عملیات حرارتی الومینیوم

عملیات حرارتی یک مرحله حیاتی در فرآیند تولید آلومینیوم برای دستیابی به خواص نهایی مورد نیاز است. عملیات حرارتی آلیاژهای آلومینیوم نیازمند کنترل دقیق پروفیل دما-زمان، یکنواختی دما و انطباق با مشخصات صنعتی در سطح وسیع است تا بتوان به نتایج تکرارپذیر دست یافت و محصولی با کیفیت و کاربردی تولید کرد.

پرکاربردترین مشخصات AMS2770 (عملیات حرارتی قطعات آلیاژ آلومینیوم فرفورژه) و AMS2771 (عملیات حرارتی ریخته‌گری‌های آلیاژ آلومینیوم) است که علاوه بر پارامترهایی مانند فرآیندهای عملیات حرارتی مانند کهنگی، بازپخت و عملیات حرارتی محلول را شرح می‌دهد. به عنوان زمان، دما و خاموشی. این مشخصات همچنین اطلاعاتی را در مورد مستندات لازم برای ردیابی تعداد زیادی و مقررات تضمین کیفیت مورد نیاز برای اطمینان از تولید یک محصول قابل اعتماد ارائه می دهد.

آلیاژهای آلومینیوم فرفورژه را می توان به دو دسته تقسیم کرد: غیر قابل عملیات حرارتی و عملیات حرارتی.

آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی، که شامل آلیاژهای سری 1xxx، 3xxx، 4xxx و 5xxx می‌شوند، استحکام خود را از محلول جامد به دست می‌آورند و با سخت شدن کرنش یا در موارد محدود، پیری بیشتر تقویت می‌شوند. آلیاژهای قابل عملیات حرارتی شامل آلیاژهای سری 2xxx، 6xxx و 7xxx هستند و با عملیات حرارتی محلول و به دنبال آن سخت شدن رسوبی (پیری) تقویت می شوند.

آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری را نمی توان سخت کاری کرد، بنابراین از آنها در شرایط ریختگی یا عملیات حرارتی استفاده می شود. عملیات حرارتی متداول شامل همگن سازی، بازپخت، درمان محلول، پیری و کاهش استرس است. خواص مکانیکی معمولی برای آلیاژهای ریخته گری معمولی از 20-50 Ksi (138-345 مگاپاسکال) استحکام کششی نهایی و 15-40 Ksi (103-276 مگاپاسکال) با ازدیاد طول تا 20٪ متغیر است.

به طور کلی، اصول و روش های عملیات حرارتی آلیاژهای فرفورژه و ریخته گری مشابه است. با این حال، برای آلیاژهای ریخته‌گری، اگر اجازه داده شود ریخته‌گری زیر دمای بحرانی فرآیند برای آلیاژ خاص خنک شود، زمان خیساندن طولانی‌تر می‌شود. زمان خیساندن محلول برای ریخته گری ها می تواند به طور قابل توجهی به مدت زمان مشابه آلیاژهای فرفورژه کاهش یابد، اگر مواد ریخته گری در حالی که هنوز داغ هستند (بالاتر از دمای بحرانی فرآیند) بلافاصله پس از پر شدن قالب و انجماد در کوره محلول قرار گیرند. کاهش تنش در اشکال پیچیده ریخته گری تا حد زیادی با کنترل پارامترهای خاموش کننده مانند سرعت هم زدن، دمای خاموش کننده، سرعت ورود و جهت گیری قطعه در کوئنچ به دست می آید.