिओ उपकरणे, रेडिओ आणि घड्याळांसाठी केस, इलेक्ट्रिकल उपकरणे, वितरक, ग्राइंडिंग व्हील, वॉटरप्रूफ आणि डेकोरेटिव्ह फॅब्रिक्स आणि विविध अलंकारिक उपभोग्य वस्तू बनवण्यासाठी केला जातो.

फोम प्लास्टिकते सिंथेटिक रेजिनवर आधारित हलके गॅसने भरलेले प्लास्टिक आहेत. फोम प्लास्टिक दोन गटांमध्ये विभागले गेले आहेत: 1 - एकमेकांशी जोडलेले छिद्र असलेले साहित्य - स्पंज (घनता 300 kg/m3 पेक्षा कमी), 2 - पृथक छिद्र असलेले साहित्य - फोम (300 kg/m3 पेक्षा जास्त घनता).

फोम प्लॅस्टिकचे गुणधर्म खूप वैविध्यपूर्ण आहेत: काहींना कडकपणा, काचेप्रमाणे, इतरांना लवचिकता, रबरसारखी असते. सर्व फोम प्लास्टिक सुतारकामाच्या साधनांसह यांत्रिक प्रक्रियेसाठी चांगले कर्ज देतात, गरम स्थितीत जटिल आकाराच्या उत्पादनांमध्ये सहजपणे दाबले जातात आणि एकत्र चिकटवले जातात. विमान उद्योगात, फोम प्लॅस्टिकचा वापर दोन कातड्यांमधील फिलर म्हणून केला जातो ज्यामुळे संरचनेची कडकपणा आणि मजबुती वाढते, तसेच उष्णता आणि ध्वनी इन्सुलेट सामग्री.

कामाचे ध्येय:इतर घटकांसह अॅल्युमिनियमच्या बायनरी मिश्रधातूंमध्ये फेज समतोल आकृती आणि फेज ट्रान्सफॉर्मेशनचा अभ्यास.

आवश्यक उपकरणे, साधने, साधने, साहित्य:मफल फर्नेस, कडकपणा परीक्षक TK-2M, ड्युरल्युमिनचे नमुने, स्टँड “नॉन-फेरस मिश्र धातुंचे मायक्रोस्ट्रक्चर्स”, मेटॅलोग्राफिक मायक्रोस्कोप.

सैद्धांतिक माहिती

अॅल्युमिनियम ही अत्यावश्यक धातू आहे ज्याचा मोठ्या प्रमाणावर अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या निर्मितीमध्ये वापर केला जातो.

अ‍ॅल्युमिनियमचा रंग चांदीसारखा पांढरा असतो आणि विलक्षण मंद रंग असतो. चेहरा-केंद्रित घनाच्या अवकाशीय जाळीमध्ये अॅल्युमिनियम स्फटिक बनते; त्यात कोणतेही अॅलोट्रॉपिक परिवर्तन आढळले नाहीत.

अॅल्युमिनियममध्ये कमी घनता (2.7 g/cm3), उच्च विद्युत चालकता (शुद्ध तांब्याच्या विद्युत चालकतेच्या सुमारे 60%) आणि लक्षणीय थर्मल चालकता असते.

वातावरणातील ऑक्सिजनद्वारे अॅल्युमिनियमच्या ऑक्सिडेशनच्या परिणामी, त्याच्या पृष्ठभागावर एक संरक्षणात्मक ऑक्साईड फिल्म तयार होते. या चित्रपटाची उपस्थिती अॅल्युमिनियम आणि अनेक अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या उच्च गंज प्रतिरोधनाचे स्पष्टीकरण देते.

अॅल्युमिनियम सामान्य वातावरणीय परिस्थितीत आणि एकाग्र (90-98%) नायट्रिक ऍसिडच्या क्रियेविरूद्ध जोरदार प्रतिरोधक आहे, परंतु बहुतेक इतर खनिज ऍसिडस् (सल्फ्यूरिक, हायड्रोक्लोरिक), तसेच अल्कली यांच्या क्रियेमुळे ते सहजपणे नष्ट होते. थंड आणि उष्ण अशा दोन्ही स्थितींमध्ये त्याची उच्च लवचिकता आहे, गॅस आणि प्रतिरोधक वेल्डिंगद्वारे चांगले वेल्डेड आहे, परंतु कटिंगद्वारे खराब प्रक्रिया केली जाते आणि कमी कास्टिंग गुणधर्म आहेत.

खालील यांत्रिक गुणधर्म गुंडाळलेल्या आणि अॅनिल्ड अॅल्युमिनियमचे वैशिष्ट्य आहेत:  व्ही= 80-100 एमपीए,  = 35-40%, NV = 250...300 MPa.

कोल्ड-वर्किंग करताना, अॅल्युमिनियमची ताकद वाढते आणि लवचिकता कमी होते. त्यानुसार, विकृतीच्या डिग्रीनुसार, अॅनिल्ड (एडी-एम), अर्ध-कोल्ड-वर्क्ड (एडी-पी) आणि कोल्ड-वर्क्ड (एडी-एन) अॅल्युमिनियम वेगळे केले जातात. कडक होणे काढून टाकण्यासाठी अॅल्युमिनियमचे एनीलिंग 350…410 С वर केले जाते.

शुद्ध अॅल्युमिनियमचे विविध उपयोग आहेत. अर्ध-तयार उत्पादने तांत्रिक अॅल्युमिनियम AD1 आणि AD पासून बनविली जातात, ज्यामध्ये अनुक्रमे किमान 99.3 आणि 98.8% अल असतात, - शीट्स, पाईप्स, प्रोफाइल, रिव्हट्ससाठी वायर.

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, अॅल्युमिनियम वायर, केबल्स, कॅपेसिटर, रेक्टिफायर्स इत्यादींच्या निर्मितीमध्ये अधिक महाग आणि जड तांबे बदलण्याचे काम करते.

तांबे, सिलिकॉन, मॅग्नेशियम आणि जस्त हे अॅल्युमिनिअम मिश्रधातूंमध्ये ओळखले जाणारे सर्वात महत्त्वाचे घटक आहेत.

अॅल्युमिनियम आणि तांबे व्हेरिएबल एकाग्रतेचे घन द्रावण तयार करतात. 0°C च्या तापमानात, अॅल्युमिनियममध्ये तांब्याची विद्राव्यता 0.3% असते आणि 548°C च्या युटेक्टिक तापमानात ती 5.6% पर्यंत वाढते. 46:54 च्या प्रमाणात अॅल्युमिनियम आणि तांबे एक स्थिर रासायनिक संयुग CuAl 2 तयार करतात.

आपण अॅल्युमिनियम-तांबे मिश्रधातूंची रचना आणि तापमान यावर अवलंबून असलेल्या स्थितीचा विचार करूया (चित्र 1). आकृतीमधील CDE रेषा ही लिक्विडस लाइन आहे आणि CNDF रेषा ही सॉलिडस लाइन आहे. एनडीएफ सॉलिडस रेषेच्या क्षैतिज विभागाला युटेक्टिक रेषा देखील म्हणतात.

MN रेषा अॅल्युमिनियममधील तांब्याची तापमान-चर विद्राव्यता दर्शवते. परिणामी, MN रेषा ही असंतृप्त घन द्रावण आणि संतृप्त द्रावणांमधील सीमा आहे. म्हणून, या रेषेला बर्‍याचदा मर्यादित विद्राव्यता रेषा देखील म्हणतात.

प्रदेश I मध्ये, कोणताही मिश्रधातू अॅल्युमिनियम आणि तांब्याचा एकसंध द्रव द्रावण असेल, म्हणजे AlCu.

आर
आहे 1. Al-CuAl 2 प्रणालीचे राज्य आकृती

प्रदेश II आणि III मध्ये, मिश्रधातू अंशतः द्रव आणि अंशतः घन अवस्थेत असतील.

प्रदेश II मध्ये, घन टप्पा अॅल्युमिनियममधील तांबेचे घन द्रावण असेल आणि द्रव अवस्था अॅल्युमिनियम आणि तांबेचे द्रव द्रावण असेल, म्हणजे. Al(Cu) + (Al Cu), जर आपण अल्युमिनिअममधील तांब्याच्या मर्यादित विद्राव्यतेचे ठोस द्रावण Al(Cu) म्हणून नियुक्त करण्यास सहमती दर्शवू.

प्रदेश III मध्ये, द्रव टप्पा देखील अॅल्युमिनियम आणि तांबेचे द्रव द्रावण असेल आणि घन टप्पा मेटल कंपाऊंड CuAl 2 असेल, म्हणजे.
+ (अल घन). निर्देशांक "I" (प्राथमिक) दर्शविते की CuAl 2 द्रव स्थितीतून क्रिस्टलायझेशन दरम्यान तयार झाला.

इतर क्षेत्रांमध्ये, पूर्णपणे घन मिश्र धातुंची खालील रचना असेल:

प्रदेश IV मध्ये अॅल्युमिनियममध्ये तांब्याचे एकसंध घन द्रावण आहे, म्हणजे Al(Cu);

प्रदेश V मध्ये - अॅल्युमिनियम आणि दुय्यम मध्ये तांबे घन द्रावण
;

प्रदेश VI मध्ये - अॅल्युमिनियममधील तांब्याचे घन द्रावण, दुय्यम CuAl 2 आणि युटेक्टिक, म्हणजे Al(Cu) +
+Al(Cu) + CuAl 2 ;

प्रदेश VII मध्ये - प्राथमिक CuAl 2 आणि eutectic, i.e.
+Al(Cu) + CuAl 2 .

या मिश्रधातूंचे युटेक्टिक हे अॅल्युमिनिअममधील तांब्याच्या घन द्रावणाचे आलटून पालटून लहान स्फटिकांचे विशेष यांत्रिक मिश्रण आहे आणि धातूचे संयुग CuAl 2, म्हणजे. Al(Cu) + CuAl 2 .

अल – CuAl 2 प्रणालीचे सर्व मिश्रधातू रचना आणि एकाग्रतेनुसार चार गटांमध्ये विभागले जाऊ शकतात:

गट 1 मध्ये 0 ते 0.3% पर्यंत तांबे आहे;

गट 2 मध्ये 0.3 ते 5.6% पर्यंत तांबे आहे;

गट 3 मध्ये 5.6 ते 33.8% पर्यंत तांबे आहे;

गट 4 मध्ये 33.8 ते 54% पर्यंत तांबे आहे.

Al – CuAl 2 प्रणालीच्या मिश्रधातूंच्या संरचनेचा विचार करूया.

अंजीर मध्ये. 2, एपहिल्या गटाच्या मिश्रधातूची रचना दर्शविते, ज्यामध्ये अॅल्युमिनियममधील तांब्याच्या घन द्रावणाचे धान्य असते. दुसऱ्या गटाच्या मिश्रधातूची रचना अंजीर मध्ये दर्शविली आहे. 2, b: अॅल्युमिनियममधील तांब्याच्या घन द्रावणाचे दाणे आणि दुय्यम CuAl 2 चे क्रिस्टल्स दिसतात,

हायपोएटेक्टिक मिश्रधातूची रचना (अ‍ॅल्युमिनियममधील तांबेचे घन द्रावण, दुय्यम CuAl 2 चे क्रिस्टल्स आणि युटेक्टिक) अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 2, व्ही. युटेक्टिक मिश्रधातूची रचना - युटेक्टिक, ज्यामध्ये अॅल्युमिनियम आणि CuAl 2 मधील तांब्याच्या घन द्रावणाचे लहान स्फटिक असतात. 2, जी. अंजीर मध्ये. 2, d Hypereutectic मिश्रधातूची रचना दर्शविली जाते, ज्यामध्ये CuAl 2 आणि eutectic चे प्राथमिक क्रिस्टल्स असतात.

युटेक्टिक असलेल्या मिश्रधातूंमध्ये, तांब्याची सामग्री त्यांच्या संरचनेद्वारे निर्धारित केली जाऊ शकते. तथापि, या प्रकरणात, युटेक्टिक आणि घन द्रावणात उपस्थित असलेल्या तांबेचे प्रमाण लक्षात घेणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, 30% युटेक्टिक आणि 70% घन द्रावण असलेल्या हायपोएटेक्टिक मिश्रधातूमध्ये, युटेक्टिकमध्ये तांबेचे प्रमाण

आणि ठोस द्रावणात

परिणामी, अभ्यासाधीन मिश्रधातूमध्ये k x + k y = 14.06% तांबे आहे, जो बिंदू A शी संबंधित आहे, जो Al – CuAl 2 प्रणालीच्या राज्य आकृतीच्या abscissa अक्षावर स्थित आहे (चित्र 1).

हायपर्युटेक्टिक मिश्रधातूंची रचना ठरवताना, युटेक्टिक आणि रासायनिक कंपाऊंडमध्ये असलेल्या तांब्याचे प्रमाण मोजले जाते.
. या प्रमाणांची बेरीज हायपर्युटेक्टिक मिश्र धातुमधील तांब्याच्या सामग्रीशी संबंधित असेल. CuAl 2 हे रासायनिक संयुग खूप कठीण आणि ठिसूळ आहे.

Duralumins मध्यम आणि उच्च शक्तीचे भाग आणि संरचनात्मक घटकांच्या निर्मितीसाठी वापरले जातात (  व्ही= 420...520 MPa), बिल्डिंग स्ट्रक्चर्समध्ये व्हेरिएबल लोड अंतर्गत टिकाऊपणा आवश्यक आहे.

ड्युरल्युमिनचा वापर स्किन, फ्रेम्स, स्ट्रिंगर आणि विमानाचे स्पार्स, लोड-बेअरिंग फ्रेम्स आणि ट्रक्सचे शरीर इत्यादी बनवण्यासाठी केला जातो.

Al आणि Si च्या मिश्रधातूंना सिलुमिन म्हणतात. त्यांच्याकडे चांगले कास्टिंग गुणधर्म आहेत आणि त्यात 4...13% Si आहे. या मिश्रधातूंच्या फेज आकृतीवरून (चित्र 3) असे दिसून येते की सिल्युमिन हे हायपोएटेक्टिक किंवा युटेक्टिक मिश्रधातू आहेत ज्यांच्या संरचनेत लक्षणीय प्रमाणात युटेक्टिक असते.

तथापि, जेव्हा सामान्य परिस्थितीत कास्ट केले जाते तेव्हा, हे मिश्रधातू एक असमाधानकारक रचना प्राप्त करतात, कारण युटेक्टिक खडबडीत लॅमेलर होते, त्यात ठिसूळ सिलिकॉनचा मोठ्या प्रमाणात समावेश होतो, ज्यामुळे मिश्र धातुंना कमी यांत्रिक गुणधर्म मिळतात.

अंजीर मध्ये. ४, ए 11...13% Si असलेले AL2 ग्रेड सिल्युमिनची रचना सादर केली आहे. राज्य आकृतीनुसार, या रचनेच्या अॅल्युमिनियम-सिलिकॉन मिश्रधातूमध्ये युटेक्टिक रचना आहे. युटेक्टिकमध्ये समाविष्ट आहे  -अॅल्युमिनियम (हलकी पार्श्वभूमी) आणि सुईच्या आकाराचे मोठे आणि नाजूक सिलिकॉन क्रिस्टल्समध्ये सिलिकॉनचे ठोस द्रावण. सिलिकॉन कणांचे अ‍ॅसिक्युलर रिलीझ डक्टाइल अॅल्युमिनियममध्ये अंतर्गत तीक्ष्ण कट तयार करतात आणि लोडिंगमध्ये अकाली अपयशी ठरतात.

तांदूळ. 3. अल-सी प्रणालीचे राज्य आकृती

तांदूळ. 4. सिलुमिन: ए- बदल करण्यापूर्वी, खडबडीत सुई युटेक्टिक (अल-सी) आणि प्राथमिक सिलिकॉन पर्जन्य; b- फेरफार केल्यानंतर, दंड युटेक्टिक

(अल-सी) आणि अॅल्युमिनियममधील सिलिकॉन आणि इतर घटकांच्या घन द्रावणाचे डेंड्राइट्स

मॉडिफायरचा परिचय क्रिस्टलायझेशनचे स्वरूप बदलतो. फेज डायग्रामच्या रेषा बदलतात ज्यामुळे 11...13% सिलिकॉन असलेले मिश्र धातु हायपोएटेक्टिक बनते.

संरचनेत जास्त हलके दाणे दिसतात  -घन समाधान (चित्र 4, b).

मॉडिफायर सिलिकॉन कणांचा आकार बदलतो: सुईच्या आकाराच्या ऐवजी, लहान इक्वेक्सेड बाहेर पडतात, जे लोडिंग दरम्यान धोकादायक ताण एकाग्रता निर्माण करत नाहीत.

बदलाच्या परिणामी, या मिश्रधातूंची तन्य शक्ती 130 ते 160 MPa पर्यंत वाढते आणि सापेक्ष वाढ 2 ते 4% पर्यंत होते.

प्रेशर-प्रक्रिया केलेल्या मिश्रधातूंमध्ये 1% पेक्षा कमी सिलिकॉन असते. मॅग्नेशियम असलेल्या अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये, सिलिकॉन त्याच्याशी स्थिर मेटल कंपाऊंड Mg 2 Si मध्ये बांधला जातो; अॅल्युमिनियमच्या सहाय्याने ते मर्यादित घन सोल्यूशन्ससह युटेक्टिक-प्रकारचे फेज आकृती बनवते (चित्र 5).

Mg 2 Si कंपाऊंड उच्च कडकपणा द्वारे दर्शविले जाते, अॅल्युमिनियममधील त्याची परिवर्तनशील विद्राव्यता उष्णता उपचारादरम्यान लक्षणीय कठोरता प्राप्त करण्यास अनुमती देते.

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, मॅग्नेशियम आणि सिलिकॉनसह मिश्रित अॅल्ड्रे सारख्या अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंचा वापर केला जातो. जेव्हा मिश्रधातू कडक होतात तेव्हा Mg 2 Si घन द्रावणातून बाहेर पडते आणि ते मजबूत करते. या उपचारांच्या परिणामी, 10-15% च्या सापेक्ष वाढीसह 350 MPa पर्यंत तन्य शक्ती प्राप्त करणे शक्य आहे. हे लक्षणीय आहे की अशा मिश्र धातुची विद्युत चालकता प्रवाहकीय अॅल्युमिनियमच्या विद्युत चालकतेच्या 85% आहे. हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की वृद्धत्वाच्या काळात घन द्रावणातून Mg 2 Si जवळजवळ पूर्णपणे काढून टाकले जाते आणि मिश्रधातूमध्ये शुद्ध अॅल्युमिनियम आणि एक मजबूत टप्पा (Mg 2 Si) असतो.

आर
आहे 6. Al-Mg प्रणालीचे राज्य आकृती

मॅग्नेशियम अॅल्युमिनियमसह घन द्रावण तयार करते, तसेच  -फेज Mg 2 Al 3 कंपाऊंडवर आधारित. बहुतेक अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये 3% पेक्षा जास्त मॅग्नेशियम नसतात, परंतु काही कास्ट मिश्र धातु जसे की मॅग्नेशियममध्ये त्याची सामग्री 12% पर्यंत पोहोचते.

एक उदाहरण AL8 मिश्र धातु आहे. कास्ट अवस्थेत, त्यात अॅल्युमिनियममधील मॅग्नेशियमच्या घन द्रावणाचे धान्य आणि ठिसूळ कंपाऊंड Al 3 Mg 2 यांचा समावेश असलेली रचना असते.

कास्टिंग केल्यानंतर, 15...20 तासांसाठी 430 डिग्री सेल्सिअस तापमानात एकजिनसीकरण केले जाते, त्यानंतर तेलात शमन केले जाते.

एकजिनसीकरण प्रक्रियेदरम्यान, Al 3 Mg 2 समावेश पूर्णपणे घन द्रावणात जातो. कठोर मिश्रधातूला पुरेशी ताकद मिळते (  व्ही= 300 MPa) आणि अधिक लवचिकता. त्याच वेळी, मिश्र धातु उच्च गंज प्रतिकार प्राप्त करते. AL8 मिश्रधातूसाठी वृद्धत्व हानिकारक आहे: लवचिकता झपाट्याने कमी होते आणि गंज प्रतिरोधकता बिघडते.

झिंक काही उच्च-शक्तीच्या अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये 9% पर्यंतच्या प्रमाणात सादर केले जाते. 250 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त तापमानात अॅल्युमिनियमसह बायनरी मिश्र धातुंमध्ये, जस्त (या मर्यादेत) घन द्रावणात असते (चित्र 7).

तांदूळ. 7. Al-Zn प्रणालीचा राज्य आकृती

सर्व उच्च-शक्तीच्या मिश्रधातूंमध्ये एक जटिल रासायनिक रचना असते. अशा प्रकारे, मिश्र धातु B95 मध्ये 6% Zn, 2.3% Mg, 1.7% Cu, 0.4% Mn आणि 0.15% Cr आहे. झिंक, मॅग्नेशियम आणि तांबे अॅल्युमिनियम MgZn 2, Al 2 CuMg - S-फेज, Mg 4 Zn 3 Al 3 - T-फेजसह घन द्रावण आणि धातू संयुगे तयार करतात. गरम केल्यावर, हे धातूचे संयुगे अॅल्युमिनियममध्ये विरघळतात.

उदाहरणार्थ, 475 ºС तापमानात, अॅल्युमिनियममध्ये MgZn 2 ची विद्राव्यता 18% पर्यंत वाढते (चित्र 8).

कठोर आणि कृत्रिम वृद्धत्वानंतर, मिश्र धातु B95 आहे  व्ही= 600 MPa,  = 12%. मॅंगनीज आणि क्रोमियम वृद्धत्वाचा प्रभाव वाढवतात आणि मिश्रधातूचा गंज प्रतिकार वाढवतात.

(wt.)

तांदूळ. 8. Al–MgZn 2 प्रणालीचा राज्य आकृती

सुरक्षा नियम

1. मायक्रोसेक्शन तयार करताना सर्व खबरदारी आणि सुरक्षा नियमांचे निरीक्षण करा.

2. मायक्रोसेक्शन पीसताना, आपण आपल्या बोटांना बर्न टाळण्यासाठी नमुना अधिक वेळा थंड करावा.

3. पातळ भाग कोरताना, रबरचे हातमोजे वापरा.

4. मायक्रोस्कोपवर मिश्रधातूच्या संरचनेचा अभ्यास करताना, आपण ते विश्वसनीयरित्या ग्राउंड असल्याची खात्री केली पाहिजे.

5. तुम्ही फक्त सेवायोग्य साधने आणि उपकरणे वापरावीत.

काम पुर्ण करण्यचा क्रम

1. अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या राज्य आकृतीचा अभ्यास करा.

2. दिलेल्या मिश्रधातूची वैशिष्ट्ये द्या (रचना, फेज परिवर्तन, रचना, गुणधर्म, अनुप्रयोगाची व्याप्ती).

3. अभ्यास अंतर्गत मिश्रधातूची रचना काढा.

टप्पे आणि संरचनात्मक घटक दर्शविणारे अभ्यास केलेल्या मिश्र धातुंच्या सूक्ष्म संरचनांचे रेखाचित्र.

शिक्षकाने निर्दिष्ट केलेल्या फेज समतोल आकृतीची कॉपी करणे.

दिलेल्या रचनेच्या मिश्रधातूसाठी, हीटिंग किंवा कूलिंग दरम्यान सर्व फेज ट्रान्सफॉर्मेशनचे वर्णन आणि टप्प्यांच्या रासायनिक रचनेचे निर्धारण.

प्रश्नांवर नियंत्रण ठेवा

अनेक अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंचा गंज प्रतिकार शुद्ध अॅल्युमिनियमपेक्षा कमी का असतो?

मिश्रधातूच्या मायक्रोस्ट्रक्चरद्वारे मिश्रधातूचा प्रकार निश्चित करणे शक्य आहे - कास्ट किंवा रॉट?

रॉट केलेल्या अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंची रचना काय आहे जी उष्णता उपचाराने मजबूत केली जाऊ शकत नाही?

सिंगल-फेज अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंचे बळकटीकरण कसे साध्य केले जाते?

ड्युअल-फेज अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंचे बळकटीकरण उष्णता उपचार काय आहे?

ड्युरल्युमिनला कडक करण्याचा उद्देश काय आहे?

ड्युरल्युमिनचे मुख्य यांत्रिक गुणधर्म काय आहेत?

कोणत्या मिश्रधातूंना सिल्युमिन म्हणतात?

अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंची विशिष्ट ताकद काय आहे?

अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंमधील मुख्य मिश्रधातू घटक.

थोडक्यात सैद्धांतिक माहिती

कोल्ड-वर्किंग करताना, अॅल्युमिनियमची ताकद वाढते आणि लवचिकता कमी होते. विकृतीच्या डिग्रीनुसार, अॅनिल्ड (एडी-एम), सेमी-कोल्ड-वर्क्ड (एडी-पी) आणि कोल्ड-वर्क्ड (एडी-एन) अॅल्युमिनियम वेगळे केले जातात. कडक होणे काढून टाकण्यासाठी अॅल्युमिनियमचे एनीलिंग 350…410 С वर केले जाते.

तांदूळ. 1. Al-CuAl 2 प्रणालीचे राज्य आकृती

प्रदेश II आणि III मध्ये, मिश्रधातू अंशतः द्रव आणि अंशतः घन अवस्थेत असतील.

इतर क्षेत्रांमध्ये, पूर्णपणे घन मिश्र धातुंची खालील रचना असेल:

प्रदेश IV मध्ये अॅल्युमिनियममध्ये तांब्याचे एकसंध घन द्रावण आहे, म्हणजे Al(Cu);

प्रदेश V मध्ये - अॅल्युमिनियम आणि दुय्यम मध्ये तांबे घन द्रावण
;

प्रदेश VII मध्ये - प्राथमिक CuAl 2 आणि eutectic, i.e.
+Al(Cu) + CuAl 2 .

गट 1 मध्ये 0 ते 0.3% पर्यंत तांबे आहे;

गट 2 मध्ये 0.3 ते 5.6% पर्यंत तांबे आहे;

गट 3 मध्ये 5.6 ते 33.8% पर्यंत तांबे आहे;

गट 4 मध्ये 33.8 ते 54% पर्यंत तांबे आहे.

Al – CuAl 2 प्रणालीच्या मिश्रधातूंच्या संरचनेचा विचार करूया. अंजीर मध्ये. 2, एपहिल्या गटाच्या मिश्रधातूची रचना दर्शविते, ज्यामध्ये अॅल्युमिनियममधील तांब्याच्या घन द्रावणाचे धान्य असते. दुसऱ्या गटाच्या मिश्रधातूची रचना अंजीर मध्ये दर्शविली आहे. 2, b: अॅल्युमिनियममधील तांब्याच्या घन द्रावणाचे दाणे आणि दुय्यम CuAl 2 चे क्रिस्टल्स दिसतात,

आणि ठोस द्रावणात

परिणामी, अभ्यास अंतर्गत मिश्रधातू समाविष्टीत आहे

k x + k y = 14.06% तांबे,

जो बिंदू A शी संबंधित आहे, जो Al – CuAl 2 प्रणालीच्या राज्य आकृतीच्या अ‍ॅब्सिसा अक्षावर आहे (चित्र 1).

तंत्रज्ञानामध्ये, प्रामुख्याने 2...5% तांबे असलेले अॅल्युमिनियम मिश्र धातु वापरतात, ज्याला ड्युरल्युमिन म्हणतात. ते दाबाने चांगले प्रक्रिया करतात आणि उष्णता उपचार आणि थंड कडक झाल्यानंतर उच्च यांत्रिक गुणधर्म असतात. Duralumins मध्यम आणि उच्च शक्तीचे भाग आणि संरचनात्मक घटकांच्या निर्मितीसाठी वापरले जातात (  व्ही= 420...520 MPa), बिल्डिंग स्ट्रक्चर्समध्ये व्हेरिएबल लोड अंतर्गत टिकाऊपणा आवश्यक आहे. ड्युरल्युमिनचा वापर स्किन, फ्रेम्स, स्ट्रिंगर आणि विमानाचे स्पार्स, लोड-बेअरिंग फ्रेम्स आणि ट्रक्सचे शरीर इत्यादी बनवण्यासाठी केला जातो.

तांदूळ. 3. अल-सी प्रणालीचे राज्य आकृती

मॉडिफायरचा परिचय क्रिस्टलायझेशनचे स्वरूप बदलतो. फेज डायग्रामच्या रेषा बदलतात ज्यामुळे 11...13% सिलिकॉन असलेले मिश्र धातु हायपोएटेक्टिक बनते. संरचनेत जास्त हलके दाणे दिसतात  -घन समाधान (चित्र 4, b). मॉडिफायर सिलिकॉन कणांचा आकार बदलतो: सुईच्या आकाराच्या ऐवजी, लहान इक्वेक्सेड बाहेर पडतात, जे लोडिंग दरम्यान धोकादायक ताण एकाग्रता निर्माण करत नाहीत.

प्रेशर-प्रक्रिया केलेल्या मिश्रधातूंमध्ये 1% पेक्षा कमी सिलिकॉन असते. मॅग्नेशियम असलेल्या अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये, सिलिकॉन त्याच्याशी स्थिर मेटल कंपाऊंड Mg 2 Si मध्ये बांधला जातो; हे अॅल्युमिनियमच्या सहाय्याने युटेक्टिक टाईप फेज डायग्राम बनते ज्यामध्ये मर्यादित सॉलिड सोल्यूशन ( तांदूळ ५).

आर
आहे 6. Al-Mg प्रणालीचे राज्य आकृती

अंजीर पासून पाहिले जाऊ शकते. 6, युटेक्टिक मॅग्नेशियमसह अॅल्युमिनियम मिश्रांमध्ये तयार होते. अॅल्युमिनियममधील मॅग्नेशियमची विद्राव्यता तापमानानुसार मोठ्या प्रमाणात बदलते. एक उदाहरण AL8 मिश्र धातु आहे. कास्ट अवस्थेत, त्यात अॅल्युमिनियममधील मॅग्नेशियमच्या घन द्रावणाचे धान्य आणि ठिसूळ कंपाऊंड Al 3 Mg 2 यांचा समावेश असलेली रचना असते. कास्टिंग केल्यानंतर, 15...20 तासांसाठी 430 डिग्री सेल्सिअस तापमानात एकजिनसीकरण केले जाते, त्यानंतर तेलात शमन केले जाते.

तांदूळ. 7. Al-Zn प्रणालीचा राज्य आकृती

(wt.)

तांदूळ. 8. Al–MgZn 2 प्रणालीचा राज्य आकृती

सुरक्षा नियम

काम पुर्ण करण्यचा क्रम

शिक्षकाने निर्दिष्ट केलेल्या फेज समतोल आकृतीची कॉपी करणे.

प्रश्नांवर नियंत्रण ठेवा

सिंगल-फेज अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंचे बळकटीकरण कसे साध्य केले जाते?

ड्युअल-फेज अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंचे बळकटीकरण उष्णता उपचार काय आहे?

ड्युरल्युमिनला कडक करण्याचा उद्देश काय आहे?

ड्युरल्युमिनचे मुख्य यांत्रिक गुणधर्म काय आहेत?

कोणत्या मिश्रधातूंना सिल्युमिन म्हणतात?

अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंची विशिष्ट ताकद काय आहे?

अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंमधील मुख्य मिश्रधातू घटक.

अल-एमजी सिस्टीमच्या मिश्रधातूंमध्ये उद्योगात मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जाणार्‍या मिश्रधातूंचा एक मोठा गट समाविष्ट आहे: AMg0.5; ; ; ; ; ; . त्यांच्यापासून जवळजवळ सर्व प्रकारची अर्ध-तयार उत्पादने तयार केली जातात: पत्रके, प्लेट्स, फोर्जिंग्ज, स्टॅम्पिंग्ज, दाबलेली उत्पादने (रॉड, प्रोफाइल, पॅनेल, पाईप्स) आणि वायर. विचाराधीन गटातील सर्व मिश्रधातू सर्व प्रकारच्या वेल्डिंगद्वारे चांगले वेल्डेड आहेत.

या मिश्रधातूंच्या अर्ध-तयार उत्पादनांमध्ये इतर थर्मली नॉन-हार्डनिंग मिश्र धातुंच्या तुलनेत तुलनेने उच्च पातळीची सामर्थ्य वैशिष्ट्ये आहेत. अशाप्रकारे, मिश्रधातूंच्या सूचित मालिकेसाठी एनील केलेल्या स्थितीत शीट सामग्रीसाठी (जाडी ~ 2 मिमी) उत्पादन शक्तीची किमान मूल्ये अनुक्रमे 30, 40, 80, 100, 120,150 आणि 160 MPa आहेत. तन्य सामर्थ्य सामान्यतः उत्पन्न शक्तीच्या दुप्पट असते, जे या मिश्रधातूंची तुलनेने उच्च लवचिकता दर्शवते. तथापि, ते त्वरीत कठोर होतात, जे त्यांच्या तांत्रिक लवचिकतेवर नकारात्मक परिणाम करतात. नंतरचे मॅग्नेशियम एकाग्रतेत लक्षणीय घट होते. म्हणून, 4.5% पेक्षा जास्त मॅग्नेशियम सामग्री असलेले मिश्रधातू "अर्ध-कठोर" आणि अगदी "हार्ड" मिश्रधातू म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकतात.

दाबलेल्या उत्पादनांच्या निर्मितीमध्ये वाढलेल्या मॅग्नेशियम सामग्रीची नकारात्मक भूमिका अधिक स्पष्ट आहे. उच्च मॅग्नेशियम सामग्री असलेले मिश्र धातु कमी वेगाने दाबले जातात (उदाहरणार्थ, अल-झेडएन-एमजी किंवा अल-एमजी-सी सिस्टीमच्या काही मिश्र धातुंपेक्षा दहापट कमी), ज्यामुळे दुकाने दाबण्याची उत्पादकता लक्षणीयरीत्या कमी होते. AMg6 मिश्रधातूपासून रोल केलेले अर्ध-तयार उत्पादनांचे उत्पादन ही श्रम-केंद्रित प्रक्रिया आहे. म्हणूनच, अलीकडे, उच्च मिश्रित मॅग्नेशियम अधिक तांत्रिकदृष्ट्या प्रगत मिश्र धातुंनी बदलले जाऊ लागले, उदाहरणार्थ, Al-Zn-Mg प्रणाली (1935, 1915, 1911) वर आधारित मिश्रधातू, जे सामर्थ्य गुणधर्मांमध्ये (विशेषतः) AMg6 मिश्रधातूपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त आहेत. उत्पन्न शक्ती) आणि अनेक गंज वैशिष्ट्यांमध्ये त्यापेक्षा कनिष्ठ नाहीत.

3% पर्यंत मॅग्नेशियम सामग्रीसह कमी मिश्रधातू मॅग्नेशियम त्यांच्या उच्च गंज प्रतिरोधकतेमुळे आणि लवचिकतेमुळे आणखी व्यापक वापर शोधेल. अल-एमजी मिश्रधातूंच्या फेज आकृतीनुसार, युटेक्टिक तापमानात 17.4% एमजी अॅल्युमिनियममध्ये विरघळते. घटत्या तापमानासह, ही विद्राव्यता झपाट्याने कमी होते आणि खोलीच्या तापमानात अंदाजे 1.4% असते.

अशा प्रकारे, सामान्य परिस्थितीत उच्च मॅग्नेशियम सामग्री असलेल्या मिश्रधातूंमध्ये या घटकाचे सुपरसॅच्युरेशन असते (मिश्रधातूच्या श्रेणीवर अवलंबून), आणि म्हणून, त्यांनी वृद्धत्वाचा प्रभाव दर्शविला पाहिजे. तथापि, घन द्रावणाच्या विघटनादरम्यान या मिश्रधातूंमध्ये होणार्‍या संरचनात्मक बदलांचा सामर्थ्य वैशिष्ट्यांच्या पातळीवर अक्षरशः कोणताही परिणाम होत नाही आणि त्याच वेळी अर्ध-तयार उत्पादनांच्या गंज प्रतिरोधकतेमध्ये तीव्र बदल होतो. या विसंगत वर्तनाचे कारण घन द्रावणाच्या विघटनाचे स्वरूप आणि अवक्षेपणांच्या फेज रचनेमध्ये आहे. Al-Mg मिश्रधातूंसाठी GP झोन तयार करण्यासाठी वरच्या तापमानाची मर्यादा (किंवा GP झोनचे गंभीर विद्राव्यता तापमान - t K) खोलीच्या तापमानापेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी असते, घन द्रावणाचे विघटन हे विषम पद्धतीनुसार होते. संक्रमण (B') आणि समतोल (B-Mg 2 Al3) टप्प्यांची निर्मिती. इंटरफेसमध्ये (धान्य, आंतरधातूचे कण इ.) तसेच विघटन करताना हे न्यूक्लिएट विषमतेने प्रक्षेपित होतात आणि त्यामुळे कडक होण्याच्या प्रक्रियेत त्यांचे योगदान कमी असते आणि मॅग्नेशियमच्या एकाग्रतेत घट झाल्यामुळे मऊ होण्याच्या प्रमाणात त्याची भरपाई होते. ठोस उपाय. या कारणास्तव, सराव मध्ये, या गटाच्या मिश्रधातूंच्या बळकटीकरणाचा प्रभाव नैसर्गिक किंवा कृत्रिम वृध्दत्व दरम्यान किंवा विविध ऍनीलिंग परिस्थितीत घन द्रावणाच्या विघटन दरम्यान साजरा केला जात नाही.

क्लोराईड्सच्या तटस्थ जलीय द्रावणात (3% NaCl) फेज B मध्ये नकारात्मक गंज क्षमता असते - 0.930 V. त्याच द्रावणात, परंतु कमी pH मूल्यांवर, म्हणजे अम्लीय वातावरणात, फेज आणि मधील संभाव्य फरक घन द्रावण, जरी कमी होत असले तरी बरेच मोठे राहते: (-0.864 V) - - (-0.526 V) = 0.338 V. आणि याउलट, क्षारीय वातावरणात (3% NaCl + 1% NaOH) अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातु ज्यामध्ये 1 असते. -9% Mg , B-फेज पेक्षा अधिक नकारात्मक बनतात आणि मॅग्नेशियम एकाग्रतेच्या सूचित क्षेत्राच्या अत्यंत मूल्यांसाठी संभाव्य फरक अनुक्रमे +0.24 आणि +0.18 V आहे. इलेक्ट्रोकेमिकलमधील बदलांची मानली जाणारी वैशिष्ट्ये बाह्य वातावरणावर अवलंबून A1-Mg मिश्रधातूंच्या वैयक्तिक संरचनात्मक घटकांची वैशिष्ट्ये प्रामुख्याने आहेत आणि MKK, RSK आणि KR या मिश्रधातूंचा प्रतिकार निर्धारित करतात.

वरीलवरून असे दिसून येते की 1.4% पेक्षा जास्त मॅग्नेशियम सामग्री असलेले मिश्रधातू एक, दोन किंवा पूर्वी नमूद केलेल्या सर्व प्रकारच्या गंजांना संभाव्यतः संवेदनशील असू शकतात. तथापि, ऑपरेटिंग स्ट्रक्चर्समधील विस्तृत अनुभव आणि असंख्य प्रयोगांवरून असे दिसून आले आहे की मॅग्नेशियम एकाग्रता 3.5% (AMrl, AMg2 आणि अंशतः AMg3) पेक्षा जास्त नसलेले व्यावहारिक मिश्रधातू RS आणि RSC (Fig. 56) ला संवेदनशीलता दर्शवत नाहीत.

इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपिक अभ्यास दर्शविते की हे घन द्रावणाच्या कमी सुपरसॅच्युरेशनमुळे धान्याच्या सीमेवर बी-फेज कणांच्या वेगळ्या वितरणामुळे होते. म्हणून, तटस्थ आणि अम्लीय वातावरणातील गंज प्रक्रिया केवळ इलेक्ट्रोलाइटच्या थेट संपर्कात मिश्रधातूच्या पृष्ठभागावर येणाऱ्या कणांच्या विद्युत रासायनिक विघटनाने मर्यादित असते.

अशा मिश्रधातू थंड-काम केलेल्या अवस्थेत देखील गंज-प्रतिरोधक असतात, म्हणजे, जरी कोल्ड-वर्किंग घन द्रावणाच्या विघटनास गती देते, परंतु ते धान्याच्या सीमांवर अवक्षेपणांच्या वितरणाचे स्वरूप बदलत नाही. त्याच वेळी, या प्रकरणात स्ट्रक्चरल अॅनिसोट्रॉपीच्या फायदेशीर प्रभावामुळे, गंज पिटिंगचा प्रतिकार लक्षणीय वाढतो. 3.5% (AMg3, AMg4) पेक्षा जास्त आणि विशेषत: 5% (AMg5, AMg6) पेक्षा जास्त मॅग्नेशियम सामग्रीसह मिश्र धातु विशिष्ट संरचनात्मक स्थितीत आणि विशिष्ट पर्यावरणीय परिस्थितीत MCC आणि RSC तसेच CR साठी संवेदनशील असू शकतात.

अल-एमजी प्रणालीच्या मिश्र धातुंसाठी, गंज क्रॅकिंगमधील इलेक्ट्रोकेमिकल घटक इतर प्रणालींच्या मिश्र धातुंच्या तुलनेत खूप मोठी भूमिका बजावतात. म्हणून, रमन प्रतिकार वाढवण्यासाठी धान्याच्या सीमारेषेवर बी-फेज फिल्मची निर्मिती रोखणे देखील उचित आहे. उत्पादन परिस्थितीत, मध्यम-डोपड मॅग्नॅलिअमचा रमन प्रतिकार वाढवण्याची ही पद्धत आहे ज्याचा व्यापक वापर आढळला आहे.

1.4% पेक्षा जास्त मॅग्नेशियम सामग्रीसह कमी-मिश्रधातूच्या मिश्रधातूंसाठी, थर्मल आणि थर्मोमेकॅनिकल उपचार पद्धतींचा वापर जे बी-फेजच्या समान वितरणास प्रोत्साहन देते मध्यम- आणि उच्च-मिश्रधातू मिश्र धातुंच्या तुलनेत कमी भूमिका बजावते. तथापि, LTMT प्रभावाचा वापर करून प्राप्त केलेल्या अर्ध-कठोर अवस्थेत, स्ट्रक्चरल अॅनिसोट्रॉपी दिसण्याव्यतिरिक्त, जो गंज खोलवर पसरण्यास प्रतिबंध करतो, बी-फेजच्या अधिक समान वितरणाचा देखील सकारात्मक परिणाम दिसून येतो. उदाहरणार्थ, TMT च्या अधीन असलेल्या AMg2 मिश्र धातुच्या शीटवरील गंजाची खोली पारंपारिक शीत-काम केलेल्या शीटवरील गंजच्या खोलीच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या कमी होते.

एएमजी 2 मिश्रधातूमधील स्थानिक जखमांच्या खोलीतील वाढ सागरी वातावरणाच्या परिस्थितीत अंशतः बी-फेज प्रक्षेपणाच्या विषमतेशी संबंधित असू शकते. अशा प्रकारे, AMg2 मिश्र धातुसाठी तंत्रज्ञान वापरणे उचित आहे जे एखाद्याला जास्तीच्या टप्प्याचे एकसमान वितरण प्राप्त करण्यास अनुमती देते. तथापि, पारंपारिक तंत्रज्ञान वापरताना देखील, मिश्रधातूच्या घटकांची कमी सामग्री या मिश्रधातूचा गंज प्रतिकार निर्धारित करण्यासाठी निर्णायक घटक ठरते. वेगवेगळ्या वातावरणात AMg2 मिश्रधातूच्या बर्‍यापैकी उच्च गंज प्रतिकाराने याची पुष्टी होते.

एक विशिष्ट उदाहरण म्हणजे समुद्राच्या पाण्यात मॅग्नालियाचे वर्तन. 10 वर्षांच्या चाचणीनंतर, AMg2 प्रकारच्या मिश्रधातूला सागरी वातावरणातील गंज प्रतिरोधकता अगदी जवळ होती (तक्ता 30).

AMg4 प्रकारच्या मिश्रधातूमध्ये AMg2 प्रकारच्या मिश्रधातूपेक्षा समुद्राच्या पाण्यात गंजण्याची खोली लक्षणीयरीत्या जास्त असते. AMg5 प्रकारच्या मिश्रधातूसाठी, कमाल खड्डा खोली आणखी तीव्रतेने वाढते.

अशाप्रकारे, समुद्राच्या पाण्यात स्ट्रक्चरल गंज (म्हणजे, ताण गंज क्रॅकिंग आणि एक्सफोलिएशन गंज) आणि सामान्य खड्डा यांच्यात संवेदनशीलता स्पष्ट संबंध आहे. मिश्रधातूच्या प्रमाणात वाढ झाल्यामुळे, घन सोल्यूशनचे सुपरसॅच्युरेशन वाढते आणि त्यानुसार, बी-फेजच्या निवडक पर्जन्याच्या प्रवृत्तीशी संबंधित स्ट्रक्चरल गंजची संवेदनशीलता वाढते. या संदर्भात, AMg4, AMg5 आणि विशेषत: AMg6 मिश्रधातूंसाठी, मिश्रधातूमधील बी-फेजचे एकसमान वितरण निर्धारित करणार्‍या तांत्रिक घटकांची भूमिका वाढते.

मध्यम-मिश्रित मॅग्नलियमचा गंज प्रतिकार वाढवण्याचा एक प्रभावी मार्ग म्हणजे टीएमटी. या अनुषंगाने, आरएससी आणि सीआरचा जास्तीत जास्त प्रतिकार केवळ तेव्हाच प्राप्त केला जाऊ शकतो जेव्हा अर्ध-तयार उत्पादनांमध्ये दुसऱ्या टप्प्याच्या समान वितरणासह बहुभुज रचना तयार केली जाते. प्रक्रियेच्या अंतिम टप्प्यावर अॅल्युमिनियममधील मॅग्नेशियमच्या विद्राव्यता रेषेच्या खाली असलेल्या तापमानात अॅनिलिंग मोडचा वापर करून देखील सकारात्मक परिणाम प्राप्त केले जाऊ शकतात. हे लक्षात घेतले पाहिजे की रीक्रिस्टलायझेशनच्या वेगवेगळ्या अंशांसह अर्ध-तयार उत्पादने वेगळ्या पद्धतीने वागतात. सध्या, अंशतः (दाबलेले आणि हॉट-रोल्ड अर्ध-तयार उत्पादने) आणि पूर्णपणे पुनर्क्रियित (कोल्ड-रोल्ड शीट्स आणि पाईप्स) रचना असलेल्या अॅनिल अर्ध-तयार उत्पादनांपासून संरचना बनविल्या जातात. तांत्रिक मापदंड आणि गंज गुणधर्मांमधील परस्परसंबंध संरचनेच्या स्वरूपावर अवलंबून बदलत असल्याने, आम्ही थंड- आणि गरम-विकृत अर्ध-तयार उत्पादनांसाठी स्वतंत्रपणे अॅनिलिंगच्या प्रभावाचा विचार करू.

अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंचे वर्गीकरण. प्राप्त परिणामांचे विश्लेषण राज्य आकृती अॅल्युमिनियम मॅग्नेशियम

अलीकडील नोंदी