Хэрэв шахалтын механик шинж чанар нь хүлээгдэж буй шиг биш бол гол төлөв бэлдэцийн анхны найрлага эсвэл шахмал / хөгшрөлтийн нөхцөлд анхаарлаа хандуулдаг. Нэг төрлийн болгох нь өөрөө асуудал байж болох уу гэж цөөхөн хүн эргэлздэг. Үнэн хэрэгтээ нэгэн төрлийн болгох үе шат нь өндөр чанартай шахмал үйлдвэрлэхэд маш чухал юм. Нэг төрлийн болгох үе шатыг зохих ёсоор хянахгүй байх нь дараахь зүйлийг үүсгэж болзошгүй.
●Өсгөх даралтыг нэмэгдүүлнэ
●Илүү олон согог
●Аноджуулсаны дараа судалтай бүтэцтэй
●Бага шахалтын хурд
●Механик шинж чанар муу
Нэг төрлийн болгох үе шат нь төмөр агуулсан металл хоорондын нэгдлүүдийг цэвэршүүлэх, магни (Mg) болон цахиур (Si) дахин хуваарилах гэсэн хоёр үндсэн зорилготой. Нэг төрлийн болгохын өмнө болон дараа нь бэлдэцийг бичил бүтцийг судалж үзээд шахах явцад бэлдэц сайн ажиллах эсэхийг урьдчилан таамаглах боломжтой.
Бэлдэцийг нэгэн төрлийн болгохын хатууралд үзүүлэх нөлөө
6XXX шахмал дахь хүч чадал нь хөгшрөлтийн явцад үүссэн Mg- болон Si-аар баялаг фазуудаас үүсдэг. Эдгээр үе шатуудыг үүсгэх чадвар нь хөгшрөлт эхлэхээс өмнө элементүүдийг хатуу уусмалд оруулахаас хамаарна. Mg ба Si нь эцсийн эцэст хатуу уусмалын нэг хэсэг болохын тулд металыг 530 ° C-аас дээш температурт хурдан унтраах шаардлагатай. Энэ цэгээс дээш температурт Mg ба Si нь хөнгөн цагаан болж уусдаг. Гэсэн хэдий ч шахалтын үед метал нь энэ температураас богино хугацаанд л үлддэг. Бүх Mg ба Si уусахын тулд Mg ба Si хэсгүүд харьцангуй бага байх ёстой. Харамсалтай нь цутгах явцад Mg болон Si нь харьцангуй том Mg₂Si блок хэлбэрээр тунадаг (Зураг 1а).
6060 ширхэг бэлдэцийг нэг төрлийн болгох ердийн мөчлөг нь 2 цагийн турш 560 ° C байна. Энэ процессын явцад бэлдэц 530 ° C-аас дээш температурт удаан хугацаагаар байх тул Mg₂Si уусдаг. Хөргөхөд илүү нарийн тархалттай дахин тунадас үүснэ (Зураг 1в). Хэрэв нэгэн төрлийн болгох температур хангалттай өндөр биш эсвэл хугацаа хэт богино байвал зарим том Mg₂Si тоосонцор үлдэнэ. Энэ тохиолдолд шахалтын дараах хатуу уусмал нь Mg ба Si-г бага хэмжээгээр агуулдаг бөгөөд энэ нь өндөр нягтралтай хатуурсан тунадас үүсгэх боломжгүй бөгөөд энэ нь механик шинж чанар буурахад хүргэдэг.
Зураг 1. Өнгөлсөн ба 2%-ийн ЭМС-тай сийлбэртэй 6060 бэлдэцийн оптик микрографи: (a) цутгамал, (б) хэсэгчлэн нэгэн төрлийн, (в) бүрэн нэгэн төрлийн болгосон.
Төмөр агуулсан интерметаллууд дээр нэгэн төрлийн болгох үүрэг
Төмөр (Fe) нь бат бөх чанараас илүү хугарлын бат бөх байдалд илүү их нөлөө үзүүлдэг. 6XXX хайлшийн хувьд Fe фазууд цутгах явцад β-фаз (Al₅(FeMn)Si эсвэл Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) үүсгэх хандлагатай байдаг. Эдгээр үе шатууд нь том, өнцөгтэй, шахалтанд саад учруулдаг (Зураг 2a-д онцолсон). Нэг төрлийн болгох явцад хүнд элементүүд (Fe, Mn гэх мэт) тархаж, том өнцгийн фазууд нь жижиг, дугуй хэлбэртэй болдог (Зураг 2б).
Зөвхөн оптик дүрслэлээс янз бүрийн үе шатуудыг ялгахад хэцүү байдаг бөгөөд тэдгээрийг найдвартай тоогоор тодорхойлох боломжгүй юм. Innoval-д бид бэлдэцийг нэг төрлийн болгохыг дотоод шинж чанарыг илрүүлэх, ангилах (FDC) аргыг ашиглан хэмждэг бөгөөд энэ нь бэлдэцэд %α утгыг өгдөг. Энэ нь нэгэн төрлийн болгох чанарыг үнэлэх боломжийг бидэнд олгодог.
Зураг 2. Нэг төрлийн болгохын өмнөх ба (б) бэлдэцүүдийн оптик микрографи.
Онцлог шинж чанарыг илрүүлэх, ангилах (FDC) арга
Зураг 3a-д электрон микроскопоор (SEM) шинжилгээ хийсэн өнгөлсөн дээжийг үзүүлэв. Дараа нь саарал өнгийн босго тогтоох техникийг ашиглан 3б-р зурагт цагаан өнгөтэй харагдах интерметаллуудыг ялгаж, тодорхойлох болно. Энэ техник нь 1 мм² хүртэлх талбайг шинжлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь 1000 гаруй бие даасан шинж чанарыг нэг дор шинжлэх боломжтой гэсэн үг юм.
Зураг 3. (a) Нэг төрлийн 6060 бэлдэцний арын тархсан электрон дүрс, (б) (a)-аас тодорхойлогдсон бие даасан шинж чанарууд.
Бөөмийн найрлага
Innoval систем нь Oxford Instruments Xplore 30 эрчим хүчний тархалттай рентген (EDX) детектороор тоноглогдсон. Энэ нь тодорхойлсон цэг бүрээс EDX спектрийг хурдан автоматаар цуглуулах боломжийг олгодог. Эдгээр спектрүүдээс бөөмийн найрлагыг тодорхойлж, харьцангуй Fe:Si харьцааг гаргаж болно.
Хайлш дахь Mn эсвэл Cr агууламжаас хамааран бусад хүнд элементүүдийг оруулж болно. Зарим 6XXX хайлшийн хувьд (заримдаа их хэмжээний Mn) (Fe+Mn):Si харьцааг жишиг болгон ашигладаг. Дараа нь эдгээр харьцааг мэдэгдэж буй Fe агуулсан интерметаллуудын харьцаатай харьцуулж болно.
β-фаз (Al₅(FeMn)Si эсвэл Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): (Fe+Mn):Si харьцаа ≈ 2. α-фаз (Al₁₂(FeMn)₃Si эсвэл Al₈.₃)₈Si-ээс хамаарч):₃₉in(FeMn): найрлага. Бидний захиалгат програм хангамж нь бидэнд босго тогтоож, бөөмс бүрийг α эсвэл β гэж ангилах, дараа нь бичил бүтэц доторх байршлыг нь зураглах боломжийг олгодог (Зураг 4). Энэ нь нэгэн төрлийн бэлдэц дэх хувирсан α-ийн ойролцоогоор хувийг өгдөг.
Зураг 4. (a) α- ба β ангилсан бөөмсийг харуулсан газрын зураг, (b) (Fe+Mn):Si харьцааны тархалтын график.
Өгөгдөл бидэнд юу хэлж чадах вэ
Зураг 5-д энэ мэдээллийг хэрхэн ашиглаж байгаа жишээг үзүүлэв. Энэ тохиолдолд үр дүн нь тодорхой зуухны дотор жигд бус халаалтыг харуулж байна, эсвэл тогтоосон температурт хүрч чадаагүй байж магадгүй юм. Ийм тохиолдлыг зөв үнэлэхийн тулд чанарын мэдэгдэж буй туршилтын бэлдэц болон жишиг бэлдэцийг хоёуланг нь шаарддаг. Эдгээргүйгээр хайлшийн найрлагын хүлээгдэж буй %α хүрээг тогтоох боломжгүй.
Зураг 5. Муу ажиллагаатай нэгэн төрлийн болгох зуухны өөр өөр хэсгүүдийн %α-ийн харьцуулалт.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 8-р сарын 30-ны хооронд
