Alüminyum alaşımlarının sınıflandırılması. Elde edilen sonuçların analizi Durum diyagramı alüminyum magnezyum

07.01.2024 -

Alüminyum ve magnezyum alaşımlarının magnezyum içeriği açısından tüm endüstriyel bileşimleri, Al-Mg sisteminin durum diyagramının α katı çözeltisine karşılık gelen bölgesindedir. Katı çözeltinin konsantrasyonu artan sıcaklıkla artar, bu da prensipte Al-Mg alaşımlarının ısıl işlem (sertleştirme) uygulanarak önemli ölçüde güçlendirilmesini mümkün kılar.
Dökme durumda %9'un üzerinde Mg içeren alüminyum alaşımları α+β yapısına sahiptir; Kırılgan bir intermetalik bileşik olan β fazı yaklaşık %35-38 Mg içerir.
%10 Mg içeren alaşımlarda denge faz diyagramına göre, azalan sıcaklıkla birlikte magnezyumun alüminyumdaki çözünürlüğünün azalması nedeniyle β-fazı katı çözeltiden salınır (Şekil 22). Gerçek katılaşma koşulları altında, yoğun mikro-sıvılaştırma işlemleri ve yetersiz difüzyon işlemleri hızı nedeniyle, β-fazı, 450°C'de ana sıvıdan dejenere ötektik formunda salınır. Bu deneylerle kanıtlanmıştır (sertleşen alaşım farklı sıcaklıklarda söndürülmüştür). α'nın katı çözeltiden çökelmesi sonucu oluşan β-fazının miktarı, alaşımdaki magnezyum içeriğine bağlıdır. Mevcut verilere göre, kum kalıba dökülürken %7'ye kadar katı çözeltide tutulur.

Yaşlanma süresine bağlı olarak β-faz salınımının mekanizması tam olarak anlaşılamamıştır. Yaşlanma sürecinin aşağıdaki sırasına izin verilir: magnezyumla zenginleştirilmiş “bölgeler”, dengesizlik β" - denge β.
Bölgelerin varlığı yalnızca alaşımların elektriksel direnci ölçülerek doğrulanır. Küçük plakalar halinde çöken β" ve β fazlarının yapısı oldukça karmaşıktır. Bu fazlar X-ışını kırınım analizi ile incelenmiştir.
Bu çalışmada söndürme ortamının homojenizasyon süresinin H'nin yaşlanma süreci üzerindeki etkisi incelenmiştir. Homojenleştirme süresi ne kadar uzun olursa, magnezyum tanenin enine kesiti boyunca o kadar eşit şekilde dağıtılır. 16 saat boyunca homojenleştirildiğinde, daha sonraki yaşlandırma, yalnızca magnezyum açısından zengin bölgelerde, yani tane sınırlarına yakın bölgelerde çökelti oluşumuna yol açar ve alaşımın dendritik yapısı açıkça ortaya çıkar. Homojenizasyon süresinin kademeli olarak artmasıyla birlikte, yaşlanma sonrası yağışların tahılların enine kesiti üzerindeki dağılımı dengelenir. Bununla birlikte, 160 saat ısıtıldıktan sonra bile, salgıların eşit bir şekilde dağılmasıyla, dendritlerin ana hatlarına sahip ayrı alanlar tespit edilir. İkinci durumda, 16 saatlik homojenizasyondan sonra gözlemlenen tablonun aksine, tane sınırlarına yakın alanlarda çökeltiler tükenir. Her durumda akıntı iğne şeklindedir.

Homojenleştirme süresine ek olarak çökelti oluşumu söndürme koşullarından da etkilenir. Soğuk suda söndürüldüğünde, sonraki yaşlandırma sırasında β-fazı tane sınırları boyunca sürekli bir biçimde salınır. Kaynar suda veya kızgın yağda söndürme, yaşlanmadan sonra β-fazının tane sınırları boyunca izole edilmiş kalıntılar şeklinde çökelmesine neden olur.
Sonuçları tartışırken ve analiz ederken, tane sınırlarına bitişik bölgelerdeki artık dendritik ayrışmanın ve boşlukların tükenmesinin, β-fazı yağışın koşulları ve doğası üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu kabul edilmektedir. Boşluklar, oluşumuna hacimde bir artış eşlik ettiği için β-faz ayırma sürecini hızlandırır.
Al-Mg sisteminin alaşımlarının yarı kararlı diyagramına dayanarak (Şekil 23),% 10 Mg içeren alaşımların yaşlandırılması sırasında β fazının oluşum sırasının bir diyagramı önerilmektedir (Şekil 24). Tane sınırları boyunca, çekirdek oluşma olasılığı daha fazla olduğundan, ayırma ve sıralı dönüşüm süreçleri bir aşama daha hızlı ilerler.

Tane sınırları boyunca çökelti içermeyen alanlar, dökümlerin zayıf noktasıdır ve bu nedenle, özellikle ikinci aşamada, soğuk suda söndürme sırasında, β-fazı sürekli zincirler oluşturduğunda, tane sınırları boyunca tahribat meydana gelir. Dökümlerin mukavemet özellikleri azalır. Korozyon direnci en çok β"→β dönüşümü sırasında bozulur (Şekil 25). Alaşımların korozyon direncinin, Şekil 25'te açıkça görülebilen β fazı çökelmesinin doğasına bağlı olduğu varsayılabilir. soğuk suda sertleşen alaşımların korozyon direncinin azaldığı gerçeğiyle tutarlıdır.
Masada Şekil 12-14, Al-Mg sisteminin endüstriyel alaşımlarının bileşimlerini ve özelliklerini göstermektedir.
% 6'ya kadar Mg içeren alüminyum - magnezyum sisteminin alaşımları ısıl işlemle güçlendirilmez. Çözeltide sertleştirme, %9'dan fazla Mg içeren alaşımların mekanik özelliklerini önemli ölçüde artırır.

Çift alüminyum-magnezyum alaşımları arasında, %10-12 Mg içeren alaşımlar sertleştirilmiş durumda yüksek süneklik ile en yüksek dayanıma sahiptir. Magnezyum içeriğinin daha da artmasıyla birlikte, alaşımın kırılganlığına neden olan fazla β fazının ısıl işlem sırasında katı bir çözeltiye dönüştürülmesi mümkün olmadığından alaşımların mekanik özellikleri azalır. Bu nedenle, Al-Mg sisteminin tüm endüstriyel alaşımları, magnezyum içeriği% 13'ten fazla olmayan katı çözelti tipine aittir.
AL13 alaşımı magnezyumun yanı sıra silikon ve manganez de içerir. Silikon katkı maddeleri, çift ötektik α+Mg2Si miktarındaki artışa bağlı olarak alaşımın döküm özelliklerinin iyileştirilmesine yardımcı olur. AL13 alaşımının %1 Si ilavesiyle mekanik özellikleri biraz değişir: mukavemet biraz artar ve süneklik biraz azalır.
Manganez, AL13 alaşımına esas olarak, kristalleşme sırasında iğne şeklinde ve plaka şeklinde kristaller halinde çöken ve alaşımın sünekliğini büyük ölçüde azaltan demirin zararlı etkilerini azaltmak için eklenir. Manganez bir alaşıma eklendiğinde, içinde demirin çözündüğü MnAl6 bileşiği oluşur. Bu bağlantı kompakt bir iskelet veya hatta eş eksenli bir şekle sahiptir.
Demir, bakır, çinko ve nikelin safsızlıkları AL13 alaşımının korozyon direncini olumsuz etkiler. % 0,8'den fazla silikon içeriği ile alaşımın korozyon direnci de azalır ve manganez ilavesiyle artar.
AL13 kalite alaşım ısıl işlemle güçlendirilmez ve düşük mekanik özelliklere sahiptir. Avantajı, örneğin silüminlerle karşılaştırıldığında nispeten yüksek korozyon direnci, iyi kaynaklanabilirlik ve (yapıda Mg2Si bileşiğinin varlığı nedeniyle) artan ısı direncidir.
AL13 kalite alaşım, orta yük taşıyan, deniz suyu ve hafif alkali sıvı koşullarında çalışan parçaların üretiminde kullanılır. Alaşım, deniz gemi inşası için parçaların imalatında ve ayrıca yüksek sıcaklıklarda (180-200° C'ye kadar) çalışan parçalarda kullanılır.
Sertleştirilmiş durumda yüksek magnezyum içeriğine (%9-11) sahip alaşımlar (AL8, AL8M, AL27-1) çok yüksek mekanik özelliklere sahiptir. Ancak doğrudan döküm parçalardan kesilen numunelerdeki alaşımların mekanik özellikleri çok dengesizdir; Düzensiz özelliklerin ana nedeni, dökümün büyük parçalarındaki oksit kalıntılarının yanı sıra büzülme gevşekliği ve gözeneklilik şeklinde tespit edilen döküm heterojenliğidir.
Bu alaşımların çok büyük bir dezavantajı, doğal yaşlanmaya karşı artan hassasiyetleridir. Alüminyum-magnezyum alaşımlarında %10'dan fazla Mg içeriğinin, uzun süreli depolamadan sonra ve çalışma sırasında sertleştirilmiş döküm parçaların gevrekleşmesine yol açtığı tespit edilmiştir.
Masada Şekil 15, farklı magnezyum içeriğine sahip alaşımların uzun süreli doğal yaşlandırma sırasında mekanik özelliklerinde meydana gelen değişimi göstermektedir. Sunulan veriler magnezyum içeriğinin artmasıyla doğal yaşlanma eğiliminin arttığını göstermektedir. Bu, akma noktasında bir artışa, nihai dayanıma ve süneklikte keskin bir düşüşe yol açar.
On bir yıllık alaşım numunelerini tanecikler arası korozyon açısından test ederken, %8,8'den az Mg içeren alaşımların bu tür korozyona duyarlı olmadığı ve daha yüksek magnezyum içeriğiyle incelenen tüm alaşımların daha yüksek derecede korozyon elde ettiği bulundu. doğal yaşlanmanın etkisi altında taneler arası korozyona eğilimlidir.
%1 HCl ilavesiyle %3 NaCl çözeltisine bir gün batırılarak standart yönteme göre test edilen numunelerin yüzeyindeki odak korozyon lezyonlarının ortalama derinliği: 0,11 mm - %8,8 Mg içeriğiyle alaşım, 0,22 mm - %11,5 Mg'de ve 0,26 mm - %13,5 Mg'de.
Alüminyum-magnezyum alaşımları AL27 ve AL27-1 aynı ana alaşım bileşenleri (magnezyum, berilyum, titanyum, zirkonyum) içeriğine sahiptir; AL27-1 alaşımındaki demir ve silikon safsızlıklarının içeriği her biri %0,05'i geçmemelidir.

Masada Şekil 16, demir, silikon ve magnezyum safsızlıklarını içeren bir alüminyum-magnezyum alaşımının mekanik özelliklerini göstermektedir.
Yukarıdaki veriler öncelikle %9'dan az magnezyum içeren bir alaşımın (her biri %0,1 demir ve silikon) nispeten düşük mekanik özelliklere sahip olduğunu gösterir (σв = 28,5 kgf/mm2; δ5 = %12,5). İncelenen alaşımlar arasında %10,5 Mg (σв = 38 kgf/mm2; δ5 = %26,5) içeren alaşım en yüksek mekanik özelliklere sahiptir. %12,2 magnezyum içeriği ile çekme mukavemeti de yüksek seviyededir (38,3 kgf/mm2), ancak uzama biraz daha düşüktür (%21).
AL8 alaşımındaki demir içeriği aynı silikon içeriğinde (%0,07) %0,38'e çıktığında çekme mukavemetinde herhangi bir değişiklik gözlenmez, uzama bir miktar azalır. Bu alaşımdaki silikonun %0,22'ye arttırılmasıyla hem çekme mukavemeti (33,7 kgf/mm2'ye kadar) hem de uzama (%17,5) önemli ölçüde azalır. Düşük demir içeriğinde (%0,10) bile silikon içeriğinin %0,34'e arttırılması mekanik özellikleri önemli ölçüde azaltır: çekme mukavemeti 29,5 kgf/mm2'ye ve uzama %13'e düşer. Ek olarak, bu alaşımdaki demir içeriğini %0,37'ye çıkarırsak, mekanik özellikler daha da azalacaktır, ancak silikon içeriğinin artmasıyla olduğundan daha az ölçüde: çekme mukavemeti 27,6 kgf/mm2 olacak ve uzama artacaktır. %10,5 olsun.
Silisyumun çok küçük miktarlarının bile olumsuz etkisinin nedeni, açıkça silisyumun magnezyuma olan ilgisinin yüksek olması nedeniyle Mg2Si bileşiğinin oluşması olarak düşünülebilir. Alaşımda ne kadar fazla silikon varsa, bu bileşik de o kadar fazla mevcut olacaktır. Mg2Si bileşiği “Çin yazı tipi” olarak adlandırılan formda kristalleşir ve tane sınırları boyunca yer alarak katı çözelti taneciklerinin bağlanmasını bozar ve ayrıca belirli bir miktarda magnezyum bağlar.

İncirde. Şekil 26, a, b'de farklı saflıktaki malzemelerden hazırlanan alüminyum alaşımlarının mikroyapısını döküm halindeki %10 Mg ile karşılaştırmak için gösterilmiştir. Yüksek saflıkta malzemelerden dökülen alaşımın yapısı, Al3Mg2 fazının bulunduğu sınırlar boyunca alüminyum içinde katı bir magnezyum çözeltisi taneciklerinden oluşur. Düşük saflıkta malzemeler üzerinde hazırlanan alaşımın yapısında, Al3Mg3 fazına ek olarak, Mg3Si bileşiğini “Çin yazı tipi” formunda ve FeAl3 bileşiğini iki tip plaka şeklinde (düz ve düz) görebilirsiniz. yıldız şeklinde (bunlar görünüşe göre aynı şeklin farklı bölümleridir). Mg2Si bileşiği tane sınırları boyunca yer alır ve FeAl3 plakaları tanelerin içinde bulunur veya bunların sınırlarıyla kesişir. Bazı durumlarda FeAl3 plakaları Mg2Si kristalleriyle kesişir, bu da bunların eriyikten birincil kristalleşmesini gösterir. Isıl işlemden sonra Mg2Si fazı katı bir çözeltiye dönüşür ve yüksek saflıkta malzemelerden hazırlanan alaşımın mikro yapısı katı bir çözeltinin taneciklerini temsil eder (Şekil 26c).
Demir ve silikonun zararlı safsızlıklarının keskin bir şekilde sınırlandırılmasının yanı sıra berilyum, titanyum ve zirkonyum katkı maddelerinin alüminyum-magnezyum alaşımlarına (AL27 ve AL27-1) eklenmesi, bu alaşımların korozyon direncinde ve mekanik özelliklerinde önemli bir artışa katkıda bulunur. CO alaşımı AL8 ile karşılaştırıldığında.
Yüksek saflıkta Al-Mg alaşımlarının çeşitli elementlerin katkı maddeleri ile ilave alaşımlanmasının etkisi AL8M alaşımı örneği kullanılarak izlenebilir. Yüksek (% 11,5'e kadar) magnezyum içeriğine sahip Al-Mg alaşımlarının (AL8, AL27) dezavantajlarından biri, doğal yaşlanma eğilimleri, plastik özelliklerinde azalma ve dökümlerde çatlak olasılığıdır. Ancak AL8 alaşımının özelliklerini stabilize etmenin yollarının bulunabileceği varsayılabilir. Bunlardan biri, a katı çözeltisinin magnezyum aşırı doygunluk derecesini azaltmak, yani alaşımdaki magnezyum içeriğini azaltmaktır. Aynı zamanda yaşlanma sürecinin hızı da keskin bir şekilde azalacaktır. Ancak alaşımdaki magnezyum içeriği azaldıkça alaşımın mekanik özelliklerinin bozulduğu unutulmamalıdır. Bu durumda alaşımların mekanik özelliklerini iyileştirmek için alaşımlama ve modifikasyon uygulamak gerekir.

Masada Şekil 17, çalışmaya göre molibdenin ve potasyum florozirkonat tuzu ile muamelenin Al-Mg (%10,5 Mg) alaşımının özellikleri ve tane boyutu üzerindeki etkisinin sonuçlarını sunmaktadır.
Eriyik potasyum florozirkonat ile muamele edilirse, molibdenin yüzde onda biri oranında eklenmesi alaşımın kristal taneciklerinin çok güçlü bir şekilde incelmesine katkıda bulunur; En büyük öğütme etkisi AL8 alaşımına %0,1 Mo eklenerek elde edilir.
Zirkonyum ve molibdenin birlikte eklenmesiyle, bu elementlerin her birinin ayrı ayrı eklenmesine kıyasla daha güçlü tane incelmesi, her bir katkı maddesinin diğerinin varlığında çözünürlüğünün azalmasıyla açıklanmaktadır. Bu, önemli ölçüde daha fazla sayıda metallerarası parçacıkların, yani çekirdeklenme merkezlerinin oluşumuna yol açmalıdır. Birçok merkezden kristalleşme daha ince taneli bir yapı sağlar.
Tane incelmesinin etkisine tam olarak uygun olarak mekanik özelliklerde bir değişiklik olur. Sunulan mekanik test sonuçları, eriyiğin potasyum florozirkonat ile işlenmesinin ve %0,1 Mo eklenmesinin, alaşımın mukavemet özelliklerinin 29,9'dan 43-44 kgf/mm2'ye, akma mukavemetinin ise 18'den 22 kgf/mm2'ye çıkarılmasını mümkün kıldığını göstermektedir. ve bağıl uzama %14'ten %23'e çıkmıştır. Molibden içeriği %0,1'i aştığında mekanik özellikler bozulur.
Masada Şekil 18 AL8, AL8M ve AL27-1 alaşımlarının karşılaştırmalı özelliklerini göstermektedir.

Daha önce belirtildiği gibi, Al-Mg alaşımlarındaki magnezyum içeriğinin azaltılması ve çeşitli katkı maddeleri ile alaşım yapılması, aşırı doymuş katı çözeltinin ayrışma hızını önemli ölçüde azaltabilir, ayrıca genel korozyon hızını ve alaşımların korozyona duyarlılığını değiştirebilir. kristallerarası korozyon.
Bu etkiyi açıklığa kavuşturmak için çalışma, farklı magnezyum ve alaşım katkı maddeleri içeriklerine sahip ıslak alaşım odasında yapılan testlerin sonuçlarını sunmaktadır (Tablo 19).
Çalışmalar aynı zamanda zamanla göreceli kilo alımındaki değişimin parabolik bir yasaya uyduğunu da gösterdi. Bu, tüm alaşımlardan alınan numunelerin yüzeyinde iyi koruyucu özelliklere sahip yoğun bir oksit filminin oluştuğunu göstermektedir. Oksit filmin en yoğun büyümesi ilk 500 günde meydana gelir. Daha sonra oksidasyon hızı stabil hale gelir. Modifiye edilmiş alaşımlardan oluşan filmin görünüşte daha iyi koruyucu özelliklere sahip olduğu belirtilmelidir.

Mikroyapı üzerine yapılan bir çalışma, tüm korozyon testleri süresi boyunca alaşımlarda kristaller arası korozyon sürecinin gözle görülür bir gelişme göstermediğini gösterdi.
%11,5 Mg içeren alaşımlar farklı davranır. Modifiye edilmiş alaşım örneklerinin bağıl ağırlık artışındaki değişimin doğası da parabolik yasaya uyar. Ancak oksidasyon hızı, %8,5 Mg içeren alaşımların oksidasyon hızına kıyasla belirgin şekilde artar ve oksit filmi, gözle görülür derecede daha büyük bir kalınlıkta koruyucu özellikler kazanır.
Orijinal alaşımda bağıl ağırlık artışındaki değişimin doğası da parabolik yasaya uyar. Ancak 300 ila 500 gün arasındaki zaman aralığında oksit filmin büyüme hızında keskin bir artış gözlenir. Görünüşe göre bu fenomen, içinde önemli iç gerilimlerin oluşması nedeniyle bu süre zarfında oksit filmin çatlaması ile açıklanabilir.
Yeni oluşan oksitler oksit filmindeki çatlakları iyileştirdikten sonra oksidasyon hızı azalacak ve gelecekte neredeyse hiç değişmeden kalacaktır.
% 11,5 Mg içeren alaşımların mikro yapısı üzerine yapılan bir çalışma, orijinal alaşımda, 300 günlük korozyon testlerinden sonra, β fazının çökelmesi nedeniyle tane sınırlarının büyük ölçüde kalınlaştığını ve alaşımın kristaller arası korozyona yatkın hale geldiğini gösterdi. Açıkçası, bu süre zarfında korozyon çatlaklarının oluşumu başlar, çünkü testin 500. gününde korozyon çatlakları metalin çok derinlerine nüfuz ederek oldukça fazla tane sınırını yakalar.
Değiştirilmemiş alaşımın aksine, değiştirilmiş alaşımlarda kristaller arası korozyon süreci metalin yüzey katmanıyla sınırlıdır ve 1000 günlük korozyon testlerinden sonra bile güçlü bir şekilde gelişmez. Kristaller arası korozyon işleminin zirkonyum ve molibden ile modifiye edilmiş alaşımda en az gelişmiş olduğu belirtilmelidir.
Yapısal değişikliklere tam olarak uygun olarak alaşımların mekanik özelliklerinde de değişiklikler olur.
Tablodaki verilerin gösterdiği gibi. Şekil 19'da, modifiye edilmiş alaşımların çekme mukavemeti sürekli artmaktadır, bu da doğal yaşlanma süreciyle açıklanmaktadır. Orijinal alaşımda paralel olarak iki süreç meydana gelir: alaşımı güçlendiren doğal yaşlanma ve onu yumuşatan kristaller arası korozyon süreci. Sonuç olarak, orijinal alaşımın çekme mukavemeti, 1000 günlük korozyon testlerine göre bir miktar azalmaktadır.
Alaşımların göreceli uzamalarındaki değişiklik daha da belirleyicidir: orijinal alaşım için plastik özelliklerde keskin bir düşüş, 100 günlük korozyon testlerinden sonra başlarken, değiştirilmiş alaşımlar için yalnızca 500 gün sonra gerçekleşir. 500 günlük korozyon testlerinden sonra modifiye edilmiş alaşımların sünekliğindeki azalmanın, kristaller arası korozyon sürecinden ziyade, doğal yaşlanmanın bir sonucu olarak alaşımın gevrekleşmesi süreciyle açıklanabileceğine dikkat edilmelidir.

Magnezyum içeriği yüksek olan Al-Mg alaşımlarının (AL8, AL8M, AL27-1, AL27) dezavantajları ayrıca 80 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda uzun süreli ısıtma sonucu ortaya çıkan taneler arası korozyona ve stres korozyonuna karşı duyarlılığı da içerir (Tablo 20) . Bu nedenle, bu alaşımlar -60 ila +60 ° C arasındaki sıcaklıklarda kısa süre çalışan güç parçalarının imalatı için tavsiye edilir ve bazı durumlarda kıt bronz ve pirinç, paslanmaz çelik ve deforme olabilen alüminyum yerine başarıyla kullanılabilirler. Bileşenleri ve parçaları çeşitli koşullar altında (deniz suyu ve sis dahil) büyük uygulamalarla (şok ve değişken yükler dahil) çalıştırırken alaşımlar.
Bu alaşımlardan yapılan dökümlerde uzun süreli çalışma sırasında çatlak oluşma eğilimini azaltmak için alaşımlardaki magnezyum içeriğinin %10 ile sınırlandırılması ve parçaların 50-60°C'ye ısıtılmış yağda söndürülmesi gerekir.
Sertleştirilmiş durumdaki AL23 ve AL23-1 alaşımları taneler arası korozyona eğilimli değildir. Bu alaşımların döküm durumunda, tanecikler arası korozyon için test edildiğinde, tane sınırları boyunca korozyon gelişimi gözlenir; bu, bu alaşımın döküm yapısında, tane sınırları boyunca salınan fazla β-fazının varlığından kaynaklanır. kristalizasyon süreci.
AL23-1 ve AL23 alaşımlarının tipik özellikleri tabloda verilmiştir. 21.

AL23-1 ve AL23 alaşımları argon ark kaynağı ile tatmin edici bir şekilde kaynaklanabilir. Kaynaklı bağlantıların mukavemeti, ana malzemenin mukavemetinin% 80-90'ı kadardır. AL23-1 alaşımından yapılmış döküm parçaları AMg6 dövme alaşımından yapılmış parçalarla kaynak yaparken iyi sonuçlar elde edildi.
AL23-1 ve AL23 kalite alaşımları hem döküm hem de sertleştirilmiş halde kullanılabilir. Dökme durumda AL23 ve AL23-1 alaşımları, orta statik ve nispeten küçük şok yükleri taşıyan parçaların imalatına yöneliktir. Sertleştirilmiş durumda AL23-1 alaşımı, orta statik ve şok yükler altında çalışan parçaların üretimi için tasarlanmıştır. AL29 kalite alaşım çeşitli iklim koşullarında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. AL29 alaşımlı dökümler özel ısıl işlem yapılmadan kullanılır. Döküm halindeki AL29 alaşımı tatmin edici korozyon direncine sahiptir. Korozyon direncini daha da arttırmak için AL29 alaşımından yapılmış parçalar kromik asitte anodize edilir. Enjeksiyon kalıplama için tasarlanan AL29 alaşımı, kimyasal bileşim açısından AL13 alaşımından daha yüksek magnezyum içeriğinin yanı sıra izin verilen daha düşük safsızlık içeriği bakımından farklılık gösterir. Alaşım döküm halinde kullanılır. Mekanik ve döküm özellikleri açısından AL29 alaşımı AL13 alaşımından üstündür ve diğer tüm özelliklerde ona benzer ve orta statik ve şok yükler altında çalışan parçaların yanı sıra subtropikal koşullarda çalışan cihazlarda kullanılır. iklimler. AL29 alaşımından üretilen parçalar 150°C'ye kadar sıcaklıklarda uzun süre çalışabilir.
AL22 alaşımı, kurulumlarda ve montajlarda yüksek sıcaklıklarda birkaç dakika ve bazen birkaç on dakika boyunca çalışan parçaların imalatında bazı uygulama alanı bulan enjeksiyonlu kalıplama için geliştirilmiştir. AL22 alaşımı büyük miktarda magnezyum (% 10,5-13) içerir, bu da dökümlerin sertleştirilmiş halde kullanılmasına izin verir. Alaşımın küçük titanyum ve berilyum ilaveleriyle alaşımlanması, döküm ve mukavemet özelliklerinin iyileştirilmesine yardımcı olur. AL22 alaşımı, hem teknolojik özellikler, hem de mukavemet özellikleri ve ısı direnci açısından AL13 alaşımından üstündür. Alaşımın en yüksek mukavemeti için, üst sınırda (%13'e kadar) magnezyum içeriği ve alt sınırda silikon içermesi gerekir; karmaşık konfigürasyonlara sahip parçaların dökümü için magnezyum içeriği alt sınırda, silikon içeriği ise üst sınırda olmalıdır.
Alaşımın dezavantajı sünekliğin azalmasıdır. AL22 alaşımı, atmosferin ve deniz suyunun aşındırıcı koşulları altında orta statik yükler (agrega ve alet tipi parçalar) altında çalışan karmaşık konfigürasyonlara sahip parçaların dökümü için kullanılır. Alaşım en yaygın olarak parçaların enjeksiyonla kalıplanması için kullanılır. Bu durumda dökümler döküm durumunda kullanılır. AL22 alaşımından üretilen parçalar 200°C'ye kadar sıcaklıklarda uzun süre çalışabilir.
Yeni AL28 döküm alaşımı kalitesi, tatlı su boru hatları, yağ ve yakıt sistemleri için bağlantı parçalarının yanı sıra çalışma sıcaklığı 100° C'yi aşar. Daha yüksek sıcaklıklarda, katı çözeltinin yoğun ayrışması ve β-fazının tane sınırları boyunca çökelmesi meydana gelir ve bu da alaşımın kırılganlaşmasına neden olur.
Masada Şekil 22, kalite bileşimi içindeki ana alaşım elementlerinin içeriğine bağlı olarak AL28 alaşımının mekanik özelliklerini göstermektedir.
AL28 alaşımına %0,1-0,2 Zr eklenmesi, erime sıcaklığında stabil olan bir zirkonyum hidrit alaşımının oluşması nedeniyle mukavemet özelliklerini ve dökümlerin yoğunluğunu 2-3 kgf/mm2 artırır. Yük olarak yüksek saflıkta başlangıç malzemeleri kullanıldığında, alaşımın mukavemetinde ve sünekliğinde önemli bir artış gözlenir.

Alaşım LL28, tatlı su ve deniz suyunun yanı sıra deniz atmosferinde de yüksek korozyon direncine sahiptir. Bu koşullar altında alaşımın korozyon direnci saf alüminyumunkine yaklaşır.
İncirde. Şekil 27, AL28 alaşımının %0,1 H2O2 ile asitlendirilmiş %3 NaCl çözeltisindeki korozyon direncinin test edilmesinin sonuçlarını göstermektedir. Test süresi 1000 saat olup, karşılaştırma amacıyla AL8, AL13 ve AL4 alaşımları aynı koşullar altında test edilmiştir.

Masada Şekil 23, AL28, AL4 ve AL13 alaşımlarından alınan numunelerin, %3 NaCl + %0,1 H2O2'den oluşan sulu bir çözeltiye maruz bırakılmadan önce ve sonra yapılan çekme testinin sonuçlarını gösterir; bu, AL28 alaşımının korozyon direncinin, AL28 alaşımından daha üstün olduğunu doğrular. incelenen diğer alüminyum alaşımlarının
AL28 alaşımının mekanik özellikleri, 10.000 saat boyunca korozif bir ortama maruz kaldıktan sonra değişmeden kalırken AL4 alaşımı, mukavemet özelliklerinde bir miktar bozulma ve uzamada önemli (%50'den fazla) bir azalma gösterdi.

AL28 alaşımının artan korozyon direnci, saf alüminyumun ve bazı alüminyum alaşımlarının korozyon özellikleri üzerinde faydalı bir etkiye sahip olan bir manganez katkı maddesinin varlığıyla açıklanmaktadır. AL28 alaşımı, normal sıcaklıklarda stres altında ve ayrıca 100 ° C'ye ısıtıldığında ve uzun süre tutulduğunda (1000 saate kadar) korozyon eğilimi göstermez. Bununla birlikte, 100° C'nin üzerindeki sıcaklıklara nispeten kısa süreli maruz kalma bile bu alaşımın aşındırıcı bir ortamda performansını keskin bir şekilde azaltır ve bu da onu yüksek sıcaklıklarda kullanmayı pratik olarak imkansız hale getirir.
Doğal koşullar altında (Karadeniz'de) deneysel dökümlerin 2-3 yıl boyunca yapılan korozyon testleri, AL28 alaşımının oyuklanma korozyonuna eğilimli olmadığını gösterdi. AL28 alaşımı, 10 m/s hızla hareket eden deniz suyunda test edildiğinde en dayanıklı alüminyum alaşımlarından biri olduğunu kanıtlamıştır. Gemi klimalarının sızdırmaz freon kompresörlerinin karterlerinin birkaç yıldır çalıştırılması, bunların freon-22 etkisine dirençli bir malzeme olarak AL28 alaşımından üretilmesinin fizibilitesini ve güvenilirliğini doğrulamıştır.
Tropikal sıcaklıklar, yüksek nem ve deniz suyu koşulları altında modern makine mühendisliğinde ve özellikle gemi yapımında malzemelerin mukavemeti ve performansına yönelik artan talepler nedeniyle, son zamanlarda stres korozyonuna büyük önem verildiği söylenmelidir. Dökme alüminyum alaşımlarının stresli korozyon çatlamasına duyarlılığı üzerine yapılan çalışmayı açıklayan çalışma ilgi çekicidir.
Çekme kuvveti önceden kalibre edilmiş bir sarmal yay kullanılarak oluşturuldu. Yük, 5 mm çapındaki bir numuneye aktarıldı. Numunenin şekli, aşındırıcı ortamı olan banyoların kendisine bağlanmasını mümkün kılmıştır. Temas korozyonunu önlemek için tesisatın kulpları banyodan çıkarılır. Aşındırıcı ortam olarak %3 NaCl + %0,1 H2O2'den oluşan sulu bir çözelti kullanıldı.
Gerilmenin büyüklüğüne bağlı olarak hasara kadar geçen süreyi belirlemek için numuneler, geleneksel akma dayanımının 1,2-0,4'üne karşılık gelen bir kuvvetin oluşturulduğu bir kuruluma yerleştirildi. Elde edilen sonuçlar Şekil 2'de gösterilmektedir. 28, 29, 30.

Bu nedenle, incelenen tüm alaşımlar için, numunelerin "ömrünün" stres koordinatlarındaki havadaki strese (yani oda sıcaklığında uzun vadeli mukavemet) zamana bağlılığı - arızaya kadar geçen sürenin logaritması düz bir çizgi ile ifade edilir, çoğu metalik malzemenin özelliğidir: yük arttıkça numunelerin tahrip edilmesinden önceki süre azalır. Bununla birlikte, magnalyumlar (AL28, AL8 ve AL27-1) için gerilim-kırılma süresi ilişkisi, neredeyse düz iki daldan oluşan kırık bir eğri ile ifade edilir. Eğrinin sol kolu, bu alaşımların stres altındaki korozyon direncinin büyük ölçüde stres seviyesine bağlı olduğunu göstermektedir; yükteki bir artış numunenin "ömründe" keskin bir azalmaya yol açar. Daha düşük yüklerde, hasara kadar geçen sürenin strese bağımlılığı ortadan kalkar, yani bu streslerde numunelerin "ömrü" stres seviyesine bağlı değildir - sağ dal, zaman eksenine neredeyse paralel olan düz bir çizgidir. . Bu alaşımlar için stresli korozyon direncine yönelik bir sınır veya "eşik" olduğu görülmektedir.
AL28 alaşımının stres altındaki korozyon direnci sınırının, yaklaşık olarak koşullu akma dayanımına eşit, önemli bir değer olduğu unutulmamalıdır. Bilindiği gibi, yapısal gerilimlerin seviyesi genellikle akma mukavemetini aşmaz, yani bu alaşımdan yapılan dökümlerde korozyon çatlamasının pratikte hariç tutulduğunu varsayabiliriz.
Bir AL8 alaşımı için gerilimli korozyon direnci sınırı 8 kgf/mm2'yi aşmaz; bu, bu alaşımın akma dayanımından yaklaşık 2 kat daha azdır ve onun düşük gerilimli korozyon direncini gösterir.
AL27-1 alaşımının stresli korozyon direnci sınırı, koşullu akma dayanımına eşit olarak kabul edilebilir. AL27-1 alaşımı, AL8 alaşımı gibi yaklaşık %10 Mg içerir, ancak küçük miktarlarda (%0,05-0,15) berilyum, titanyum ve zirkonyum içeren ilave alaşımı, korozyon çatlamasına duyarlılığının azalmasına neden olur.
AL8, AL27-1 ve AL28 kalitelerindeki alüminyum-magnezyum alaşımlarının stres korozyonuna karşı direnci uzun süre koruyabildiği sıcaklıkları belirlemek amacıyla ısının etkisi altında korozyon çatlamasına duyarlılık çalışması yapıldı. ve ayrıca bu alaşımlardan yapılan parçaların üretim süreci sırasında kısa süreli ısıtılmasının kabul edilebilirliğini belirlemek (örneğin, emprenye etme, koruyucu kaplamaların uygulanması vb. sırasında). Bu alaşımların numuneleri ısıtma sıcaklığına bağlı olarak 70, 100, 125 ve 150 °C'de 1 ila 1000 saat arasında yaşlandırmaya tabi tutulmuş ve daha sonra korozyon çatlağının oluşmadığı gerilim seviyesinin 0,9-0,8'ine eşit gerilimler altında test edilmiştir. başlangıç durumu için tanımlanır.
Şekil 2'de gösterilmiştir. 31 verileri, AL28 alaşımının stresli korozyon direncinin uzun süre 100°C'ye ısıtıldığında azalmadığını ve korozif bir ortamda performans kaybı olmadan 150°C'ye kısa süreli ısıtmaya izin verildiğini göstermektedir.

Ön ısıtmaya tabi tutulan AL8 ve AL27-1 alaşımlarının stres altında korozyon direncinin test edilmesinin sonuçları, bu alaşımlardan yapılan parçaların korozyon koşulları altında yüksek sıcaklıklarda kullanılmasının pratikte kabul edilemez olduğunu gösterdi. Alüminyum-magnezyum alaşımları AL8, AL27-1'in hem alındığı durumda hem de yapay yaşlandırma sonrasında korozyon çatlamasına duyarlılığının incelenmesinden elde edilen sonuçlar, bunların stres altındaki korozyon davranışlarının öncelikle katının stabilitesi tarafından belirlendiği sonucuna varmamızı sağlar. çözüm yapısı.
Aynı miktarda magnezyum içeren AL8 ve AL27-1 alaşımlarının gerilimli korozyon direnci karşılaştırıldığında, yapısı ilave alaşımlamayla stabilize edilen AL27-1 alaşımının daha yüksek gerilimli korozyon direncine sahip olduğu görülmektedir. %4,8-6,3 katı çözelti stabilitesi içeren ve %10 Mg içeren alaşımlara göre daha yüksek olan AL28 alaşımı korozyon çatlamasına karşı daha dayanıklıdır.

Soru 1. Alüminyum-bakır sisteminin faz diyagramını çizin. Sıvı ve katı haldeki bileşenlerin etkileşimini tanımlayın, faz diyagramının tüm alanlarındaki yapısal bileşenleri belirtin ve belirli bir sistemdeki alaşımların özelliklerindeki değişimin doğasını Kurnakov kurallarını kullanarak açıklayın.

Duralumindeki en önemli safsızlık bakırdır.

A1-Cu alaşımlarının faz diyagramı (Şekil 1.), bileşenler katı bir çözelti oluşturduğunda tip III faz diyagramlarını ifade eder.

sınırlı çözünürlük, azalan sıcaklıkla azalır. Bu tip faz diyagramına sahip alaşımlarda ikincil

katı bir çözeltinin kısmi ayrışmasıyla ilişkili kristalleşme. Bu tür alaşımlar grup III ve IV'ün ısıl işlemine, yani sertleştirmeye tabi tutulabilir.

Alüminyum - bakır alaşımlarının durum diyagramı.

ve yaşlanma A1 - Cu faz diyagramından bakırın alüminyumdaki en yüksek çözünürlüğünün 548°'de gözlemlendiği anlaşılmaktadır.

%5,7; Sıcaklık düştükçe bakırın alüminyumdaki çözünürlüğü azalır ve oda sıcaklığında %0,5 olur. Bakır içeriği% 0,5 ila 5,7 olan alaşımlar, faz dönüşüm sıcaklıklarının üzerinde (örneğin, A1 - Cu alaşımlarının faz diyagramındaki 5 noktasının üzerinde) ısıtmayla söndürmeye tabi tutulursa, alaşım homojen bir katıya dönüşecektir. çözüm a. Söndürmeden sonra katı çözelti, yüksek derecede dispersiyona sahip fazla fazın salınmasıyla birlikte alaşım içinde ayrışacaktır. Al-Cu alaşımlarındaki böyle bir faz, sert ve kırılgan kimyasal bileşik CuAl 2'dir.

Aşırı doymuş bir katı çözeltinin ayrışması, alaşım oda sıcaklığında tutulduğunda (doğal yaşlandırma) uzun bir süre boyunca ve yüksek sıcaklıklarda (yapay yaşlandırma) daha hızlı bir şekilde meydana gelebilir. Yaşlanma sonucunda alaşımın sertliği ve mukavemeti artarken, sünekliği ve tokluğu azalır.

Tamamen Kurnakov kuralları kullanılarak geliştirilen yaşlanma teorisine göre, alaşımlardaki yaşlanma süreci birkaç aşamada gerçekleşir. Yaşlanma sonucu gözlenen alaşımların sertleşmesi, fazla fazların yüksek oranda dağılmış halde çökelme süresine karşılık gelir. Yapıda meydana gelen değişiklikler ancak elektron mikroskobu kullanılarak gözlemlenebilir. Tipik olarak prosesin bu aşaması sertleştirilmiş alaşımlarda doğal yaşlandırma sırasında meydana gelir. Aynı zamanda alaşımın sertliği ve mukavemeti de artar.

Sertleştirilmiş alaşımlar, farklı alaşımlardan farklı olarak nispeten düşük sıcaklıklara ısıtıldığında (yapay yaşlandırma), çökelmiş fazların parçacıklarının genişlemesinden oluşan ikinci bir aşama meydana gelir. Bu süreç optik bir mikroskop kullanılarak gözlemlenebilir. Mikro yapıdaki güçlendirme fazlarının genişlemiş çökeltilerinin ortaya çıkması, özelliklerde yeni bir değişiklikle örtüşmektedir - alaşımın mukavemetinde ve sertliğinde bir azalma ve plastisitesinde ve tokluğunda bir artış. Yaşlanma yalnızca sınırlı çözünürlüğe sahip, sıcaklık düştükçe azalan faz diyagramına sahip alaşımlarda görülür. Çok sayıda alaşım bu tip bir diyagrama sahip olduğundan yaşlanma olgusu çok yaygındır. Birçok demir dışı alaşımın (alüminyum, bakır vb.) ısıl işlemi yaşlanma olgusuna dayanmaktadır.

Yukarıda ele alınan A1 - Cu alaşımlarında bu süreç şu şekilde ilerlemektedir. Sertleştirilmiş bir alaşımda doğal yaşlanma sırasında bakır içeriği yüksek bölgeler (diskler) oluşur. Guinier-Preston bölgeleri olarak adlandırılan bu bölgelerin kalınlığı iki ila üç atom katmanına eşittir. 100° ve üzerine ısıtıldığında bu bölgeler, CuA1 2 kimyasal bileşiğinin kararsız bir allotropik modifikasyonu olan Ψ fazı olarak adlandırılan faza dönüşür. 250°'nin üzerindeki sıcaklıklarda, 9" fazı Ԩ (CuA1 2) fazına dönüşür. Ayrıca Ψ (CuA1 2) fazının çökelmesi meydana gelir. Alaşım, yaşlanmanın ilk aşamasında en yüksek sertliğe ve dayanıklılığa sahiptir.

D1 sınıfı duraluminde, katı çözeltinin ayrışması sırasında Ψ fazı da salınır ve D16 sınıfı duraluminde bu tür birkaç fazlar vardır.

Duraluminden yapılmış parçaların ısıl işlem teknolojisi, aşırı doymuş bir katı çözelti elde etmek için gerçekleştirilen sertleştirmeden ve doğal veya yapay yaşlanmadan oluşur. Sertleşme için parçalar 495°'ye ısıtılır ve soğuk suda soğutulur.

Sertleşen parçalar oda sıcaklığında tutularak doğal yaşlanmaya uğrar. 4-7 günlük yaşlandırmanın ardından parçalar en yüksek mukavemet ve sertliği kazanır. Böylece, D1 sınıfı duraluminin tavlanmış durumdaki çekme mukavemeti 25'tir. kg/mm 2 , ve sertliği eşittir N İÇİNDE = 45; sertleşme ve doğal yaşlandırma sonrasında çekme mukavemeti 40'tır kg/mm 2 , ve sertlik artar N V = 100.

Katı bir çözeltinin ayrışması için gereken süre, sertleştirilmiş duralüminin 100 - 150 ◦ (yapay yaşlandırma) sıcaklığa ısıtılmasıyla birkaç saate kadar azaltılabilir, ancak yapay yaşlandırmadaki sertlik ve mukavemet değerleri doğal olanlardan biraz daha düşüktür yaşlanma. Korozyon direnci de bir miktar azalır. Duralumin kaliteleri D16 ve D6, sertleşme ve yaşlanma sonrasında en yüksek sertliğe ve dayanıma sahiptir.Duralumin kaliteleri DZP ve D18, sünekliği arttırılmış alaşımlardır.

Duraluminler düşük özgül ağırlıkları ve ısıl işlem sonrası yüksek mekanik özellikleri nedeniyle başta uçak yapımı olmak üzere çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Duralumininleri işaretlerken D harfi "duralumin" anlamına gelir ve sayı, alaşımın geleneksel numarasıdır.

2. DEMİR-KARBON ALAŞIMLARININ DURUM ŞEMASI

Demir ve karbon alaşımları geleneksel olarak iki bileşenli alaşımlar olarak sınıflandırılır. Bileşimleri, ana bileşenlere (demir ve karbon) ek olarak, az miktarda ortak safsızlıklar (manganez, silikon, kükürt, fosfor) ve ayrıca gazlar - nitrojen, oksijen, hidrojen ve bazen diğer bazı elementlerin izlerini içerir. Demir ve karbon, demir karbür veya sementit adı verilen stabil bir Fe3C (%93,33 Fe ve %6,67 C) kimyasal bileşiği oluşturur. Kullanılan demir-karbon alaşımlarında (çelikler, dökme demirler) karbon içeriği %6,67'yi geçmez ve bu nedenle ikinci bileşeni sementit olan demir karbürlü demir alaşımları (Fe-Fe 3 C sistemi) pratiktir. önem.

Karbon içeriği %6,67'nin üzerinde olduğunda tamamı karbonla kimyasal bir bileşime gireceğinden alaşımlarda serbest demir kalmayacaktır. Bu durumda alaşımların bileşenleri demir karbür ve karbon olacaktır; alaşımlar, yeterince çalışılmamış olan ikinci Fe3C-C sistemine ait olacaktır. Ayrıca karbon içeriği %6,67'nin üzerinde olan demir-karbon alaşımları çok kırılgandır ve pratikte kullanılmaz.

Alaşımlar Fe -Fe 3 C (%6,67'ye kadar C içeriğiyle) ise tam tersine büyük pratik öneme sahiptir. İncirde. Şekil 2, sıcaklık - konsantrasyon koordinatlarında çizilmiş, Fe -Fe 3 C alaşımlarının durumunun yapısal bir diyagramını göstermektedir. Ordinat ekseni alaşımların ısıtma sıcaklıklarını, apsis ekseni ise yüzde olarak karbon konsantrasyonunu gösterir. Sol koordinat %100 demir içeriğine, sağ koordinat ise %6,67 karbon içeriğine (veya %100 Fe3C konsantrasyonuna) karşılık gelir.

Sağ koordinatta Fe 3 C'nin erime noktası 1550°'ye karşılık gelir (nokta D diyagramda).

Demirin erime noktasına ek olarak sol ordinatta modifikasyonlara sahip olması nedeniyle, 1535° (nokta A Diyagramda), demirin allotropik dönüşümlerinin sıcaklıkları da çizilmiştir: 1390° (nokta N ) ve 910° (G noktası).

Böylece, diyagramın ordinatları alaşımın saf bileşenlerine (demir ve sementit) karşılık gelir ve aralarında% 0 ila 6,67 C arasında farklı konsantrasyonlardaki alaşımlara karşılık gelen noktalar bulunur.

Pirinç. 2. Alaşımların durumunun yapısal diyagramıFe - Fe 3 C .

Belirli koşullar altında, silikon, manganez ve diğer elementlerin içeriğinin yanı sıra külçe veya dökümlerin soğuma hızına bağlı olarak kimyasal bir bileşik (sementit) oluşmayabilir. Bu durumda alaşımlarda karbon, grafit formunda serbest halde salınır. Bu durumda iki alaşım sistemi (Fe -Fe 3 C ve Fe 3 C -C) olmayacaktır. Bunların yerini kimyasal bileşikler içermeyen tek bir Fe-C alaşım sistemi alır.

2.1 Demir-karbon alaşımlarının yapısal bileşenleri.

Mikroskobik analiz, demir-karbon alaşımlarında altı yapısal bileşenin oluştuğunu göstermektedir: ferrit, sementit, ostenit ve grafitin yanı sıra perlit ve ledeburit.

Ferrit Fe a'daki katı karbon interkalasyon çözeltisi olarak adlandırılır. Karbonun Fe'deki çözünürlüğü önemsiz olduğundan ferritin neredeyse saf Fe a olduğu düşünülebilir. Ferrit, vücut merkezli bir kübik kafese (BC) sahiptir. Mikroskop altında bu yapısal bileşen, çeşitli boyutlarda hafif tanecikler görünümündedir. Ferritin özellikleri demirinkilerle aynıdır: yumuşak ve sünektir, çekme mukavemeti 25'tir. kg/mm 2 , sertlik N İÇİNDE = 80, bağıl uzama %50. Ferritin plastisitesi tane büyüklüğüne bağlıdır: tane ne kadar ince olursa plastisite de o kadar yüksek olur. 768°'ye (Curie noktası) kadar ferrimanyetiktir ve üzerinde paramanyetiktir.

Sementit demir karbür Fe 3 C olarak adlandırılır. Sementitin karmaşık bir eşkenar dörtgen kafesi vardır. Mikroskop altında bu yapısal bileşen, çeşitli boyutlarda plakalar veya taneler görünümündedir. Sementit zordur (N İÇİNDE > 800 birim) ve kırılgandır ve bağıl uzaması sıfıra yakındır. Sıvı bir alaşımdan birincil kristalizasyon sırasında salınan sementit (birincil sementit veya C1) ile katı bir Y-östenit çözeltisinden salınan sementit (ikincil sementit veya C2) arasında bir ayrım yapılır. Ayrıca katı çözeltinin ayrışması sırasında a (bölgesi) G.P.Q. durum diyagramında), öncekilerin aksine üçüncül sementit veya C3 olarak adlandırılan sementit öne çıkıyor. Sementitin tüm formları aynı kristal yapıya ve özelliklere sahiptir, ancak farklı parçacık boyutlarına (levhalar veya taneler) sahiptir. En büyüğü birincil sementit parçacıklarıdır ve en küçüğü birincil sementit parçacıklarıdır. 210°'ye (Curie noktası) kadar sementit ferrimanyetiktir ve bunun üzerinde paramanyetiktir.

östenit Fe Y'de karbon ara katmanının katı çözeltisi denir. Östenit yüzey merkezli kübik bir yapıya (K12) sahiptir. Mikroskop altında bu yapısal bileşen, karakteristik çift çizgilere (ikizlere) sahip hafif tanecikler görünümündedir. Ostenitin sertliği N İÇİNDE = 220. Östenit paramanyetiktir.

Grafit katmanlı atom düzenlemesine sahip, gevşek bir şekilde paketlenmiş altıgen bir kafese sahiptir. Mikroskop altında bu yapısal bileşen, gri dökme demirden çeşitli şekil ve boyutlarda plakalar biçiminde, dövülebilir dökme demirden pul benzeri bir şekle ve yüksek mukavemetli dökme demirden küresel bir şekle sahiptir. Grafitin mekanik özellikleri son derece düşüktür.

Listelenen dört yapısal bileşenin tümü aynı zamanda demir-karbon alaşımları sisteminin aşamalarıdır, çünkü bunlar homojendir - katı çözeltiler (ferrit ve ostenit), bir kimyasal bileşik (sementit) veya bir elementel madde (grafit).

Ledeburit ve perlitin yapısal bileşenleri homojen değildir. Özel özelliklere sahip (ötektik ve ötektoid) mekanik karışımlardır.

Perlitötektoid ferrit ve sementit karışımı olarak adlandırılır. İkincil kristalleşme sırasında östenitten oluşur ve %0,8 C içerir. Perlitin oluşum sıcaklığı 723°'dir. Yalnızca çelikte gözlenen bu kritik sıcaklığa nokta denir. A±. Perlit, sementit plaka şeklinde olduğunda katmanlı bir yapıya veya sementit tanecik şeklinde olduğunda granüler bir yapıya sahip olabilir. Lamel ve granüler perlitin mekanik özellikleri biraz farklıdır. Lamel perlitin çekme mukavemeti 82'dir. kg/mm 2 , bağıl uzama %15, sertlik N V = 190-^-230. Granül perlitin çekme mukavemeti 63'tür. kg/mm 2 , bağıl uzama %20 ve sertlik R = 1,60-g-190.

Ledeburit ostenit ve sementitin ötektik karışımı denir. 1130°'de birincil kristalizasyon işlemi sırasında oluşur. Bu, demir-karbon alaşımları sistemindeki en düşük kristalleşme sıcaklığıdır. Ledeburitin bir parçası olan östenit 723°'de perlite dönüşür. Bu nedenle 723°'nin altında ve oda sıcaklığına kadar ledeburit perlit ve sementit karışımından oluşur. O çok zor (N V ^700) ve kırılgandır. Ledeburitin varlığı beyaz dökme demirlerin yapısal bir özelliğidir. Demir-karbon alaşımlarının mekanik özellikleri, yapısal bileşenlerin sayısına, şekline, boyutuna ve konumuna bağlı olarak değişir.

Fe -Fe3C durumunun yapısal diyagramı karmaşık bir diyagramdır, çünkü demir-karbon alaşımlarında yalnızca kristalleşmeyle ilişkili dönüşümler değil, aynı zamanda katı haldeki dönüşümler de meydana gelir.

Çelik ile beyaz dökme demir arasındaki sınır %2'lik bir karbon konsantrasyonudur ve yapısal özelliği ledeburitin varlığı veya yokluğudur. Karbon içeriği %2'den az olan (ledeburit içermeyen) alaşımlara çelik, karbon içeriği %2'den fazla olan (yapısında ledeburit içeren) alaşımlara ise beyaz dökme demir adı verilir.

Karbon konsantrasyonuna ve çelik yapısına bağlı olarak dökme demirler genellikle aşağıdaki yapısal gruplara ayrılır: ötektoid altı çelikler (%0,8'e kadar C); yapı - ferrit ve perlit; ötektoid çelik (%0,8 C); yapı - perlit;

ötektoid üstü çelikler (%0,8 ila 2'nin üzerinde C); yapı - ikincil sementite perlit;

ötektik altı beyaz dökme demir (%2 ila 4,3'ün üzerinde C); yapı - ledeburit (parçalanmış), perlit ve ikincil sementit;

ötektik beyaz dökme demir (%4,3 C); yapı - ledeburit;

ötektik üstü beyaz dökme demir (%4,3 ila 6,67'nin üzerinde C); yapı - ledeburit (parçalanmış) ve birincil sementit.

Bu bölünme, Fe-Fe 3C faz diyagramından görülebileceği gibi, bu alaşımların oda sıcaklığında gözlemlenen yapısal durumuna karşılık gelir.

Soru 3.

30KhGSA çeliğinden yapılmış bir parçanın yüzeyinin ince frezelenmesi için bir takım karbür alaşımı seçin. Özellikleri verin, seçilen alaşım markasını deşifre edin, alaşımın yapısal özelliklerini ve özelliklerini tanımlayın.

Aletler üç gruba ayrılır: kesme (kesiciler, matkaplar, kesiciler vb.), Ölçme (mastarlar, halkalar, fayanslar vb.) ve sıcak ve soğuk metal şekillendirmeye yönelik aletler (pullar, çizim tahtaları vb.). Aletlerin türüne bağlı olarak, çeliklerin imalatlarına yönelik gereksinimler farklıdır.

Kesici takımlar için çeliklerin temel gereksinimi, metallerin kesilerek işlenmesi sırasında ortaya çıkan yüksek sıcaklıklarda azalmayan yüksek sertliğin varlığıdır (kırmızı direnç). Metal kesme takımlarının sertliği R c = 60÷65 olmalıdır. Ayrıca kesici takım çeliklerinin yüksek aşınma direncine, mukavemete ve tatmin edici tokluğa sahip olması gerekir.

Yüksek hız çelikleri en çok kesici takımların imalatında kullanılır. Yüksek hız çeliği çok bileşenli bir alaşımdır ve karbür (ledeburit) çelik sınıfına aittir. Bileşiminde demir ve karbonun yanı sıra krom, tungsten ve vanadyum da bulunur. Yüksek hız çeliğindeki ana alaşım elementi tungstendir. En yaygın kullanılanlar (Tablo 3), P18 (%18 W) ve P9 (%9 W) yüksek hız çeliği kaliteleridir.

Yüksek hız çeliği, su verme ve tekrarlanan temperlemeden oluşan ısıl işlemden sonra yüksek sertlik R C = 62 ve kırmızı direnç kazanır.

tablo 1

Yüksek hız çeliğinin kimyasal bileşimi

(GOST 5952-51'e göre)

çelik sınıfı
	C	K	CR	V	Ay
R18	0,70 – 0,80	17,5 – 19,0	3,8 – 4,4	1,04 – 1,4	≤0,3
R9	0,85 – 0,95	8,5 – 10,0	3,8 – 4,4	2,0 – 2,6	≤0,3

Şekil 3, yüksek hız çeliği R18'in ısıl işleminin bir grafiğini göstermektedir.

Temiz frezeleme için takım kalitesi olarak bunu seçiyoruz çünkü... Bu çelik kalitesi özellikleri itibariyle bize uygundur.

Yüksek hız çeliğinin ısıl işlemi, kimyasal bileşimi ile belirlenen bir takım özelliklere sahiptir. Sertleşme sırasında yüksek hız çeliğinin ısıtılması, ostenit içindeki krom, tungsten ve vanadyum karbürlerinin çözülmesi için gerekli olan yüksek bir sıcaklığa (1260-1280°) gerçekleştirilir. Düşük ısı iletkenliği ve kırılganlığı nedeniyle çeliğin büyük iç gerilimlerini önlemek için 800-850°'ye kadar ısıtma yavaşça gerçekleştirilir, ardından ostenit tane büyümesini ve dekarbürizasyonu önlemek için 1260-1280°'ye kadar hızlı ısıtma yapılır. . Yüksek hız çeliğinin soğutulması yağda gerçekleştirilir. Yüksek hız çeliğinin 500-550° sıcaklıkta tuzlarda kademeli olarak sertleştirilmesi de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yüksek hız çeliğinin su verme sonrası yapısı martensit (%54), karbürler (%16) ve kalan ostenitten (%30) oluşur. Sertleştikten sonra yüksek hız çeliği 560°'de tekrarlanan temperlemeye tabi tutulur. Tipik olarak, tutulan ostenit miktarını azaltmak ve çeliğin sertliğini arttırmak için temperleme, 1 saatlik tutma süresiyle üç kez gerçekleştirilir. Temperleme sıcaklığına maruz kalma sırasında ostenitten karbürler salınır ve soğuma üzerine ostenit martensite dönüşür. Sanki ikincil sertleşme meydana geliyor. Yüksek hız çeliğinin temperleme sonrası yapısı, temperlenmiş martenzit, oldukça dağılmış karbürler ve az miktarda tutulan ostenitten oluşur. Tutulan ostenit miktarını daha da azaltmak için yüksek hız çelikleri, temperlemeden önce gerçekleştirilen soğuk işleme tabi tutulur. Düşük sıcaklıkta siyanürlemenin kullanılması sertliğin ve aşınma direncinin arttırılmasında çok etkilidir.

Yüksek hız çelikleri, çeşitli kesici takımların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır; Bu çeliklerden üretilen takımlar, karbon çeliklerinden üretilen takımların kesme hızlarından 3-4 kat daha yüksek kesme hızlarında çalışırlar ve kesme işlemi sırasında 600° - 620°'ye kadar ısıtıldıklarında kesme özelliklerini korurlar.

Soru. 4 Isıl işlemden sonra en az 44 ... 45 HRC E yüksek elastikiyet ve sertlik elde etmesi gereken bir yayın üretimi için en rasyonel ve ekonomik çelik kalitesini seçin. Bir karakteristik verin, çeliğin bileşimini belirtin, seçin ve Isıl işlem modunu haklı çıkarın. Isıl işlem sonrası çeliğin mikro yapısını ve özelliklerini tanımlayın ve çizin.

Yaylar, enerjiyi depolamak (yay motorları), şoku absorbe etmek ve absorbe etmek, valf dağıtım mekanizmalarındaki termal genleşmeyi telafi etmek vb. için kullanılır. Bir yayın deformasyonu, gerilmesi, sıkıştırılması, bükülmesi veya bükülmesi şeklinde kendini gösterebilir.

P kuvveti ile F yay deformasyonu arasındaki ilişkiye yay karakteristiği denir.

Tasarımcının el kitabına göre - makine mühendisliği, yazar. Anuriev. V.I. olarak en akılcı ve ekonomik çelik kalitesini seçiyoruz:

Çelik – 65G(manganez çeliği), Requel'e göre 42...48 HRC E.'ye eşit elastikiyet ve sertliğe sahiptir. Çeliğin ısıl işlemi: sertleşme sıcaklığı - 830 º C, (yağ ortamı), temperleme - 480 º C. Çekme mukavemeti (δ B) - 100 kg/mm 2, akma mukavemeti (δ t) - 85 kg/mm 2, bağıl uzama (δ 5) – %7, bağıl daralma (ψ) – %25.

Özellikleri – P – S içeriği %0,025'ten fazla olmayan yüksek kaliteli yay çeliği. 2 kategoriye ayrılmıştır: 1 – karbonsuzlaştırılmış katman, 2 – normalleştirilmiş karbonsuzlaştırılmış katman

Soru 5. AK4-1 alaşımı uçak motoru kompresör disklerinin üretiminde kullanıldı. Bir tanım verin, alaşımın mekanik özelliklerinin bileşimini ve özelliklerini, alaşımı sertleştirme yöntemini ve doğasını, korozyona karşı koruma yöntemlerini belirtin.

AK4-1, deformasyon yoluyla ürün haline getirilen, ısıl işlemle güçlendirilmiş, ısıya dayanıklı alüminyum bazlı bir alaşımdır.

Alaşım bileşimi: 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, yabancı maddeler %0,83'e kadar. Alaşımın çekme mukavemeti 430 MPa, akma mukavemeti 0,2 - 280 MPa'dır.

Güçlendirme aşamalarını oluşturan demir, nikel, bakır ve diğer elementlerle alaşımlıdır

Soru 6. Metalik olmayan malzemelerin endüstride kullanılması için ekonomik önkoşullar. Gazla doldurulmuş plastiklerin gruplarını ve özelliklerini tanımlayın, her gruptan örnekler verin, özellikleri ve uçak yapılarındaki uygulama alanları.

Son zamanlarda yapısal malzeme olarak metalik olmayan polimer malzemeler giderek daha fazla kullanılmaktadır. Polimerlerin ana özelliği, metallerde bulunmayan bir takım özelliklere sahip olmaları ve metal yapı malzemelerine iyi bir katkı olarak hizmet edebilmeleri veya bunların yerine geçebilmeleri ve çeşitli plastik türlerinde bulunan çeşitli fizikokimyasal ve mekanik özelliklerdir. Ürün haline getirilme kolaylığı, makine mühendisliği, alet yapımı, aparat imalatı ve günlük yaşamın tüm dallarında yaygın olarak kullanılır. Plastik kütleler düşük özgül ağırlıkla karakterize edilir (0,05 ila 2,0 arası) g/cm 3 ), yüksek yalıtım özelliklerine sahiptir, korozyona karşı iyi direnç gösterir, geniş bir sürtünme katsayısı aralığına ve yüksek aşınma direncine sahiptir.

Korozyona karşı dayanıklılığa, asit direncine, çalışma sırasında sessizliğe sahip ve aynı zamanda yapının hafifliğini sağlayan ürünler elde etmek gerekiyorsa, plastik kütleler demirli metallerin yerine geçebilir. Bazı plastik türlerinin şeffaflığı ve yüksek plastik özellikleri nedeniyle otomotiv endüstrisine yönelik emniyet camı üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek elektrik yalıtım özelliklerine sahip ürünlerin üretiminde plastikler, yüksek voltajlı porselen, mika, ebonit ve diğer malzemelerin yerini almakta ve yerini almaktadır. Son olarak buhar, petrol ve gaz geçirgenliği, yüksek su ve ışık direnci ile iyi görünümü, plastiklerin birçok endüstride yaygın olarak kullanılmasını sağlar.

Plastikler, rulman parçaları, ayırıcılar, sessiz dişliler, fan kanatları, çamaşır makinesi ve mikser bıçakları, radyo ekipmanı, radyo ve saat kasaları, elektrikli ekipman, distribütörler, taşlama taşları, su geçirmez ve dekoratif kumaşlar ve çeşitli figüratif tüketim mallarının yapımında kullanılır.

Köpük plastikler Sentetik reçine bazlı hafif gaz dolu plastiklerdir. Köpük plastikler iki gruba ayrılır: 1 - birbirine bağlı gözeneklere sahip malzemeler - süngerler (yoğunluğu 300 kg/m3'ten az), 2 - izole gözeneklere sahip malzemeler - köpükler (yoğunluğu 300 kg/m3'ten fazla).

Köpük plastiklerin özellikleri çok çeşitlidir: bazıları cam gibi sertliğe, bazıları ise kauçuk gibi esnekliğe sahiptir. Tüm köpük plastikler, marangozluk aletleriyle mekanik işlemeye iyi uyum sağlar, ısıtılmış halde kolayca karmaşık şekillerdeki ürünlere preslenir ve birbirine yapıştırılır. Uçak endüstrisinde köpük plastikler, ısı ve ses yalıtım malzemesi olmasının yanı sıra yapının sağlamlığını ve mukavemetini arttırmak amacıyla iki deri arasında dolgu maddesi olarak da kullanılmaktadır.

Çalışmanın amacı: Alüminyumun diğer elementlerle ikili alaşımlarında faz denge diyagramları ve faz dönüşümlerinin incelenmesi.

Gerekli ekipman, cihazlar, aletler, malzemeler: mufla fırınları, sertlik test cihazı TK-2M, duralumin numuneleri, “Demir dışı alaşımların mikroyapıları” standı, metalografik mikroskop.

Teorik bilgiler

Alüminyum, çeşitli alüminyum alaşımlarının üretiminde yaygın olarak kullanılan önemli bir metaldir.

Alüminyumun rengi kendine özgü donuk bir renk tonuyla gümüşi beyazdır. Alüminyum, yüz merkezli bir küpün uzaysal kafesinde kristalleşir; içinde hiçbir allotropik dönüşüm tespit edilmedi.

Alüminyum düşük yoğunluğa (2,7 g/cm3), yüksek elektrik iletkenliğine (saf bakırın elektrik iletkenliğinin yaklaşık %60'ı) ve önemli bir termal iletkenliğe sahiptir.

Alüminyumun atmosferik oksijenle oksidasyonu sonucu yüzeyinde koruyucu bir oksit filmi oluşur. Bu filmin varlığı, alüminyumun ve birçok alüminyum alaşımının yüksek korozyon direncini açıklamaktadır.

Alüminyum, normal atmosferik koşullar altında ve konsantre (%90-98) nitrik asidin etkisine karşı oldukça dirençlidir, ancak alkalilerin yanı sıra diğer mineral asitlerin çoğunun (sülfürik, hidroklorik) etkisiyle kolayca yok edilir. Hem soğuk hem de sıcak hallerde yüksek sünekliğe sahiptir, gaz ve direnç kaynağıyla iyi kaynaklanır, ancak kesmeyle kötü işlenir ve düşük döküm özelliklerine sahiptir.

Aşağıdaki mekanik özellikler haddelenmiş ve tavlanmış alüminyumun karakteristiğidir:  V= 80-100 MPa,  = %35-40, NV = 250...300 MPa.

Soğuk şekillendirmede alüminyumun mukavemeti artar, sünekliği azalır. Buna göre deformasyon derecesine göre tavlanmış (AD-M), yarı soğuk işlenmiş (AD-P) ve soğuk işlenmiş (AD-N) alüminyum ayırt edilir. Sertleşmeyi gidermek için alüminyumun tavlanması 350…410 С'de gerçekleştirilir.

Saf alüminyumun çeşitli kullanım alanları vardır. Yarı mamul ürünler, sırasıyla en az %99,3 ve %98,8 Al içeren teknik alüminyum AD1 ve AD'den yapılır - levhalar, borular, profiller, perçin telleri.

Elektrik mühendisliğinde alüminyum, tellerin, kabloların, kapasitörlerin, redresörlerin vb. üretiminde daha pahalı ve daha ağır bakırın yerini alır.

Alüminyum alaşımlarına katılan en önemli elementler bakır, silikon, magnezyum ve çinkodur.

Alüminyum ve bakır değişken konsantrasyonlu katı çözeltiler oluşturur. 0°C sıcaklıkta bakırın alüminyumdaki çözünürlüğü %0,3'tür ve 548°C ötektik sıcaklıkta bu oran %5,6'ya yükselir. 46:54 oranında alüminyum ve bakır, kararlı bir kimyasal bileşik CuAl 2 oluşturur.

Bileşimlerine ve sıcaklıklarına bağlı olarak alüminyum-bakır alaşımlarının durumunu ele alalım (Şekil 1). Diyagramdaki CDE çizgisi likidüs çizgisi, CNDF çizgisi ise katılaşma çizgisidir. NDF katılaşma çizgisinin yatay bölümüne ötektik çizgi de denir.

MN çizgisi, bakırın alüminyumdaki sıcaklıkla değişen çözünürlüğünü gösterir. Sonuç olarak, MN çizgisi doymamış katı çözümler ile doymuş çözümler arasındaki sınırdır. Bu nedenle bu çizgiye genellikle sınırlayıcı çözünürlük çizgisi de denir.

Bölge I'de herhangi bir alaşım, alüminyum ve bakırın, yani AlCu'nun homojen bir sıvı çözeltisi olacaktır.

R
dır-dir. 1. Al–CuAl 2 sisteminin durum diyagramı

Bölge II ve III'te alaşımlar kısmen sıvı, kısmen de katı halde olacaktır.

Bölge II'de, katı faz, alüminyum içinde katı bir bakır çözeltisi olacak ve sıvı faz, alüminyum ve bakırın sıvı bir çözeltisi olacaktır; Al(Cu) + (Al Cu), alüminyumdaki bakırın sınırlı çözünürlüğüne sahip katı bir çözeltiyi Al(Cu) olarak belirlemeyi kabul edersek.

Bölge III'te, sıvı faz aynı zamanda alüminyum ve bakırın sıvı bir çözeltisi olacak ve katı faz CuAl 2 metal bileşiği olacaktır;
+ (Al Cu). “I” indeksi (birincil), CuAl2'nin sıvı halden kristalizasyon sırasında oluştuğunu gösterir.

Diğer alanlarda tamamen katılaşmış alaşımlar aşağıdaki yapıya sahip olacaktır:

Bölge IV'te alüminyum içinde homojen bir katı bakır çözeltisi vardır, yani Al(Cu);

Bölge V'de - alüminyum ve ikincil bakırın katı çözeltisi
;

Bölge VI'da - alüminyumda katı bakır çözeltisi, ikincil CuAl 2 ve ötektik, yani Al(Cu) +
+Al(Cu) + CuAl2 ;

Bölge VII'de - birincil CuAl 2 ve ötektik, yani.
+Al(Cu) + CuAl 2 .

Bu alaşımların ötektiği, alüminyumdaki katı bir bakır çözeltisinin ve CuAl 2 metal bileşiğinin alternatif küçük kristallerinin özel bir mekanik karışımıdır; Al(Cu) + CuAl 2 .

Al – CuAl 2 sisteminin tüm alaşımları yapı ve konsantrasyona göre dört gruba ayrılabilir:

Grup 1 %0 ila %0,3 oranında bakır içerir;

Grup 2 %0,3 ile %5,6 arasında bakır içerir;

Grup 3 %5,6 ile %33,8 arasında bakır içerir;

Grup 4 %33,8 ile %54 arasında bakır içerir.

Al – CuAl 2 sisteminin alaşımlarının yapısını ele alalım.

İncirde. 2, A alüminyumda katı bir bakır çözeltisinin taneciklerinden oluşan birinci grubun alaşımının yapısını gösterir. İkinci grubun alaşımının yapısı Şekil 2'de gösterilmektedir. 2, B: alüminyum içinde katı bakır çözeltisi tanecikleri ve ikincil CuAl 2 kristalleri görülebilir,

Ötektik altı bir alaşımın yapısı (alüminyumdaki katı bakır çözeltisi, ikincil CuAl2 kristalleri ve ötektik) Şekil 2'de gösterilmektedir. 2, V. Alüminyum ve CuAl2'de katı bir bakır çözeltisinin küçük kristallerinden oluşan ötektik bir alaşımın yapısı - ötektik, Şekil 2'de gösterilmektedir. 2, G. İncirde. 2, D CuAl2'nin birincil kristallerinden ve ötektikten oluşan ötektik üstü bir alaşımın yapısı gösterilmiştir.

Ötektik içeren alaşımlarda bakır içeriği yapılarına göre belirlenebilir. Ancak bu durumda ötektikte ve katı çözeltide bulunan bakır miktarının dikkate alınması gerekir. Örneğin %30 ötektik ve %70 katı çözelti içeren ötektik altı bir alaşımda ötektikteki bakır miktarı

ve katı çözelti halinde

Sonuç olarak, incelenen alaşım k x + k y = %14,06 bakır içerir; bu, Al – CuAl 2 sisteminin durum diyagramının apsis ekseninde yer alan A noktasına karşılık gelir (Şekil 1).

Ötektik ötektik alaşımların bileşimini belirlerken ötektikte ve kimyasal bileşikte bulunan bakır miktarı hesaplanır.
. Bu miktarların toplamı ötektik ötesi alaşımdaki bakır içeriğine karşılık gelecektir. CuAl 2 kimyasal bileşiği çok sert ve kırılgandır.

Duraluminler orta ve yüksek mukavemetli parçaların ve yapı elemanlarının üretiminde kullanılır (  V= 420...520 MPa), bina yapılarında değişken yükler altında dayanıklılık gerektirir.

Duralumin, uçak kaplamaları, çerçeveleri, kirişleri ve direkleri, yük taşıyan çerçeveler ve kamyon gövdeleri vb. yapımında kullanılır.

Al ve Si alaşımlarına silüminler denir. İyi döküm özelliklerine sahiptirler ve %4...13 Si içerirler. Bu alaşımların faz diyagramından (Şekil 3), silüminlerin yapılarında önemli miktarda ötektik içeren ötektik altı veya ötektik alaşımlar olduğu anlaşılmaktadır.

Bununla birlikte, normal koşullar altında döküldüğünde, bu alaşımlar tatmin edici olmayan bir yapı elde eder, çünkü ötektik, alaşımlara düşük mekanik özellikler veren büyük miktarda kırılgan silikon içeren kaba katmanlı bir yapıya sahiptir.

İncirde. 4, A%11...13 Si içeren AL2 dereceli silüminin yapısı sunulmaktadır. Durum diyagramına uygun olarak bu bileşimin alüminyum-silikon alaşımı ötektik bir yapıya sahiptir. Ötektik şunlardan oluşur:  -alüminyumdaki katı silikon çözeltisi (açık renkli) ve iğne şeklindeki büyük ve kırılgan silikon kristalleri. Silikon parçacıklarının sivri uçlu salınımları, sünek alüminyumda iç keskin kesikler oluşturur ve yükleme altında erken bozulmaya yol açar.

Pirinç. 3. Al-Si sisteminin durum diyagramı

Pirinç. 4. Silümin: A– modifikasyondan önce, kaba iğneli ötektik (Al-Si) ve birincil silikon çökeltmesi; B– modifikasyondan sonra ince ötektik

(Al-Si) ve alüminyumdaki katı silikon ve diğer elementlerin dendritleri

Bir değiştiricinin eklenmesi kristalleşmenin doğasını değiştirir. Faz diyagramının çizgileri, %11...13 silikonlu alaşımın ötektik ötesi hale gelmesi için kayar.

Yapıda aşırı hafif tanecikler görünüyor  -katı çözelti (Şekil 4, B).

Değiştirici, silikon parçacıklarının şeklini değiştirir: iğne şeklindeki olanlar yerine, yükleme sırasında tehlikeli stres konsantrasyonları oluşturmayan küçük eş eksenli olanlar düşer.

Modifikasyonun bir sonucu olarak, bu alaşımların çekme mukavemeti 130 MPa'dan 160 MPa'ya, bağıl uzama ise %2'den %4'e çıkar.

Basınçla işlenmiş alaşımlar %1'den az silikon içerir. Magnezyum içeren alüminyum alaşımlarında silikon, onunla kararlı bir metal bileşiği Mg2Si'ye bağlanır; alüminyum ile sınırlı katı çözeltilerle ötektik tipte bir faz diyagramı oluşturur (Şekil 5).

Mg2Si bileşiği yüksek sertlik ile karakterize edilir, alüminyumdaki değişken çözünürlüğü, ısıl işlem sırasında önemli bir sertleşme elde edilmesini sağlar.

Elektrik mühendisliğinde Aldrey gibi magnezyum ve silikonla alaşımlanan alüminyum alaşımları kullanılır. Sertleştirilmiş alaşımlar yaşlandığında Mg2Si katı çözeltiden düşer ve onu güçlendirir. Bu işlem sonucunda %10-15 bağıl uzama ile 350 MPa'ya kadar çekme mukavemeti elde etmek mümkündür. Böyle bir alaşımın elektriksel iletkenliğinin iletken alüminyumun elektriksel iletkenliğinin %85'i olması önemlidir. Bunun nedeni Mg2Si'nin yaşlanma sırasında katı çözeltiden neredeyse tamamen çıkarılması ve alaşımın saf alüminyum ve güçlendirme aşamasından (Mg2Si) oluşmasıdır.

R
dır-dir. 6. Al-Mg sisteminin durum diyagramı

Magnezyum, alüminyum ile katı çözeltiler oluşturmanın yanı sıra  -faz Mg2Al3 bileşiğine dayalıdır. Çoğu alüminyum alaşımı %3'ten fazla magnezyum içermez, ancak magnezyum gibi bazı döküm alaşımlarında içerik %12'ye ulaşır.

Bir örnek AL8 alaşımıdır. Döküm halinde, alüminyumda katı bir magnezyum çözeltisi taneciklerinden ve kırılgan Al3 Mg2 bileşiğinin kalıntılarından oluşan bir yapıya sahiptir.

Dökümden sonra homojenizasyon 430 °C sıcaklıkta 15...20 saat süreyle gerçekleştirilir, ardından yağda söndürülür.

Homojenleştirme işlemi sırasında Al 3 Mg 2 kalıntıları tamamen katı çözeltiye geçer. Sertleştirilmiş alaşım yeterli mukavemet kazanır (  V= 300 MPa) ve daha yüksek süneklik. Aynı zamanda alaşım yüksek korozyon direnci kazanır. AL8 alaşımının yaşlanması zararlıdır: süneklik keskin bir şekilde azalır ve korozyon direnci kötüleşir.

Çinko, bazı yüksek mukavemetli alüminyum alaşımlarına %9'a varan miktarlarda eklenir. 250 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda alüminyum içeren ikili alaşımlarda çinko (bu sınırlar dahilinde) katı çözelti halindedir (Şekil 7).

Pirinç. 7. Al-Zn sisteminin durum diyagramı

Tüm yüksek mukavemetli alaşımlar karmaşık bir kimyasal bileşime sahiptir. Böylece B95 alaşımı %6 Zn, %2,3 Mg, %1,7 Cu, %0,4 Mn ve %0,15 Cr içerir. Çinko, magnezyum ve bakır, alüminyum MgZn 2, Al 2 CuMg - S fazı, Mg 4 Zn 3 Al 3 - T fazı ile katı çözeltiler ve metal bileşikleri oluşturur. Isıtıldığında bu metal bileşikleri alüminyuma dönüşür.

Örneğin, 475 ºС sıcaklıkta, MgZn2'nin alüminyumdaki çözünürlüğü% 18'e yükselir (Şekil 8).

Sertleştirme ve yapay yaşlandırma sonrasında B95 alaşımı  V= 600MPa,  = %12. Manganez ve krom, alaşımın yaşlanma etkisini arttırır ve korozyon direncini arttırır.

(ağırlık)

Pirinç. 8. Al–MgZn 2 sisteminin durum diyagramı

Güvenlik düzenlemeleri

1. Mikrokesitleri hazırlarken tüm önlemlere ve güvenlik kurallarına uyun.

2. Mikro kesiti taşlarken, parmaklarınızın yanmasını önlemek için numuneyi daha sık soğutmalısınız.

3. İnce kesitleri aşındırırken lastik eldiven kullanın.

4. Alaşımın yapısını mikroskopta incelerken, güvenilir bir şekilde topraklandığından emin olmalısınız.

5. Yalnızca bakımı yapılabilir alet ve ekipmanları kullanmalısınız.

İş emri

1. Alüminyum alaşımlarının durum diyagramını inceleyin.

2. Belirli bir alaşımın özelliklerini verin (yapı, faz dönüşümleri, bileşim, özellikler, uygulama kapsamı).

3. İncelenen alaşımın yapısını çizin.

Fazlar ve yapısal bileşenleri gösteren, incelenen alaşımların mikro yapılarının çizimleri.

Öğretmenin belirttiği faz denge diyagramının kopyalanması.

Belirli bir bileşime sahip bir alaşım için, ısıtma veya soğutma sırasındaki tüm faz dönüşümlerinin açıklaması ve fazların kimyasal bileşiminin belirlenmesi.

Kontrol soruları

Birçok alüminyum alaşımının korozyon direnci neden saf alüminyumunkinden daha düşüktür?

Alaşımın tipini alaşımın mikro yapısına (döküm veya dövme) göre belirlemek mümkün müdür?

Isıl işlemle güçlendirilemeyen dövme alüminyum alaşımlarının yapısı nedir?

Tek fazlı alüminyum alaşımlarının güçlendirilmesi nasıl sağlanır?

Çift fazlı alüminyum alaşımlarının güçlendirme ısıl işlemi nedir?

Duralumin'i sertleştirmenin amacı nedir?

Duralüminin ana mekanik özellikleri nelerdir?

Hangi alaşımlara silüminler denir?

Alüminyum alaşımlarının spesifik gücü nedir?

Alüminyum alaşımlarındaki ana alaşım elementleri.

Çalışmanın amacı: Alüminyumun diğer elementlerle ikili alaşımlarında faz denge diyagramları ve faz dönüşümlerinin incelenmesi.

Kısa teorik bilgi

Alüminyum, çeşitli alüminyum alaşımlarının üretiminde yaygın olarak kullanılan önemli bir metaldir.

Alüminyum düşük yoğunluğa (2,7 g/cm3), yüksek elektrik iletkenliğine (saf bakırın elektrik iletkenliğinin yaklaşık %60'ı) ve önemli bir termal iletkenliğe sahiptir.

Aşağıdaki mekanik özellikler haddelenmiş ve tavlanmış alüminyumun karakteristiğidir:  V= 80-100 MPa,  = 35-40 %, NV= 250...300 MPa.

Soğuk şekillendirmede alüminyumun mukavemeti artar, sünekliği azalır. Deformasyon derecesine göre tavlanmış (AD-M), yarı soğuk işlenmiş (AD-P) ve soğuk işlenmiş (AD-N) alüminyum ayırt edilir. Sertleşmeyi gidermek için alüminyumun tavlanması 350…410 С'de gerçekleştirilir.

Elektrik mühendisliğinde alüminyum, tellerin, kabloların, kapasitörlerin, redresörlerin vb. üretiminde daha pahalı ve daha ağır bakırın yerini alır.

Alüminyum alaşımlarına katılan en önemli elementler bakır, silikon, magnezyum ve çinkodur.

Bölge I'de herhangi bir alaşım, alüminyum ve bakırın, yani AlCu'nun homojen bir sıvı çözeltisi olacaktır.

Pirinç. 1. Al–CuAl 2 sisteminin durum diyagramı

Bölge II ve III'te alaşımlar kısmen sıvı, kısmen de katı halde olacaktır.

Diğer alanlarda tamamen katılaşmış alaşımlar aşağıdaki yapıya sahip olacaktır:

Bölge IV'te alüminyum içinde homojen bir katı bakır çözeltisi vardır, yani Al(Cu);

Bölge V'de - alüminyum ve ikincil bakırın katı çözeltisi
;

Bölge VI'da - alüminyumda katı bakır çözeltisi, ikincil CuAl 2 ve ötektik, yani Al(Cu) +
+Al(Cu) + CuAl2 ;

Bölge VII'de - birincil CuAl 2 ve ötektik, yani.
+Al(Cu) + CuAl 2 .

Al – CuAl 2 sisteminin tüm alaşımları yapı ve konsantrasyona göre dört gruba ayrılabilir:

Grup 1 %0 ila %0,3 oranında bakır içerir;

Grup 2 %0,3 ile %5,6 arasında bakır içerir;

Grup 3 %5,6 ile %33,8 arasında bakır içerir;

Grup 4 %33,8 ile %54 arasında bakır içerir.

Al – CuAl 2 sisteminin alaşımlarının yapısını ele alalım. İncirde. 2, A alüminyumda katı bir bakır çözeltisinin taneciklerinden oluşan birinci grubun alaşımının yapısını gösterir. İkinci grubun alaşımının yapısı Şekil 2'de gösterilmektedir. 2, B: alüminyum içinde katı bakır çözeltisi tanecikleri ve ikincil CuAl 2 kristalleri görülebilir,

ve katı çözelti halinde

Sonuç olarak, incelenen alaşım şunları içerir:

k x + k y = %14,06 bakır,

Al – CuAl 2 sisteminin durum diyagramının apsis ekseninde yer alan A noktasına karşılık gelir (Şekil 1).

Teknolojide ağırlıklı olarak duralumin adı verilen %2...5 bakır içeren alüminyum alaşımları kullanılmaktadır. Basınçla iyi işlenirler ve ısıl işlem ve soğuk sertleştirme sonrasında yüksek mekanik özelliklere sahiptirler. Duraluminler orta ve yüksek mukavemetli parçaların ve yapı elemanlarının üretiminde kullanılır (  V= 420...520 MPa), bina yapılarında değişken yükler altında dayanıklılık gerektirir. Duralumin, uçak kaplamaları, çerçeveleri, kirişleri ve direkleri, yük taşıyan çerçeveler ve kamyon gövdeleri vb. yapımında kullanılır.

Pirinç. 3. Al-Si sisteminin durum diyagramı

Pirinç. 4. Silümin: A– modifikasyondan önce, kaba iğneli ötektik (Al-Si) ve birincil silikon çökeltmesi; B– modifikasyondan sonra ince ötektik

(Al-Si) ve alüminyumdaki katı silikon ve diğer elementlerin dendritleri

Bir değiştiricinin eklenmesi kristalleşmenin doğasını değiştirir. Faz diyagramının çizgileri, %11...13 silikonlu alaşımın ötektik ötesi hale gelmesi için kayar. Yapıda aşırı hafif tanecikler görünüyor  -katı çözelti (Şekil 4, B). Değiştirici, silikon parçacıklarının şeklini değiştirir: iğne şeklindeki olanlar yerine, yükleme sırasında tehlikeli stres konsantrasyonları oluşturmayan küçük eş eksenli olanlar düşer.

Modifikasyonun bir sonucu olarak, bu alaşımların çekme mukavemeti 130 MPa'dan 160 MPa'ya, bağıl uzama ise %2'den %4'e çıkar.

Basınçla işlenmiş alaşımlar %1'den az silikon içerir. Magnezyum içeren alüminyum alaşımlarında silikon, onunla kararlı bir metal bileşiği Mg2Si'ye bağlanır; alüminyum ile sınırlı katı çözeltilere sahip ötektik tipte bir faz diyagramı oluşturur ( pirinç. 5).

Mg2Si bileşiği yüksek sertlik ile karakterize edilir, alüminyumdaki değişken çözünürlüğü, ısıl işlem sırasında önemli bir sertleşme elde edilmesini sağlar.

R
dır-dir. 6. Al-Mg sisteminin durum diyagramı

Olarak Şekil l'de görülebilir. Şekil 6'da ötektik, magnezyumlu alüminyum alaşımlarında oluşur. Magnezyumun alüminyumdaki çözünürlüğü sıcaklığa bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Bir örnek AL8 alaşımıdır. Döküm halinde, alüminyumda katı bir magnezyum çözeltisi taneciklerinden ve kırılgan Al3 Mg2 bileşiğinin kalıntılarından oluşan bir yapıya sahiptir. Dökümden sonra homojenizasyon 430 °C sıcaklıkta 15...20 saat süreyle gerçekleştirilir, ardından yağda söndürülür.

Pirinç. 7. Al-Zn sisteminin durum diyagramı

Örneğin, 475 ºС sıcaklıkta, MgZn2'nin alüminyumdaki çözünürlüğü% 18'e yükselir (Şekil 8).

Sertleştirme ve yapay yaşlandırma sonrasında B95 alaşımı  V= 600MPa,  = %12. Manganez ve krom, alaşımın yaşlanma etkisini arttırır ve korozyon direncini arttırır.

(ağırlık)

Pirinç. 8. Al–MgZn 2 sisteminin durum diyagramı

Güvenlik düzenlemeleri

İş emri

Fazlar ve yapısal bileşenleri gösteren, incelenen alaşımların mikro yapılarının çizimleri.

Öğretmenin belirttiği faz denge diyagramının kopyalanması.

Belirli bir bileşime sahip bir alaşım için, ısıtma veya soğutma sırasındaki tüm faz dönüşümlerinin açıklaması ve fazların kimyasal bileşiminin belirlenmesi.

Kontrol soruları

Birçok alüminyum alaşımının korozyon direnci neden saf alüminyumunkinden daha düşüktür?

Alaşımın tipini alaşımın mikro yapısına (döküm veya dövme) göre belirlemek mümkün müdür?

Isıl işlemle güçlendirilemeyen dövme alüminyum alaşımlarının yapısı nedir?

Tek fazlı alüminyum alaşımlarının güçlendirilmesi nasıl sağlanır?

Çift fazlı alüminyum alaşımlarının güçlendirme ısıl işlemi nedir?

Duralumin'i sertleştirmenin amacı nedir?

Duralüminin ana mekanik özellikleri nelerdir?

Hangi alaşımlara silüminler denir?

Alüminyum alaşımlarının spesifik gücü nedir?

Alüminyum alaşımlarındaki ana alaşım elementleri.

Al-Mg sisteminin alaşımları endüstride yaygın olarak kullanılan geniş bir alaşım grubunu içerir: AMg0.5; ; ; ; ; ; . Neredeyse her türlü yarı mamul ürün bunlardan yapılır: levhalar, levhalar, dövme ürünler, damgalamalar, preslenmiş ürünler (çubuklar, profiller, paneller, borular) ve tel. Söz konusu grubun tüm alaşımları her türlü kaynakla iyi kaynaklanmıştır.

Bu alaşımlardan elde edilen yarı mamul ürünler, diğer termal olarak sertleşmeyen alaşımlarla karşılaştırıldığında nispeten yüksek düzeyde mukavemet özelliklerine sahiptir. Bu nedenle, belirtilen alaşım serileri için tavlanmış durumdaki sac malzemenin (kalınlık ~2 mm) akma dayanımının minimum değerleri sırasıyla 30, 40, 80, 100, 120,150 ve 160 MPa'dır. Çekme mukavemeti genellikle akma mukavemetinin iki katıdır, bu da bu alaşımların nispeten yüksek sünekliğine işaret eder. Ancak oldukça hızlı sertleşirler ve bu da teknolojik sünekliklerini olumsuz etkiler. İkincisi artan magnezyum konsantrasyonuyla önemli ölçüde azalır. Bu nedenle magnezyum içeriği %4,5'tan fazla olan alaşımlar "yarı sert" ve hatta "sert" alaşımlar olarak sınıflandırılabilir.

Artan magnezyum içeriğinin olumsuz rolü, preslenmiş ürünlerin imalatında daha belirgindir. Magnezyum içeriği yüksek olan alaşımlar düşük hızlarda preslenir (örneğin, Al-Zn-Mg veya Al-Mg-Si sisteminin bazı alaşımlarından onlarca kat daha düşük), bu da presleme atölyelerinin verimliliğini önemli ölçüde azaltır. AMg6 alaşımından haddelenmiş yarı mamul ürünlerin üretimi emek yoğun bir süreçtir. Bu nedenle, son zamanlarda yüksek alaşımlı magnezyum, teknolojik açıdan daha gelişmiş alaşımlarla, örneğin Al-Zn-Mg sistemine (1935, 1915, 1911) dayalı alaşımlar ile değiştirilmeye başlandı; bu alaşım, mukavemet özelliklerinde AMg6 alaşımını önemli ölçüde aşar (özellikle akma dayanımı) ve birçok korozyon özelliği bakımından ondan daha aşağı değildir.

%3'e kadar magnezyum içeriğine sahip düşük alaşımlı magnezyum, yüksek korozyon direnci ve sünekliği nedeniyle daha da geniş kullanım alanı bulacaktır. Al-Mg alaşımlarının faz diyagramına göre ötektik sıcaklıkta alüminyumda %17,4 Mg çözünür. Sıcaklık azaldıkça bu çözünürlük keskin bir şekilde azalır ve oda sıcaklığında yaklaşık %1,4'tür.

Bu nedenle normal koşullar altında yüksek magnezyum içeriğine sahip alaşımlar bu elementin aşırı doygunluğuna sahiptir (alaşımın derecesine bağlı olarak) ve bu nedenle yaşlanma etkisi göstermeleri gerekir. Bununla birlikte, katı çözeltinin ayrışması sırasında bu alaşımlarda meydana gelen yapısal değişikliklerin, mukavemet özellikleri üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur ve aynı zamanda yarı mamul ürünlerin korozyon direncini de keskin bir şekilde değiştirir. Bu anormal davranışın nedeni, katı çözeltinin ayrışmasının doğasında ve çökeltilerin faz bileşiminde yatmaktadır. Al-Mg alaşımları için GP bölgelerinin oluşumuna yönelik üst sıcaklık limiti (veya GP bölgelerinin kritik çözünürlük sıcaklığı - t K) oda sıcaklığından önemli ölçüde düşük olduğundan, katı çözeltinin ayrışması heterojen bir mekanizmaya göre gerçekleşir. geçiş (B') ve denge (B-Mg2Al3) fazlarının oluşumu. Bu çökeltiler arayüzeylerde (taneler, metallerarası parçacıklar vb.) ve dislokasyonlarda heterojen olarak çekirdeklenir ve bu nedenle sertleşme sürecine katkıları küçüktür ve magnezyum konsantrasyonundaki bir azalmanın neden olduğu yumuşama derecesi ile tamamen telafi edilir. katı çözüm. Bu nedenle pratikte bu gruptaki alaşımların doğal veya yapay yaşlandırma sırasında veya çeşitli tavlama koşulları altında katı çözeltinin ayrışması sırasında güçlendirme etkisi görülmez.

Nötr sulu klorür çözeltisi (%3 NaCl) içindeki Faz B, - 0,930 V'ye eşit bir negatif korozyon potansiyeline sahiptir. Aynı çözeltide, ancak daha düşük pH değerlerinde, yani asidik bir ortamda, faz ile faz arasındaki potansiyel fark katı çözelti, azalmasına rağmen oldukça büyük kalır: (-0,864 V) - - (-0,526 V) = 0,338 V. Ve bunun tersine, alkali bir ortamda (%3 NaCl + %1 NaOH) alüminyum ve 1 içeren alüminyum alaşımları -%9 Mg, B fazından daha negatif hale gelir ve belirtilen magnezyum konsantrasyonu bölgesinin uç değerleri için potansiyel fark sırasıyla +0,24 ve +0,18 V'dir. Elektrokimyasal değişikliklerde dikkate alınan özellikler A1-Mg alaşımlarının bireysel yapısal bileşenlerinin dış ortama bağlı özellikleri temel olarak bu alaşımların MKK, RSK ve KR direncini belirler.

Yukarıdakilerden, %1,4'ten fazla magnezyum içeriğine sahip alaşımların, daha önce bahsedilen korozyon türlerinden birine, ikisine veya tümüne karşı potansiyel olarak duyarlı olabileceği anlaşılmaktadır. Bununla birlikte, işletim yapılarındaki kapsamlı deneyimler ve çok sayıda deney, magnezyum konsantrasyonu %3,5'i aşmayan alaşımların (AMrl, AMg2 ve kısmen AMg3) pratik olarak RS ve RSC'ye duyarlılık göstermediğini göstermektedir (Şekil 56).

Elektron mikroskobik çalışmaları bunun, katı çözeltinin düşük aşırı doygunluğu nedeniyle B fazı parçacıklarının tane sınırları boyunca ayrık dağılımından kaynaklandığını göstermektedir. Bu nedenle nötr ve asidik ortamlardaki korozyon süreci, yalnızca elektrolitle doğrudan temas halinde alaşımın yüzeyine çıkan parçacıkların elektrokimyasal çözünmesiyle sınırlıdır.

Bu tür alaşımlar soğuk işlenmiş durumda bile korozyona dayanıklıdır; yani soğuk işlem katı çözeltinin ayrışmasını hızlandırsa da tane sınırlarındaki çökeltilerin dağılımının doğasını değiştirmez. Aynı zamanda yapısal anizotropinin faydalı etkisi nedeniyle bu durumda korozyon çukurlaşmasına karşı direnç önemli ölçüde artar. Belirli bir yapısal durumda ve belirli çevre koşullarında %3,5'ten fazla (AMg3, AMg4) ve özellikle %5'ten fazla (AMg5, AMg6) magnezyum içeriğine sahip alaşımlar, CR'nin yanı sıra MCC ve RSC'ye de duyarlı olabilir.

Al-Mg sisteminin alaşımları için, korozyon çatlağında elektrokimyasal faktörler, diğer sistemlerin alaşımlarına göre çok daha büyük bir rol oynar. Bu nedenle tane sınırları boyunca B fazı filmi oluşumunun engellenmesi Raman direncinin arttırılması açısından da tavsiye edilebilir. Üretim koşullarında, yaygın kullanım alanı bulan, orta katkılı magnalyumun Raman direncini arttırmanın bu yöntemidir.

Magnezyum içeriği %1,4'ten fazla olan düşük alaşımlı alaşımlar için, B fazının eşit dağılımını destekleyen termal ve termomekanik işlem yöntemlerinin kullanımı, orta ve yüksek alaşımlı alaşımlara göre daha az rol oynar. Ancak LTMT etkisi kullanılarak elde edilen yarı sertleştirilmiş durumda, korozyonun daha derine yayılmasını engelleyen yapısal anizotropi görünümünün yanı sıra, B fazının daha düzgün bir dağılımının da olumlu bir etkiye sahip olduğu görülmektedir. Örneğin, TMT'ye tabi tutulan AMg2 alaşımı levhalardaki korozyon derinliği, geleneksel soğuk işlenmiş levhalardaki korozyon derinliğine kıyasla önemli ölçüde azalır.

Deniz atmosferi koşullarında tavlanmış haldeki AMg2 alaşımındaki lokal lezyonların derinliğindeki artış, kısmen B fazı çökeltilerinin heterojenliği ile de ilişkilendirilebilir. Bu nedenle, AMg2 alaşımı için fazla fazın eşit bir şekilde dağılmasını sağlayan bir teknolojinin kullanılması tavsiye edilir. Ancak geleneksel teknoloji kullanıldığında bile alaşım elementlerinin düşük içeriği, bu alaşımın korozyon direncinin belirlenmesinde belirleyici bir faktör olarak ortaya çıkıyor. Bu, AMg2 alaşımının farklı ortamlardaki oldukça yüksek korozyon direnciyle doğrulanır.

Tipik bir örnek, Magnalia'nın deniz suyundaki davranışıdır. 10 yıllık testlerden sonra AMg2 tipi alaşım, deniz atmosferindekine çok yakın bir korozyon direncine sahip oldu (Tablo 30).

AMg4 tipi alaşım, deniz suyunda AMg2 tipi alaşıma göre önemli ölçüde daha fazla korozyon çukurluğu derinliğine sahiptir. AMg5 tipi bir alaşım için maksimum çukurlaşma derinliği daha da keskin bir şekilde artar.

Bu nedenle, deniz suyunda yapısal korozyona karşı hassasiyet (yani gerilimli korozyon çatlaması ve pul pul dökülme korozyonu) ile normal çukurlaşma arasında açık bir ilişki vardır. Alaşım derecesinin artmasıyla katı çözeltinin aşırı doygunluğu artar ve buna bağlı olarak B fazının seçici çökelme eğilimi ile ilişkili yapısal korozyona karşı hassasiyet artar. Bu bağlamda AMg4, AMg5 ve özellikle AMg6 alaşımları için B fazının alaşımdaki düzgün dağılımını belirleyen teknolojik faktörlerin rolü artmaktadır.

Orta alaşımlı magnalyumun korozyon direncini arttırmanın etkili yollarından biri TMT'dir. Buna göre, RSC ve CR'nin maksimum direnci ancak yarı mamul ürünlerde ikinci fazın düzgün bir dağılımı ile birlikte çokgen bir yapı oluşturulduğunda elde edilebilir. İşlemin son aşamasında alüminyumdaki magnezyumun çözünürlük çizgisinin altındaki bir sıcaklıkta tavlama modları kullanılarak da olumlu sonuçlar elde edilebilir. Farklı yeniden kristalleşme derecelerine sahip yarı mamul ürünlerin farklı davrandığı dikkate alınmalıdır. Şu anda yapılar, kısmen (preslenmiş ve sıcak haddelenmiş yarı mamul ürünler) ve tamamen yeniden kristalize edilmiş (soğuk haddelenmiş levhalar ve borular) yapıya sahip tavlanmış yarı mamul ürünlerden yapılmaktadır. Teknolojik parametreler ile korozyon özellikleri arasındaki korelasyonlar yapının doğasına bağlı olarak değiştiğinden, tavlamanın etkisini soğuk ve sıcak şekillendirilmiş yarı mamuller için ayrı ayrı ele alacağız.

Alüminyum alaşımlarının sınıflandırılması. Elde edilen sonuçların analizi Durum diyagramı alüminyum magnezyum

Son Girişler