एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्लेट हीट ट्रीटमेंट: टेम्पर्स, एजिंग शेड्यूल और विरूपण नियंत्रण

एल्यूमिनियम प्लेट हीट ट्रीटमेंट को कैसे वर्गीकृत किया जाता है

हीट ट्रीटमेंट वह कदम है जो एक लुढ़का हुआ एल्यूमीनियम प्लेट को नरम, काम किए गए उत्पाद से एक संरचनात्मक सामग्री में बदल देता है। व्यवहार में चार समूहों का उपयोग किया जाता है।

थर्मोमैकेनिकल उपचार विरूपण को थर्मल चक्र के साथ जोड़ते हैं। शमन के बाद बचे हुए तनाव को दूर करने के लिए प्लेट को खींचना या दबाना सबसे आम उदाहरण है।

समाधान ताप उपचार उच्च तापमान पर घुलनशील मिश्रधातु चरणों को घोलता है और फिर प्लेट को इतनी तेजी से बुझाता है कि उन्हें सुपरसैचुरेटेड ठोस घोल में रखा जा सके। इस तरह से उत्पन्न अस्थिर स्वभाव को डब्ल्यू नामित किया गया है।

वर्षा सख्त होना, या कृत्रिम उम्र बढ़ना, बुझी हुई प्लेट को एक मध्यवर्ती तापमान पर रखता है ताकि बारीक मजबूती अवक्षेपित हो सके। यह टेम्पर्स के T6 और T7 परिवारों का निर्माण करता है।

एनीलिंग, नामित ओ, पुन: क्रिस्टलीकरण द्वारा प्लेट को नरम करता है और गठन संचालन के बीच फॉर्मेबिलिटी को बहाल करने के लिए उपयोग किया जाता है।

एक बिंदु को अक्सर गलत बताया जाता है: T651, T6 की तुलना में 10-15% तक ताकत नहीं बढ़ाता है। दोनों तापमान एक ही वर्षण अवस्था तक पहुँचते हैं और इसलिए लगभग समान तन्य गुण होते हैं। अंतर अवशिष्ट तनाव है. शमन और उम्र बढ़ने के बीच लागू किया गया 1.5-3% खिंचाव शमन के अधिकांश तनाव को हटा देता है, जो मशीनी भाग को सपाट और आयामी रूप से स्थिर रखता है।

समाधान उपचार और शमन

समाधान उपचार तापमान मिश्र धातु श्रृंखला द्वारा निर्धारित किया जाता है और इसे जानबूझकर यूटेक्टिक या प्रारंभिक पिघलने वाले तापमान से नीचे रखा जाता है, क्योंकि इस स्तर पर अधिक गरम होना अपरिवर्तनीय है।

शमन चक्र का वह हिस्सा है जो अक्सर परेशानी का कारण बनता है। संवेदनशील तापमान सीमा के माध्यम से गिरावट के दौरान वर्षा को दबाने के लिए प्लेट को जल्दी से ठंडा किया जाना चाहिए; उम्र बढ़ने की अच्छी प्रतिक्रिया बनाए रखने के लिए मोटे 7xxx अनुभागों को आम तौर पर सतह पर 100 C प्रति सेकंड से ऊपर शीतलन दर की आवश्यकता होती है। चूँकि सतह हमेशा कोर की तुलना में तेजी से ठंडी होती है, शमन भी एक तनाव प्रवणता में बंद हो जाता है जो बाद में विरूपण के रूप में दिखाई देता है, इसलिए शमन की एकरूपता उतनी ही मायने रखती है जितनी शमन गति। पानी के चरण से पहले थोड़ी सी हवा की देरी के साथ स्प्रे शमन, पॉलिमर शमन और बाधित शमन का उपयोग थर्मल शॉक और वार्पिंग में बड़ी कमी के लिए थोड़ी कठोरता का व्यापार करने के लिए किया जाता है।

उम्र बढ़ने का कार्यक्रम और परिणामी स्वभाव

कृत्रिम उम्र बढ़ने का तापमान और समय अवक्षेप आकार का चयन करता है जो ताकत, लचीलापन और संक्षारण प्रतिरोध का आवश्यक संतुलन देता है।

भौतिक आधार सीधा है. चरम उम्र बढ़ने, जो टी 6 का उत्पादन करती है, सुसंगत अवक्षेपों की अधिकतम संख्या घनत्व देती है और इसलिए उच्चतम ताकत देती है, लेकिन यह मिश्र धातु को तनाव संक्षारण क्रैकिंग और क्लोराइड वातावरण में छूटने के प्रति संवेदनशील भी छोड़ देती है। ओवरएजिंग, जो टी73 और टी7451 का उत्पादन करती है, अवक्षेपों को मोटा बनाती है और संक्षारण प्रतिरोध में बड़े लाभ के लिए कुछ ताकत का त्याग करती है। 7xxx श्रृंखला में अवक्षेप MgZn2 परिवार के हैं, और ज़िरकोनियम जैसे ट्रेस परिवर्धन का उपयोग पुनर्संरचना को धीमा करने के लिए किया जाता है ताकि कार्यशील संरचना थर्मल चक्र से बची रहे।

तनाव से राहत और विकृति नियंत्रण

विरूपण नियंत्रण एक प्रक्रिया डिज़ाइन समस्या है, अंतिम निरीक्षण समस्या नहीं है, और नीचे दिए गए उपायों का एक साथ उपयोग किया जाता है।

यांत्रिक तनाव से राहत: टी651 के लिए 1.5-3% तक खिंचाव, या टी7451 के लिए संपीड़न, शमन के बाद और उम्र बढ़ने से पहले लागू किया जाता है।

फिक्स्चर डिज़ाइन: कठोर स्ट्रेटनिंग फिक्स्चर और, लंबी प्लेट के लिए, सहायक जिग्स जो प्लेट को समाधान और शमन चरणों के माध्यम से पकड़ते हैं।

शमन एकरूपता: नियंत्रित स्प्रे पैटर्न, एक समान आंदोलन और, जहां मिश्र धातु अनुमति देती है, बाधित शमन।

मशीनिंग भत्ता: पर्याप्त स्टॉक छोड़ना ताकि किसी भी अवशिष्ट गतिविधि के बाद दोनों सतहों को साफ किया जा सके।

प्रक्रिया अनुकरण: क्वेंच के परिमित तत्व मॉडल का उपयोग विरूपण पैटर्न की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है ताकि भत्ता को प्लेट आयामों में बनाया जा सके।

एयरोस्पेस अभ्यास में शमन के बाद नियंत्रित क्रायोजेनिक पकड़ को कभी-कभी अंतिम मशीनिंग से पहले एक अतिरिक्त तनाव राहत कदम के रूप में उपयोग किया जाता है, जो मोटी प्लेट पर आवश्यक भत्ता कम कर देता है।

मानक, परीक्षण और सत्यापन

हीट ट्रीटमेंट मापदंडों को मिल और ग्राहक के बीच अनौपचारिक रूप से सहमत होने के बजाय प्रकाशित मानकों के अनुसार निर्दिष्ट और ऑडिट किया जाता है। मुख्य दस्तावेज़ एल्यूमीनियम मिश्र धातु भागों के समाधान गर्मी उपचार के लिए एएमएस 2772, गढ़ा एल्यूमीनियम मिश्र धातु के गर्मी उपचार के लिए एएमएस 2770, गढ़ा एल्यूमीनियम उत्पादों के गर्मी उपचार के अभ्यास के लिए एएसटीएम बी918, और एएमएस 2750 पाइरोमेट्री मानक हैं, जो भट्ठी तापमान एकरूपता वर्ग को निर्धारित करता है जो एक दी गई सहनशीलता के लिए आवश्यक है। NADCAP AC7102 एयरोस्पेस उद्योग के लिए ताप उपचार आपूर्तिकर्ताओं के लिए मान्यता मार्ग प्रदान करता है।

स्वीकृति परीक्षण आम तौर पर प्लेट में कई स्थानों पर कठोरता को कवर करता है, एएसटीएम बी557 और एएसटीएम ई8 के लिए तन्यता परीक्षण, एएसटीएम ई112 के लिए अनाज के आकार का माप और, जहां निर्दिष्ट हो, अवक्षेप आकार और रिक्ति पर मेटलोग्राफिक या ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी जांच करता है। व्यापक रूप से कॉपी किए गए कथन में एक सुधार: हाइड्रोजन उत्सर्जन परीक्षण एल्यूमीनियम ताप उपचार मानकों का हिस्सा नहीं है। यह उच्च शक्ति वाले स्टील्स पर लागू होता है, और इसे एल्यूमीनियम प्लेट के लिए उद्धृत करना एक विनिर्देशन त्रुटि है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: क्या T651 T6 से अधिक ताकत देता है?
संख्या T651 और T6 समान अवक्षेपण अवस्था तक पहुँचते हैं, इसलिए तन्य गुण अनिवार्य रूप से समान हैं। T651 को खींचने से तनाव से राहत मिलती है, जिससे समतलता और मशीनिंग स्थिरता में सुधार होता है।

प्रश्न: शमन दर इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
धीमी गति से शमन करने से शीतलन के दौरान विलेय पदार्थ अवक्षेपित हो जाता है, जो बाद में सख्त होने के लिए आवश्यक तत्वों का उपभोग करता है। मोटे वर्गों को उच्च सतह शीतलन दर की आवश्यकता होती है, इसलिए दर और एकरूपता दोनों को नियंत्रित करना होगा।

प्रश्न: क्या 5xxx प्लेट को ताप उपचारित किया जा सकता है?
नहीं, अल{{1}मिलीग्राम मिश्रधातु गैर-{{2}गर्मी-उपचार योग्य हैं। वे स्ट्रेन हार्डनिंग द्वारा मजबूत होते हैं, और एनीलिंग रेंज के ऊपर एक थर्मल चक्र केवल उन्हें नरम करता है।

प्रश्न: कृत्रिम उम्र बढ़ने के लिए किस तापमान सीमा का उपयोग किया जाता है?
अधिकांश गढ़ी हुई मिश्रधातुएँ लगभग 120 C और 200 C के बीच की होती हैं। लंबे समय तक कम तापमान चरम शक्ति को बढ़ावा देता है, जबकि उच्च तापमान और अधिक उम्र बढ़ने से ताकत में कुछ लागत पर संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है।

प्रश्न: प्लेट को T73 या T7451 से अधिक क्यों बढ़ाया जाए?
अधिक उम्र बढ़ने से तलछट मोटे हो जाते हैं और तनाव संक्षारण क्रैकिंग और एक्सफोलिएशन के प्रतिरोध में काफी सुधार होता है, जो बाहर या एयरोस्पेस संरचनाओं में उपयोग की जाने वाली 7xxx प्लेट के लिए आवश्यक है।

प्रश्न: ताप उपचार गुणवत्ता का सत्यापन कैसे किया जाता है?
कठोरता सर्वेक्षणों के माध्यम से, बैच से एएसटीएम बी557 तक नमूनों का तन्य परीक्षण, एएसटीएम ई112 तक अनाज के आकार का निर्धारण, और प्रक्रिया रिकॉर्ड दिखाते हैं कि भट्ठी और शमन तापमान एएमएस 2750 पायरोमेट्री आवश्यकताओं का अनुपालन करते हैं।