2000 سلسلة الألومنيوم تصنيف
سبيكة Al-Cu-Mg
الأرقام المركبة الرئيسية لسبائك سلسلة AI-Cu-Mg هي 2A01, 2أ 02, 2أ 06, 2أ 10, 2أ 11, 2أ 12, إلخ. العناصر المضافة الرئيسية هي النحاس, المغنيسيوم والمنغنيز. لديهم التأثيرات التالية على السبيكة:
عندما ω(ملغ) هو 1٪ ~ 2٪, ω(مع) يزيد من 1% إلى 4%, تزداد مقاومة الشد للسبيكة في حالة التبريد من 200 ميجا باسكال إلى 380 ميجا باسكال; تمت زيادة قوة الشد للسبيكة في حالة الشيخوخة الطبيعية المسقية من 300 ميجا باسكال إلى 480 ميجا باسكال. عندما ω(مع) في حدود 1٪ ~ 4٪ و ω(ملغ) يزيد من 0.5% إلى 2.0%, تزداد قوة الشد للسبيكة; عندما ω(ملغ) يستمر في الزيادة, تقل قوة السبيكة.
ω(مع)= 4.0٪ و ω(ملغ)= 2.0٪ سبيكة قيمة مقاومة الشد, ω(مع)= 3٪ ~ 4٪ و ω(ملغ)= 0.5٪ ~ 1.3٪ سبيكة, لها تأثير الشيخوخة الطبيعية التبريد. تشير التجارب إلى أن قوة الشد للسبائك الثلاثية Al-Cu-Mg مع ω(مع)= 4٪ ~ 6٪ و ω(ملغ)= 1٪ ~ 2٪ يمكن أن تصل إلى 490 ~ في حالة الشيخوخة الطبيعية المروية. 510الآلام والكروب الذهنية.
من قيمة اختبار قوة التحمل لسبائك Al-Cu-Mg مع ω(Mn)= 0.6٪ عند إجهاد 200 ℃ و 160 ميجا باسكال, يمكن أن يكون من المعروف أن محتوى ω(مع)= 3.5٪ ~ 6٪ و ω(ملغ)= 1.2٪ ~ 2.0 % سبيكة, قوة دائمة. في هذا الوقت, توجد السبيكة في المقطع العرضي الثنائي الزائف لـ Al-S (ال, CuMg) أو بالقرب من هذه المنطقة. للسبائك البعيدة عن المقطع العرضي الثنائي الزائف, هذا هو, عندما ω(ملغ)<1.2% و ω(ملغ)>2.0%, القوة الدائمة تتناقص. إذا ω(ملغ) يزداد إلى 3.0% او اكثر, ستنخفض القوة الدائمة للسبيكة بسرعة.
حصلت الاختبارات عند 250 درجة مئوية وضغط 100 ميجاباسكال أيضًا على قوانين مماثلة. تشير الأدبيات إلى أن السبائك ذات القوة الدائمة عند 300 درجة مئوية تقع في منطقة الطور α+S على يمين المقطع العرضي الثنائي Al-S الذي يحتوي على نسبة أعلى من المغنيسيوم.
سبيكة Al-Cu الثنائية مع ω(مع)= 3% ~ 5% لديه مقاومة منخفضة للتآكل في حالة الشيخوخة الطبيعية المروية. إضافة 0.5% يمكن أن يقلل Mg من إمكانات محلول α الصلب, والتي يمكن أن تحسن جزئيا مقاومة التآكل للسبائك. عندما ω(ملغ)>1.0%, يزداد التآكل المحلي للسبائك, ويقل الاستطالة بشكل حاد بعد التآكل.
للسبائك مع ω(مع)>4.0% و ω(ملغ)>1.0%, يقلل المغنيسيوم من قابلية ذوبان النحاس في الألومنيوم. السبيكة لها CuAl غير قابلة للذوبان 2 ومراحل S في حالة التبريد. وجود هذه المراحل يسرع التآكل . السبائك مع ω(مع)= 3٪ ~ 5٪ و ω(ملغ)=1%~4% تقع في نفس منطقة الطور ولها مقاومة مماثلة للتآكل في حالة الشيخوخة الطبيعية المروية. تتمتع السبيكة الموجودة في منطقة الطور α-S بمقاومة للتآكل أسوأ من α-CuAl 2 -منطقة S. التآكل بين الحبيبات هو الاتجاه الرئيسي للتآكل في سبائك Al-Cu-Mg.
يتم إضافة المنغنيز إلى سبيكة Al-Cu-Mg بشكل رئيسي للتخلص من التأثيرات الضارة للحديد وتحسين مقاومة التآكل. يمكن للمنجنيز أن يزيد قليلاً من قوة درجة حرارة الغرفة للسبائك, لكنه يقلل من اللدونة. يمكن للمنغنيز أيضًا تأخير وإضعاف عملية الشيخوخة الاصطناعية لسبائك Al-Cu-Mg وتحسين قوة مقاومة الحرارة للسبائك. يعد المنغنيز أيضًا أحد العوامل الرئيسية التي تجعل سبيكة Al-Cu-Mg لها تأثير قذف. ω(Mn) بشكل عام أقل من 1%. إذا كان المحتوى مرتفعًا جدًا, يمكن أن تكون خشنة (FeMn)ال 6 مركبات هشة وتقلل من ليونة السبيكة.
كمية صغيرة من العناصر النزرة المضافة إلى سبيكة Al-Cu-Mg هي التيتانيوم والزركونيوم, والشوائب أساسا من الحديد, السيليكون والزنك. الآثار هي كما يلي:
(1) التيتانيوم: يمكن أن تؤدي إضافة التيتانيوم إلى السبيكة إلى تنقية حبيبات الصب وتقليل الميل إلى تكوين تشققات أثناء الصب.
(2) الزركونيوم: كمية صغيرة من الزركونيوم والتيتانيوم لها تأثيرات مماثلة, صقل الحبوب المصبوبة, تقليل ميل شقوق الصب واللحام, وتحسين مرونة السبائك والمفاصل الملحومة. لا تؤثر إضافة الزركونيوم على قوة المنتجات المشكلة على البارد والتي تحتوي على سبائك المنغنيز, ويحسن بشكل طفيف من قوة السبائك الخالية من المنغنيز.
(3) السيليكون: سبيكة Al-Cu-Mg مع ω (ملغ) أقل من 1.0% و ω (و) أكثر من 0.5%, والتي يمكن أن تحسن سرعة وقوة الشيخوخة الاصطناعية دون التأثير على قدرة الشيخوخة الطبيعية. لأن السيليكون والمغنيسيوم يشكلان المغنيسيوم 2 إذا كانت المرحلة, من المفيد تحسين تأثير الشيخوخة الاصطناعية. لكن, عندما ω(ملغ) يزداد إلى 1.5%, بعد إخماد الشيخوخة الطبيعية أو علاج الشيخوخة الاصطناعية, ستنخفض قوة ومقاومة السبيكة للحرارة مع زيادة ω(و). وبالتالي, ω(و) ينبغي تخفيضها قدر الإمكان. بالإضافة الى, الزيادة في ω (و) سيزيد من ميل 2Al2, 2A06 والسبائك الأخرى لتشكيل الشقوق وتقليل اللدونة أثناء التثبيت. وبالتالي, ω (و) في سبيكة بشكل عام 0.5% او اقل. للسبائك التي تتطلب اللدونة العالية, ω (و) يجب أن يكون أقل.
(4) حديد: الحديد والألومنيوم شكل الحديد 3 مجمعات سكنية. سوف يذوب الحديد في المركبات المكونة من النحاس, المنغنيز, السيليكون وعناصر أخرى. هذه المركبات الخشنة التي لا تذوب في المحلول الصلب ستقلل من مرونة السبيكة وتتسبب في تشوه السبيكة. من السهل كسرها, ومن الواضح أن تأثير التعزيز قد انخفض. كمية قليلة من الحديد (أقل من 0.25%) له تأثير ضئيل على الخصائص الميكانيكية للسبيكة, والتي يمكن أن تحسن من ميل تشكيل الشقوق أثناء الصب واللحام, ولكن تقليل سرعة الشيخوخة الطبيعية. من أجل الحصول على مواد عالية اللدونة, يجب أن يكون محتوى الحديد والسيليكون في السبيكة منخفضًا قدر الإمكان.
(5) الزنك: كمية قليلة من الزنك (ω(Zn)= 0.1٪ ~ 0.5٪) تأثير ضئيل على الخواص الميكانيكية لسبائك Al-Cu-Mg في درجة حرارة الغرفة, لكنه يقلل من المقاومة الحرارية للسبائك. ω (Zn) في السبيكة يجب أن يقتصر على أقل من 0.3%.
Al-Cu-Mg-Fe-Ni alloy
الأرقام المركبة الرئيسية لسبائك سلسلة Al-Cu-Mg-Fe-Ni هي 2A70, 2أ 80, 2A90, إلخ. كل عنصر سبيكة له الوظائف التالية:
(1) النحاس والمغنيسيوم: إن تأثير محتوى النحاس والمغنيسيوم على قوة درجة حرارة الغرفة والمقاومة للحرارة للسبائك المذكورة أعلاه يشبه تأثير سبيكة Al-Cu-Mg. نظرًا لأن محتوى النحاس والمغنيسيوم في هذه السلسلة من السبائك أقل من محتوى سبائك النحاس والمغنيسيوم, توجد السبائك في α + S. (ال 2 CuMg) منطقة مرحلتين, وبالتالي فإن السبائك لديها قوة أعلى في درجة حرارة الغرفة ومقاومة جيدة للحرارة; بالإضافة الى, عندما يكون محتوى النحاس منخفضًا, المحلول الصلب منخفض التركيز لديه ميل منخفض للتحلل, وهو مفيد لمقاومة السبيكة للحرارة.
(2) نيكل: يمكن أن يشكل النيكل والنحاس في السبيكة مركبًا ثلاثيًا غير قابل للذوبان. عندما يكون محتوى النيكل منخفضًا (بعض), عندما يكون محتوى النيكل مرتفعًا, ال 3 (كوني) 2 لقد تكون. وبالتالي, يمكن أن يقلل وجود النيكل من النحاس في المحلول الصلب. كما أثبتت نتائج قياس ثابت الشبكة لحالة التسقية استنفاد ذرات النحاس المذابة في محلول السبيكة الصلب. عندما يكون محتوى الحديد منخفضًا جدًا, زيادة محتوى النيكل يمكن أن يقلل من صلابة السبيكة ويقلل من تأثير تقوية السبيكة.
(3) حديد: مثل النيكل, يمكن للحديد أيضًا أن يقلل من تركيز النحاس في المحلول الصلب. عندما يكون محتوى النيكل منخفضًا جدًا, تقل صلابة السبيكة مبدئيًا مع زيادة محتوى الحديد, ولكن عندما يصل محتوى الحديد إلى قيمة معينة, يبدأ في الزيادة.
عند إضافة الحديد والنيكل إلى AlCu 2.2 ملغ 1.65 سبيكة في نفس الوقت, تتغير خصائص الصلابة تحت إخماد الشيخوخة الطبيعية, إخماد الشيخوخة الاصطناعية, التسقية والتلدين متشابهة, وتظهر قيمة في الأجزاء التي تحتوي على محتويات مماثلة من النيكل والحديد. هنا, يبدو أن ثابت الشبكة في حالة التبريد هو الحد الأدنى.
عندما يكون محتوى الحديد في السبيكة أكبر من محتوى النيكل, آل 7 مع 2 سوف تظهر مرحلة الحديد. عندما يكون محتوى النيكل في السبيكة أكبر من محتوى الحديد, ستظهر مرحلة AlCuNi. يقلل ظهور المرحلة الثلاثية المحتوية على النحاس من تركيز النحاس في المحلول الصلب. فقط عندما تكون محتويات الحديد والنيكل متساوية, all Al 9 يتم تشكيل مراحل FeNi. في هذه الحالة, لأنه لا يوجد فائض من الحديد أو النيكل لتشكيل مرحلة غير قابلة للذوبان تحتوي على النحاس, لا يشكل النحاس الموجود في السبيكة حرف S.(ال 2 CuMg) مرحلة, ولكنه يزيد أيضًا من تركيز النحاس في المحلول الصلب. من المفيد تحسين قوة السبيكة ومقاومتها للحرارة.
يمكن أن يؤثر محتوى الحديد والنيكل على المقاومة الحرارية للسبيكة. آل 9 طور FeNi عبارة عن مركب صلب وهش وقابلية ذوبان منخفضة جدًا في Al. بعد المعالجة الحرارية والتزوير, عندما تكون مشتتة في الهيكل, يمكنهم تحسين المقاومة الحرارية للسبائك بشكل كبير. على سبيل المثال, في AlCu 2.2 ملغ 1.65 سبيكة, ω(ني)= 1.0٪, مضيفا ω(Fe)= 0.7٪ ~ 0.9٪ سبيكة قيمة قوة التحمل.
(4) السيليكون: مضيفا ω(و)= 0.5٪ ~ 1.2٪ إلى 2A80 سبيكة يمكن أن تزيد من قوة درجة حرارة الغرفة للسبائك, لكن تقلل من مقاومة السبيكة للحرارة.
(5) التيتانيوم: مضيفا ω(أنت)= 0.02٪ ~ 0.1٪ إلى 2A70 سبيكة يمكنها صقل حبيبات الصب وتحسين أداء عملية الكير, وهو مفيد لمقاومة الحرارة, ولكن له تأثير ضئيل على أداء درجة حرارة الغرفة.
Al-Cu-Mn alloy
الأرقام المركبة الرئيسية لسبائك سلسلة Al-Cu-Mn هي 2A16, 2A17, إلخ. العناصر الرئيسية لصناعة السبائك لها الوظائف التالية:
(1) نحاس: في درجة حرارة الغرفة ودرجة حرارة عالية, تزداد قوة السبيكة مع زيادة محتوى النحاس. عندما ω (مع) يصل 5.0%, قوة السبائك قريبة من القيمة. بالإضافة الى, يمكن للنحاس تحسين أداء اللحام للسبائك.
(2) المنغنيز: المنغنيز هو العنصر الرئيسي لتحسين السبائك المقاومة للحرارة. يمكن أن يزيد من طاقة التنشيط للذرات في المحلول الصلب, تقليل معامل انتشار الذرات المذابة ومعدل تحلل المحلول الصلب. عندما يتحلل المحلول الصلب, تكوين ونمو المرحلة T المترسبة (ال 20 مع 2 Mn 3) هو أيضا بطيء جدا, لذلك تتمتع السبيكة بأداء مستقر عند تسخينها لفترة طويلة عند درجة حرارة عالية معينة. إضافة المنغنيز المناسب (ω(Mn)= 0.6٪ ~ 0.8٪) يمكن تحسين قوة درجة حرارة الغرفة وقوة التحمل للسبائك في حالة الشيخوخة المروية والطبيعية. لكن, إذا كان محتوى المنجنيز مرتفعًا جدًا, سوف تزداد المرحلة T, مما سيزيد من الواجهة, تسريع تأثير الانتشار, وتقليل المقاومة الحرارية للسبائك. بالإضافة الى, يمكن أن يقلل المنغنيز أيضًا من الميل إلى التصدع أثناء لحام السبائك.
العناصر النزرة المضافة إلى سبيكة Al-Cu-Mn هي المغنيسيوم, التيتانيوم والزركونيوم, بينما عناصر النجاسة الرئيسية هي الحديد, السيليكون, الزنك, إلخ. الآثار هي كما يلي:
(1) المغنيسيوم: عندما لا يتغير محتوى النحاس والمنغنيز في سبيكة 2Al6, أضف ω(ملغ)=0.25%~0.45% لتكوين سبيكة 2A17. يمكن للمغنيسيوم أن يزيد من قوة درجة حرارة الغرفة للسبائك ويحسن قوة مقاومة الحرارة أقل من 150 إلى 225 درجة مئوية.. لكن, عندما ترتفع درجة الحرارة مرة أخرى, تنخفض قوة السبيكة بشكل ملحوظ. لكن, يمكن أن تؤدي إضافة المغنيسيوم إلى تدهور أداء اللحام للسبيكة, لذلك في سبيكة 2A16 القابلة للحرارة المقاومة للحرارة, النجاسة ω (ملغ) ≤ 0.05%.
(2) التيتانيوم: يمكن للتيتانيوم صقل الحبوب المصبوبة, زيادة درجة حرارة إعادة بلورة السبيكة, تقليل ميل تحلل المحلول الصلب مفرط التشبع, وتحقيق الاستقرار في هيكل السبيكة عند درجات حرارة عالية. لكن, عندما ω(أنت)>0.3%, تشكيل إبرة خشن مثل الكريستال TiAl 3 سوف تقلل المركبات من المقاومة الحرارية للسبائك. ω(أنت) السبيكة محددة 0.1٪ ~ 0.2٪.
(3) الزركونيوم: عندما ω(Zr)= 0.1٪ ~ 0.25٪ يضاف إلى 2219 سبيكة, يمكن تكرير الحبوب, ويمكن تحسين درجة حرارة إعادة التبلور للسبائك واستقرار المحلول الصلب, وبالتالي تحسين المقاومة الحرارية للسبيكة وتحسين قابلية لحام السبيكة وليونة اللحام. لكن, عندما ω(Zr) عالية, مركب أكثر هشاشة ZrAl 3 يمكن أن تنتج.
(4) حديد: عندما ω(Fe)>0.45% في سبائك الحديد, تتكون المرحلة غير القابلة للذوبان Al7Cu2Fe, والتي يمكن أن تقلل من الخواص الميكانيكية للسبائك في حالة الشيخوخة المروية وقوة التحمل عند 300 درجة مئوية. لذا الحد ω(Fe)<0.3%.
(5) السيليكون: كمية قليلة من السيليكون (ω(و)≤0.4٪) ليس له تأثير واضح على الخواص الميكانيكية لدرجة حرارة الغرفة, ولكنه يقلل من قوة التحمل عند 300 ℃; عندما ω(و)>0.4%, كما أنه يقلل من الخواص الميكانيكية لدرجة حرارة الغرفة. وبالتالي, حد ω(و)<0.3%.
(6) الزنك: كمية قليلة من الزنك (ω(Zn)= 0.3٪) ليس له أي تأثير على أداء درجة حرارة الغرفة للسبيكة, ولكن يمكنها تسريع معدل انتشار النحاس في الألومنيوم وتقليل القوة الدائمة للسبيكة عند 300 ℃, لذلك يقتصر على ω(Zn)< 0.1%.