مقاله عملیات حرارتی رسوب سختی

 

فهرست

مقدمه:   ۱

آلومینیوم:   ۳

روش های تولید آلومینیوم:   ۴

۱)روش الکترولیز کلرید آلومینیوم:   ۴

۲)روش الکتروترمیک:   ۴

۳)روش هال-هرولت:   ۵

تولید آلیاژ کارپذیر آلومینیوم از طریق ریخته گری در فرآیند تبرید مستقیم (DC):   ۶

همگن کردن شمش ها:   ۶

طبقه بندی و نامگذاری حالت آلیاژهای آلومینیوم:   ۸

آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی:                     Non-Heattreatable  alloys   ۱۰

آلومینیوم خیلی خالص و آلومینیوم با خلوص تجارتی (گروه***۱):   ۱۰

آلیاژهای AL-MN-MG وAL-MN (***3):   ۱۰

آلیاژهای  AL-MG(گروه***۵):   ۱۱

آلیاژهای متفرقه (گروه***۸):   ۱۱

آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر:Heattreatable alloys   ۱۲

آلیاژهای  AL-CU(گروه***۲):   ۱۲

آلیاژ  AL-CU-MG(گروه***۲):   ۱۲

آلیاژهای  AL-ZN-MG (گروه***۷):   ۱۳

آلیاژ AL-ZN-MG-CU (گروه***۷):   ۱۳

نامگذاری حالت آلیاژهای آلومینیوم:Temper Designation of Al alloys   ۱۴

آلیاژهای AL-MG-SI (گروه***۶):   ۱۸

خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم سری ***۶:   ۲۰

سیستم آلیاژی AL-MG-SI:   ۲۱

جدول ۱-حلالیت جامد   در آلومینیوم و تغییر آن با تغییر مقدار منیزیم وT   ۲۴

آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ (SI6/0-MG1-AL):   ۲۵

جدول۲-PRODUCT FORMS AND NOMINAL COMPOSITION OF 6061 WROUGHT AL ALLOY.   ۲۵

جدول۳ :TYPICAL PHYSICAL PROPERTIES OF 6061 WROUGHT AL ALLOY .   ۲۶

جدول ۴:قا بلیت جوش پذیری ،ماشین کاری و مقاومت به خوردگی آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱  در حالت های مختلف   ۲۶

جدول ۵  :TYPCIAL MECHANICAL PROPERTIES OF 6061 WROUGHT AL ALLOY   ۲۷

رسوب سختی Precipitation hardening   ۲۸

رسوب گذاری محلول جامد:   ۲۸

رسوب سختی آلیاژهای آلومینیوم   ۳۳

تاثیر رسوب گذاری بر خواص:   ۳۳

مکانیسم رسوبگذاری: Precipitation Mechanism   ۳۵

۱) اصول پیر سختی آلیاژهای آلومینیوم:   ۴۵

مقدمه:   ۴۵

۱-۱-تجزیه محلول های جامد فوق اشباع:   ۴۵

۲     -۱-مرز انحلال مناطق GP:   ۴۷

۳-۱-مناطق عاری از رسوب در مرز دانه ها:   ۴۹

مکانیزم های سخت گردانی:Strengthening Mechanisms   ۵۱

عملیات حرارتی:   ۵۶

عملیات حرارتی انحلالی:   ۵۶

کوانچ کردن:   ۵۷

پیر کردن:   ۵۹

فرآوری ترمومکانیکی:   ۶۰

رسوب سختی آلیاژهای آلومینیوم سری ***۶:   ۶۱

جوشکاری  GTAW:   ۶۳

الکترودهای مورد نیاز جهت جوشکاری  GTAW:   ۶۴

فرم دادن به الکترودهای تنگستن:   ۶۴

انتخاب کلاهک سرامیکی:   ۶۵

آماده سازی ف مبنا:   ۶۵

تنظیم شدت جریان:   ۶۶

تنظیم مقدار جریان گاز:   ۶۶

دستورالعمل جوشکاری:   ۶۶

جوشکاری آلیاژ های آلومینیوم   ۶۷

مقدمه:   ۶۷

انتخاب روش جوشکاری:   ۶۸

جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای   آن با فرآیند GTAW:   ۷۰

موارد مهم در جوشکاری با فرآیندTIG برای اتصال آلیاژهای آلومینیوم:   ۷۲

رفتار متالورژیکی آلیاژهای آلومینیوم حین جوشکاری:   ۷۷

تئوری پیر سختی جوش در جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم بویژه آلیاژ(۶۰۶۱  AL )   ۸۵

مقدمه:   ۸۵

آلیاژهای AL-MG-SIوAL-CU-MG   ۹۳

جوشکاری در شرایط پیر سختی مصنوعی:   ۹۳

جوشکاری در شرایط پیر سختی طبیعی:   ۹۷

تاثیر پارامترها و فرآیندهای جوشکاری:   ۱۰۲

 

 

مقدمه:

 

با توجه به اینکه اساس موضوع پروژه بر پایه عملیات حرارتی رسوب سختی1 می باشد لازم است برای درک آسان مطالب توسط مخاطب، مقدماتی راجع به این عملیات بیان شود. توضیح بیشتر در مورد این عملیات حرارتی در ادامة مباحث آورده خواهد شد. 

 

پیر سختی یکی از روش های استحکام بخشی به مواد فی با اضافه کردن ذره های سخت و کاملاً  پراکنده به آن است. با انتخاب مناسب عناصر آلیاژی اضافه شونده و عملیات گرمایی، می توان توزیع مناسبی از رسوب حالت جامد فاز دوم را در زمینه ای که آن رسوبات را درخود حل کرده است پدید آورد. اگر با این عمل ف استحکام یافت آن را رسوب سختی می نامند که روشی قابل استفاده در سطحی وسیع برای استحکام بخشی مواد فی است.

 

بطور کلی در عملیات حرارتی پیر سختی (رسوب سختی) سه مرحله وجود دارد:

1)عملیات حرارتی انحلالی1 (محلول سازی) در دمای نسبتاً بالا در ناحیه تک فازی به منظور حل شدن عناصر آلیاژی

2)کوانچ(آبدهی)2 تا دمای محیط برای بدست آوردن محلول جامد فوق اشباع از این عناصر در آلومینیوم 

3)پیر سازی3 (تجزیه کنترل شدة محلول جامد فوق اشباع برای تشکیل رسوبات ریز و پراکنده در زمینه ف)

آلیاژ پس از اینکه در یک مدت مشخص تا یک دمای مشخص در منطقة تکفازی حرارت داده شد، در آب سریع سرد می شود. حال آلیاژ کوانچ شده، یک محلول جامد فوق اشباع است و بنابراین در یک حالت ناپایدار قرار دارد، بطوری که اتم محلول اضافی، تمایل دارد که از محلول خارج شود. منظور از انجام عملیات حرارتی محلول سازی، حصول انحلال کامل عناصر آلیاژی است. در مرحلة سوم از عملیات حرارتی پیر سختی، به تجزیة کنترل شدة محلول جامد فوق اشباع عناصر آلیاژی اصلی در آلومینیوم برای تشکیل رسوبات ریز و پراکنده در زمینه آلومینیوم پرداخته می شود . به عبارتی مرحلة پیر سازی، اجازه دادن به فاز استحکام دهنده جهت رسوب از محلول جامد فوق اشباع می باشد اگر این عملیات در دمای محیط و در حالت خود به خودی و به عبارتی بدون عملیات گرمایی انجام شود به آن عملیات پیرسازی طبیعی  گفته می شود اما اگر این عملیات با حرارت دادن قطعه در دماهای پایین انجام شود به آن عملیات حرارتی پیرسازی مصنوعی  نسبت داده می شود. 

در واژگان تخصصی عملیات حرارتی ، T6 و T4 به ترتیب به آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر پیر سخت شدة مصنوعی و طبیعی آلومینیوم اطلاق می شود.