(1) 7xxx seriyali alyuminiy qotishmalarining xususiyatlari
7XXx seriyali alyuminiy qotishmalari asosiy qotishma elementi sifatida Zn bo'lgan alyuminiy qotishmalari bo'lib, issiqlik bilan ishlov beriladigan alyuminiy qotishmalari hisoblanadi. Qotishmaga Mg qo'shilsa, u Al-Zn-Mg qotishmasiga aylanadi. Qotishma yaxshi termal deformatsiya xususiyatlariga va keng söndürme oralig'iga ega. Tegishli issiqlik bilan ishlov berish sharoitida u yuqori quvvat va yaxshi payvandlash xususiyatlarini olishi mumkin. Odatda yaxshi korroziyaga chidamliligi va stressli korroziyaga moyilligi bor. Bu yuqori quvvatli payvandlash mumkin bo'lgan alyuminiy qotishmasi. Al-Zn-Mg-Cu qotishmasi Al-Zn-Mg qotishmasi asosida Cu qo'shib ishlab chiqariladi. Uning kuchi 2X seriyali alyuminiy qotishmalariga qaraganda yuqori. U odatda ultra yuqori quvvatli alyuminiy qotishmasi deb ataladi. Qotishmaning rentabellik kuchi valentlik kuchiga yaqin, rentabellik nisbati yuqori va o'ziga xos quvvat ham yuqori, lekin plastiklik va yuqori harorat kuchi past. Xona haroratida va 120 darajadan past haroratlarda ishlatiladigan yuk ko'taruvchi struktura qismlari uchun javob beradi. Qotishma ishlov berish oson va yaxshi korroziyaga chidamliligi va yuqori chidamliligiga ega. Ushbu seriyali qotishmalar aviatsiya va aerokosmik sohalarda keng qo'llaniladi va bu sohadagi eng muhim strukturaviy materiallardan biriga aylandi.
(2) Qotishma elementlari va nopoklik elementlari va ularning vazifalari
① Al-Zn-Mg qotishmasi Zn va Mg Al-Zn-Mg qotishmasining asosiy qotishma elementlari bo'lib, ularning miqdori odatda 7,5% dan oshmaydi.
Zn va Mg: Qotishmadagi Zn va Mg miqdori ortib borishi bilan uning kuchlanish kuchi va issiqlik bilan ishlov berish ta'siri odatda mos ravishda ortadi. Qotishmaning stressli korroziyaga moyilligi Zn va Mg tarkibining yig'indisi bilan bog'liq. Yuqori Mg va past Zn yoki yuqori Zn va past Mg bo'lgan qotishmalar uchun, agar Zn va Mg tarkibining yig'indisi 7% dan ko'p bo'lmasa, qotishma yaxshi stress korroziyaga chidamliligiga ega. Qotishmaning payvandlash yoriqlari tendentsiyasi Mg miqdori ortishi bilan kamayadi.
Al-Zn-Mg qotishmalarida qo'shilgan elementlarning iz miqdori Mn, Cr, Cu, Zr va Ti, asosiy aralashmalarga Fe va Si kiradi.
Mn va Cr: Mn va Cr qo'shilishi qotishma korroziyaga chidamliligini oshirishi mumkin. Mn tarkibi 0.2%~
{0}}.4% da ta'sir sezilarli. Cr qo'shilishining ta'siri Mn qo'shilishidan kattaroqdir. Agar Mn va Cr bir vaqtning o'zida qo'shilsa, stressning korroziya tendentsiyasini kamaytirish ta'siri yaxshi bo'ladi. Qo'shilgan Cr ning tegishli miqdori 0,1%~0,2%.
Zr: Zr A{0}}Zn-Mg qotishmalarining payvandlanishini sezilarli darajada yaxshilaydi. AlZn5Mg3Cu0.35Cr0.35 qotishmasiga 0.2% Zr qoʻshilsa, payvandlash yoriqlari sezilarli darajada kamayadi. Zr qotishmaning oxirgi qayta kristallanish haroratini ham oshirishi mumkin. AlZn4.5Mg1.8Mn0.6 qotishmasida Zr miqdori 0.2% dan yuqori boʻlsa, qotishmaning oxirgi qayta kristallanish harorati 500 darajadan yuqori boʻladi. Shuning uchun, material hali ham söndürmeden keyin o'z kuchini saqlab qoladi. Deformatsiyalangan to'qimalar. Mn o'z ichiga olgan Al-Zn-Mg qotishmalariga 0,1% dan 0,2% gacha Zr qo'shilishi ham qotishmaning kuchlanish korroziyaga chidamliligini oshirishi mumkin, ammo Zr Cr ga qaraganda pastroq ta'sirga ega.
Ti: Qotishmaga Ti qo'shilishi qotishmaning quyma holatidagi don hajmini yaxshilashi va qotishmaning payvandlanishini yaxshilashi mumkin, ammo uning ta'siri Zr dan past. Ti va Zr bir vaqtning o'zida qo'shilsa, ta'sir yaxshiroq bo'ladi. Ti miqdori 0.12% boʻlgan AlZn5Mg3Cr0.3Cu0.3 qotishmasida Zr miqdori 0.15% dan oshganda, qotishma yaxshi boʻladi. payvandlanish va cho'zilish qobiliyatiga ega va 0,2% dan ortiq Zr qo'shilsa, xuddi shunday ta'sirga erishish mumkin. Ti qotishmaning qayta kristallanish haroratini ham oshirishi mumkin.
Cu: Al-Zn-Mg qotishmalariga oz miqdorda Cu qo'shilishi stressning korroziyaga chidamliligi va kuchlanish kuchini oshirishi mumkin. Shu bilan birga, qotishmaning payvandlash qobiliyati pasayadi.
Fe: Fe qotishmaning korroziyaga chidamliligini va mexanik xususiyatlarini, ayniqsa Mn miqdori yuqori bo'lgan qotishmalar uchun kamaytirishi mumkin. Shuning uchun Fe tarkibi imkon qadar past bo'lishi va uning tarkibi 0,3% dan kam bo'lishi kerak.
Si: Si qotishma kuchini kamaytirishi, bükme ish faoliyatini biroz kamaytirishi va payvandlash yoriqlari tendentsiyasini oshirishi mumkin. Qotishmadagi Si miqdori 0,3% dan kam bo'lishi kerak.
② Al-Zn-Mg-Cu qotishmasi Al-Zn-Mg-Cu qotishmasi issiqlik bilan ishlov beriladigan qotishma hisoblanadi. Asosiy mustahkamlovchi elementlar Zn va Mg. Cu ham ma'lum bir mustahkamlovchi ta'sirga ega, ammo uning asosiy vazifasi materialning korroziyaga chidamliligini yaxshilashdir.
Zn va Mg: Zn va Mg asosiy mustahkamlovchi elementlardir. Ular birgalikda mavjud bo'lganda, ē (MgZn2) va T (Al2Mg2Zn3) fazalarini hosil qiladi. ē fazasi va T fazasi AIda katta eruvchanlikka ega va haroratning ko'tarilishi va pasayishi bilan keskin o'zgaradi. MgZn₂ ning evtektik haroratda eruvchanligi 28% ni tashkil qiladi, xona haroratida 4% ~ 5% gacha kamayadi. U kuchli qarishni kuchaytiruvchi ta'sirga ega. Zn va Mg tarkibining ortishi mustahkamlik va qattiqlikni sezilarli darajada yaxshilashi mumkin, ammo bu plastisiyani, korroziyaga chidamliligini va sinish chidamliligini kamaytiradi.
Cu: Zn/Mg 2,2 dan katta bo'lsa va Cu tarkibi Mg dan katta bo'lsa, Cu va boshqa elementlar qotishma kuchini oshirish uchun mustahkamlangan S (CuMgAlz) fazasini hosil qilishi mumkin, ammo teskari holatda, S fazasining mavjudligi juda kichik. Cu don chegarasi va intragranular o'rtasidagi potentsial farqni kamaytirishi mumkin, shuningdek, cho'kma fazasi tuzilishini o'zgartirishi va don chegarasidagi cho'kma fazasini yaxshilashi mumkin, ammo u don chegarasining yog'ingarchiliksiz zonasining kengligiga kam ta'sir qiladi. Bu intergranulyar yorilish tendentsiyasini inhibe qilishi mumkin va shu bilan qotishmaning stress korroziyaga chidamliligini oshiradi. Biroq, Cu miqdori 3% dan ortiq bo'lsa, qotishmaning korroziyaga chidamliligi yomonlashadi. Cu qotishmaning o'ta to'yinganligini oshirishi, qotishmaning sun'iy qarish jarayonini 100 dan 200 daraja C gacha tezlashtirishi, GP zonasining barqaror harorat oralig'ini kengaytirishi va kuchlanish kuchini, plastika va charchoq kuchini yaxshilashi mumkin. Cu tarkibi juda yuqori bo'lmagan diapazonda Cu moddasining ortishi bilan tsiklik deformatsiyaning charchoqqa chidamliligi va sinish chidamliligi ortadi va korroziy muhitda yoriqlar o'sishi tezligi kamayadi, ammo Cu qo'shilishi tendentsiyaga ega. intergranulyar korroziya va chuqurlik korroziyasini ishlab chiqarish uchun. Cu ning sinish chidamliligiga ta'siri Zn / Mg nisbati bilan bog'liq. Nisbat kichik bo'lsa, Cu tarkibi qanchalik baland bo'lsa, qattiqlik yomonroq bo'ladi; nisbat katta bo'lsa, Cu tarkibi yuqori bo'lsa ham, qattiqlik hali ham juda yaxshi.
Qotishma tarkibida Mn, Cr, Zr, V, Ti, B kabi oz miqdorda mikroelementlar ham mavjud. Fe va Si qotishmadagi zararli aralashmalar bo'lib, ularning o'zaro ta'siri quyidagicha.
Mn, Cr: Mn va Cr kabi oz miqdorda o'tish elementlarini qo'shish qotishma tuzilishi va xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Ushbu elementlar ingotning gomogenizatsiyasi paytida dispers zarrachalarni hosil qilishi, dislokatsiyalar va don chegaralarining migratsiyasini oldini oladi, shu bilan qayta kristallanish haroratini oshiradi, donalarning o'sishini samarali oldini oladi, donalarni tozalaydi va strukturaning qayta kristallanmagan yoki qisman qayta kristallangan bo'lishini ta'minlaydi. issiq ishlov berish va issiqlik bilan ishlov berish, shuning uchun kuch yaxshilanadi va stress korroziyaga chidamliligi yaxshilanadi. Stressli korroziyaga chidamliligini oshirish nuqtai nazaridan, Mn qo'shilgandan ko'ra Cr ni qo'shish yaxshiroqdir.
Zr: Yaqinda Cr va Mn ni Zr bilan almashtirish tendentsiyasi kuzatildi. Zr qotishmaning qayta kristallanish haroratini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Issiq deformatsiya yoki sovuq deformatsiya bo'ladimi, issiqlik bilan ishlov berishdan keyin qayta kristallanmagan strukturani olish mumkin. Zr shuningdek, qotishmaning qattiqlashishini, payvandlanishini, sinishiga chidamliligini, stress korroziyaga chidamliligini va boshqalarni yaxshilashi mumkin. Zr Al-Zn-Mg-Cu qotishmalarida juda istiqbolli iz qo'shimcha element hisoblanadi.
Ti va B: Ti va B qotishma donalarini quyma holatida tozalashi va qotishmaning qayta kristallanish haroratini oshirishi mumkin.
Fe va Si: Fe va Si 7XxX alyuminiy qotishmalarida muqarrar zararli aralashmalar bo'lib, ular asosan xom ashyolardan, shuningdek, eritish va quyishda ishlatiladigan asboblar va uskunalardan olinadi. Bu aralashmalar asosan qattiq va mo'rt FeAl: va erkin Si shaklida mavjud. Bu aralashmalar, shuningdek, Mn va Cr bilan (FeMn)Als, (FeMn)Si2Als, Al(FeMnCr) kabi qo'pol birikmalar hosil qilishi mumkin. FeAl3 donalarni tozalash ta'siriga ega, ammo korroziyaga chidamliligiga ko'proq ta'sir qiladi. Erimaydigan faza tarkibi ortishi bilan erimaydigan fazaning hajm ulushi ham ortadi. Bu erimaydigan ikkinchi fazalar deformatsiya jarayonida uzilib, cho‘zilib ketadi, natijada tarmoqli struktura hosil bo‘ladi va zarrachalar deformatsiya yo‘nalishi bo‘yicha to‘g‘ri chiziq bo‘ylab joylashadi. Nopoklik zarralari donachalar ichida yoki don chegaralarida tarqalganligi sababli, plastik deformatsiya jarayonida ba'zi zarracha-matritsa chegaralarida teshiklar paydo bo'ladi, natijada mikro yoriqlar paydo bo'ladi, ular makro yoriqlarning kelib chiqishiga aylanadi. Bundan tashqari, charchoq yoriqlarining o'sish tezligiga katta ta'sir ko'rsatadi. Bu halokat paytida mahalliy plastisitni kamaytirishning ma'lum ta'siriga ega. Nopokliklar sonining ko'payishi zarralar orasidagi masofani qisqartiradi va shu bilan yorilish uchi atrofidagi plastik deformatsiyaning suyuqligini kamaytiradi. Fe va Si ni o'z ichiga olgan faza xona haroratida erishi qiyin bo'lganligi sababli, u cho'zilish rolini o'ynaydi va osonlikcha yorilish manbai bo'lib, materialning sinishiga olib keladi, bu esa cho'zilish, ayniqsa, sinish chidamliligiga juda salbiy ta'sir qiladi. qotishma. Shuning uchun, yangi qotishmalarni loyihalash va ishlab chiqarishda Fe va Si ning tarkibi qat'iy nazorat qilinadi. Yuqori toza metall xomashyosidan foydalanish bilan bir qatorda, eritish va quyish jarayonida bu ikki elementning qotishma ichiga qo'shilishiga yo'l qo'ymaslik uchun ham ba'zi choralar ko'riladi.