အလူမီနီယမ်အလွိုင်းများ၏ အခြေခံအပူကုသမှု အမျိုးအစားများ

အအေးခံခြင်းနှင့် ငြှိမ်းသတ်ခြင်းနှင့် အိုမင်းခြင်းတို့သည် အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များ၏ အခြေခံအပူကုသမှုအမျိုးအစားများဖြစ်သည်။ Annealing သည် ပျော့ပြောင်းသည့် ကုသမှုဖြစ်ပြီး ရည်ရွယ်ချက်မှာ သတ္တုစပ်ကို ညီညီညာညာနှင့် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံတွင် တည်ငြိမ်စေရန်၊ အလုပ် မာကျောမှုကို ဖယ်ရှားရန်နှင့် သတ္တုစပ်၏ ပလပ်စတစ်ကို ပြန်လည်ထိန်းသိမ်းရန် ဖြစ်သည်။ မီးငြိမ်းခြင်း နှင့် အိုမင်းရင့်ရော်ခြင်း သည် သတ္တုစပ်၏ ခိုင်ခံ့မှုကို မြှင့်တင်ရန် ရည်ရွယ်ချက်ဖြစ်ပြီး အပူကုသမှုဖြင့် ခိုင်ခံ့စေသော အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များအတွက် အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုပါသည်။

1 Annealing

ကွဲပြားခြားနားသောထုတ်လုပ်မှုလိုအပ်ချက်များအရ၊ အလူမီနီယမ်အလွိုင်းကို ရောနှောခြင်းအား ပုံစံအမျိုးမျိုးဖြင့် ခွဲထုတ်သည်- ingot homogenization annealing၊ billet annealing၊ intermediate annealing နှင့် ချောထုတ်ကုန် annealing။

1.1 Ingot homogenization annealing

လျင်မြန်သော ငွေ့ရည်ဖွဲ့မှုနှင့် မျှခြေပုံဆောင်ခဲမဟုတ်သော အခြေအနေများအောက်တွင်၊ ingot သည် မညီမညာသော ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် ဖွဲ့စည်းမှု ရှိရမည်ဖြစ်ပြီး၊ ကြီးမားသော အတွင်းစိတ်ဖိစီးမှုလည်း ရှိရပါမည်။ ဤအခြေအနေကိုပြောင်းလဲရန်နှင့် ingot ၏ပူပြင်းသောလုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်းကိုတိုးတက်စေရန်အတွက်၊ homogenization annealing ကိုယေဘုယျအားဖြင့်လိုအပ်သည်။

အက်တမ်ပျံ့နှံ့မှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက်၊ တစ်သားတည်းဖြစ်စေခြင်းအတွက် ပိုမိုမြင့်မားသောအပူချိန်ကို ရွေးချယ်သင့်သည်၊ သို့သော် ၎င်းသည် အလွိုင်း၏ eutectic အရည်ပျော်မှတ်နိမ့်သော အရည်ပျော်မှတ်ထက် မကျော်လွန်စေရပါ။ ယေဘူယျအားဖြင့်၊ တစ်သားတည်းဖြစ်တည်ခြင်း annealing temperature သည် အရည်ပျော်မှတ်ထက် 5 ~ 40 ℃ နိမ့်ပြီး annealing time သည် အများအားဖြင့် 12 ~ 24 နာရီကြားဖြစ်သည်။

1.2 Billet annealing

Billet annealing သည် ဖိအားလုပ်ဆောင်နေစဉ်အတွင်း ပထမဆုံး အအေးပုံသဏ္ဍာန်မပြောင်းမီ ကွန့်မြူးခြင်းကို ရည်ညွှန်းသည်။ ရည်ရွယ်ချက်မှာ ဘေလ်ပြားကို ဟန်ချက်ညီသော ဖွဲ့စည်းပုံရရှိစေရန်နှင့် ပလတ်စတစ်ပုံပျက်နိုင်သော အမြင့်ဆုံးစွမ်းရည်ရှိစေရန်ဖြစ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ လှိမ့်ထားသော အလူမီနီယမ်အလွိုင်းပြား၏ အပူချိန်သည် 280 ~ 330 ℃ ဖြစ်သည်။ အခန်းအပူချိန်တွင် လျင်မြန်စွာ အအေးခံပြီးနောက်၊ အလုပ် မာကျောခြင်းဖြစ်စဉ်ကို လုံးလုံးလျားလျား ဖယ်ရှား၍မရပါ။ အထူးသဖြင့်၊ အပူဖြင့် ပြုပြင်ထားသော ခိုင်ခံ့သော အလူမီနီယမ်သတ္တုစပ်များအတွက်၊ လျှင်မြန်စွာ အအေးခံပြီးနောက်၊ ပြန်လည်ပုံသွင်းခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်သည် မပြီးဆုံးသေးဘဲ၊ supersaturated အစိုင်အခဲပျော်ရည်သည် လုံးလုံးပြိုကွဲသွားခြင်းမရှိသေးဘဲ၊ အလုပ်မာကျောခြင်းနှင့် ငြိမ်းသတ်ခြင်းအကျိုးသက်ရောက်မှု၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းကို ဆက်လက်ထိန်းသိမ်းထားဆဲဖြစ်သည်။ အအေးခံခြင်းမရှိဘဲ တိုက်ရိုက်လှိမ့်ရန် ခက်ခဲသောကြောင့် billet annealing လိုအပ်ပါသည်။ LF3 ကဲ့သို့သော အပူဖြင့် မကုသဘဲ ခိုင်ခံ့သော အလူမီနီယမ်သတ္တုစပ်များအတွက်၊ ဖြာထွက်သည့် အပူချိန်မှာ 370~470 ℃ ဖြစ်ပြီး 1.5~2.5 နာရီအထိ နွေးပြီးနောက် လေအေးပေးမှုကို လုပ်ဆောင်သည်။ အအေးဆွဲပြွန်လုပ်ဆောင်ခြင်းအတွက် အသုံးပြုသည့် ဘေလုံးနှင့် လျှပ်စီးအပူချိန်သည် သင့်လျော်စွာ ပိုမိုမြင့်မားသင့်ပြီး အထက်ကန့်သတ်အပူချိန်ကို ရွေးချယ်နိုင်သည်။ LY11 နှင့် LY12 ကဲ့သို့သော အပူကုသမှုဖြင့် ခိုင်ခံ့စေသော အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များအတွက်၊ billet annealing temperature သည် 390~450℃ ဖြစ်ပြီး ဤအပူချိန်တွင် 1~3h ထားရှိကာ၊ ထို့နောက် 30℃/h ထက်မပိုသော နှုန်းဖြင့် မီးဖိုထဲတွင် အအေးခံကာ မီးဖိုထဲမှ လေအေးပေးသည်။

1.3 အလယ်အလတ် လိမ်းဆေး

Intermediate annealing ဆိုသည်မှာ အအေးပုံသဏ္ဍာန်ပြောင်းလဲမှုဖြစ်စဉ်များကြားတွင် ပေါင်းထည့်ခြင်းကို ရည်ညွှန်းသည်၊ ယင်း၏ရည်ရွယ်ချက်မှာ အအေးပုံသဏ္ဍာန်ဆက်လက်ဖြစ်ပေါ်မှုကို လွယ်ကူချောမွေ့စေရန် အလုပ်မာမာဖယ်ရှားပစ်ရန်ဖြစ်သည်။ ယေဘူယျအားဖြင့် ပြောရလျှင် ပစ္စည်းကို မွှေပြီးနောက်၊ 45 ~ 85% အအေးပုံသဏ္ဍာန်ကို ခံယူပြီးနောက် အလယ်အလတ် annealing မလုပ်ဘဲ အအေးဓာတ်ကို ဆက်လက်လုပ်ဆောင်ရန် ခက်ခဲပါလိမ့်မည်။

intermediate annealing ၏ လုပ်ငန်းစဉ်သည် အခြေခံအားဖြင့် billet annealing နှင့် တူညီပါသည်။ အအေးပုံသဏ္ဍာန်ဒီဂရီ၏လိုအပ်ချက်များအရ၊ အလယ်အလတ် annealing သည် ပြီးပြည့်စုံသော annealing (စုစုပေါင်း ပုံပျက်ခြင်းε≈60~70%)၊ ရိုးရိုး annealing (ε≤50%) နှင့် အနည်းငယ် annealing (ε≈30~40%) တို့ဖြစ်သည်။ ပထမအလွှာနှစ်ခုသည် billet annealing နှင့်တူညီပြီး နောက်တစ်ခုသည် 320 ~ 350 ℃ တွင် 1.5 ~ 2 နာရီအပူပေးပြီးနောက် လေအေးပေးသည်။

၁.၄။ ကုန်ချောကို လိမ်းပါ။

ကုန်ပစ္စည်းအချောသတ်ခြင်း သည် ထုတ်ကုန်နည်းပညာဆိုင်ရာ အခြေအနေများ၏ လိုအပ်ချက်များနှင့်အညီ အချို့သော အဖွဲ့အစည်းဆိုင်ရာ နှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို ပေးဆောင်သည့် နောက်ဆုံးအပူကုသမှုဖြစ်သည်။

ထုတ်ကုန်အချောထည်ကို အပူချိန်မြင့်မြင့်လိမ်းခြင်း (ပျော့ပျောင်းသောထုတ်ကုန်များထုတ်လုပ်ခြင်း) နှင့် အပူချိန်နိမ့်ကျခြင်း (ကွဲပြားသောပြည်နယ်များတွင် တစ်ပိုင်းမာကျောသောထုတ်ကုန်များထုတ်လုပ်ခြင်း) ဟူ၍ ခွဲခြားနိုင်သည်။ မြင့်မားသော အပူချိန်ကို လိမ်းကျံခြင်းဖြင့် ပြီးပြည့်စုံသော ပြန်လည်ပုံသွင်းခြင်းဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ကောင်းမွန်သော ပလတ်စတစ်ဆာဂျရီကို ရရှိနိုင်ကြောင်း သေချာစေရမည်။ ပစ္စည်းသည် ကောင်းမွန်သောဖွဲ့စည်းပုံနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်ရရှိစေရန် သေချာစေသည့်အခြေအနေအောက်တွင်၊ ကိုင်ဆောင်ချိန်သည် အလွန်ရှည်သင့်သည်။ အပူကုသမှုဖြင့် ခိုင်ခံ့စေသော အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များအတွက်၊ လေအေးပေးစက် quenching effect ကို ကာကွယ်ရန်အတွက် အအေးခံနှုန်းကို တင်းကြပ်စွာ ထိန်းချုပ်ထားသင့်သည်။

အပူချိန်နိမ့်ကျမှုတွင် အဓိကအားဖြင့် အလူမီနီယမ်စစ်စစ်နှင့် အပူမဟုတ်သော ကုသခြင်းအတွက် အဓိကအသုံးပြုသည့် ဖိစီးမှုသက်သာရာရစေသော အန်နီနယ်ခြင်းနှင့် တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းပျော့ပြောင်းခြင်း ပါဝင်သည်။ low temperature annealing system ကိုဖော်မြူလာပြုလုပ်ခြင်းသည် အလွန်ရှုပ်ထွေးသောအလုပ်ဖြစ်ပြီး annealing temperature နှင့် hold time ကိုထည့်သွင်းစဉ်းစားရန်သာမက အညစ်အကြေးများ၊ alloying degree၊ cold deformation၊ intermediate annealing temperature နှင့် hot deformation temperature တို့ကိုပါ ထည့်သွင်းစဉ်းစားရန် လိုအပ်ပါသည်။ low temperature annealing system ကို ပုံဖော်ရန်အတွက်၊ annealing temperature နှင့် mechanical properties များကြား ပြောင်းလဲမှုမျဉ်းကွေးကို တိုင်းတာရန် လိုအပ်ပြီး နည်းပညာဆိုင်ရာ အခြေအနေများတွင် သတ်မှတ်ထားသည့် စွမ်းဆောင်ရည်ညွှန်းကိန်းများအတိုင်း annealing temperature range ကို ဆုံးဖြတ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။

2 မီးငြိမ်းခြင်း။

အလူမီနီယံအလွိုင်းကို မီးငြှိမ်းသတ်ခြင်းကို ဖြေရှင်းနည်းဟုလည်း ခေါ်သည်၊ ၎င်းသည် အပူချိန်မြင့်သော အပူပေးခြင်းဖြင့် ဒုတိယအဆင့်အဖြစ် သတ္တုအတွင်းရှိ အလွိုင်းဒြပ်စင်များကို တတ်နိုင်သမျှ အစိုင်အခဲပျော်ရည်အဖြစ် ပျော်ဝင်စေရန်၊ ဒုတိယအဆင့်၏ မိုးရွာသွန်းမှုကို တားဆီးရန် လျှင်မြန်စွာအအေးခံခြင်းဖြင့်၊ ထို့နောက်တွင် ပိုမိုပြည့်ဝသော အလူမီနီယံအခြေခံ α အစိုင်အခဲဖြေရှင်းချက်ရရှိမည်ဖြစ်သည်။

supersaturated α အစိုင်အခဲဖြေရှင်းချက်ရရှိခြင်း၏ အဓိဋ္ဌာန်မှာ အလူမီနီယံရှိ သတ္တုစပ်တွင် ဒုတိယအဆင့်၏ပျော်ဝင်မှုသည် အပူချိန်တိုးလာသည်နှင့်အမျှ သိသိသာသာတိုးလာမည်ဖြစ်သည်၊ သို့မဟုတ်ပါက အစိုင်အခဲဖြေရှင်းချက်၏ရည်ရွယ်ချက်ကို မရရှိနိုင်ပါ။ အလူမီနီယမ်တွင် သတ္တုစပ်ဒြပ်စင်အများစုသည် ဤလက္ခဏာဖြင့် eutectic အဆင့် ပုံကြမ်းကို ဖန်တီးနိုင်သည်။ ဥပမာအနေဖြင့် Al-Cu သတ္တုစပ်ကို ယူ၍ ယူတီဆစ်အပူချိန်သည် 548 ℃ဖြစ်ပြီး အခန်းတွင်းအပူချိန်တွင် ကြေးနီ၏ပျော်ဝင်နိုင်မှုမှာ 0.1% ထက်နည်းပါသည်။ 548 ℃အထိ အပူပေးသောအခါ ၎င်း၏ပျော်ဝင်နိုင်စွမ်းသည် 5.6% အထိတိုးလာသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ကြေးနီ 5.6% ထက်နည်းသော Al-Cu သတ္တုစပ်များသည် ၎င်း၏ solvus မျဉ်းထက် ကျော်လွန်ပြီးနောက် အပူအပူချိန်သည် ၎င်း၏ solvus မျဉ်းထက်ကျော်လွန်ပြီးနောက် α အဆင့်ဒေသသို့ ဝင်ရောက်သည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ၊ ဒုတိယအဆင့် CuAl2 သည် matrix တွင် လုံးဝပျော်ဝင်သွားပြီး ငြိမ်းသတ်ပြီးနောက် တစ်ခုတည်းသော supersaturated α အစိုင်အခဲအဖြေကို ရရှိနိုင်သည်။

Quenching သည် အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များအတွက် အရေးကြီးဆုံးနှင့် အလိုအပ်ဆုံးသော အပူကုသမှု လုပ်ဆောင်ချက်ဖြစ်သည်။ သော့ချက်မှာ သင့်လျော်သော quenching heating temperature ကိုရွေးချယ်ရန်နှင့် လုံလောက်သော quenching cooling rate ကိုသေချာစေရန်နှင့် furnace temperature ကို တင်းကြပ်စွာ ထိန်းချုပ်ရန်နှင့် quenching deformation ကိုလျှော့ချရန်ဖြစ်သည်။

quenching temperature ကို ရွေးချယ်ခြင်း၏ နိယာမမှာ အလူမီနီယံ အလွိုင်း လောင်ကျွမ်းခြင်း သို့မဟုတ် အစေ့များ အလွန်အကျွံ ကြီးထွားခြင်း မရှိစေဘဲ ၊ α အစိုင်အခဲ ပျော်ရည်၏ လွန်ကဲခြင်းနှင့် အိုမင်းခြင်း ကုသခြင်း ပြီးနောက် ခိုင်ခံ့မှုတို့ကို တိုးပွားစေမည့် quenching heating temperature ကို တတ်နိုင်သမျှ တိုးမြှင့်ရန် ဖြစ်သည်။ ယေဘူယျအားဖြင့်၊ အလူမီနီယမ်အလွိုင်းအပူပေးသည့်မီးဖိုသည် မီးဖို၏အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုတိကျမှု ±3 ℃အတွင်းရှိရန် လိုအပ်ပြီး မီးဖိုအတွင်းရှိလေသည် မီးဖိုအပူချိန်၏ညီညွှတ်မှုကိုသေချာစေရန်အတင်းအကျပ်လည်ပတ်စေပါသည်။

အလူမီနီယံအလွိုင်း၏ လောင်ကျွမ်းမှုသည် ဒွိနရီ သို့မဟုတ် ဒြပ်စင်များစွာ eutectics ကဲ့သို့သော သတ္တုအတွင်းရှိ အရည်ပျော်မှတ်နည်းသော အစိတ်အပိုင်းများ၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း အရည်ပျော်ခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာခြင်းဖြစ်သည်။ အပူလောင်ခြင်းသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို လျော့ပါးစေရုံသာမက အလွိုင်း၏ချေးခံနိုင်ရည်အပေါ် ပြင်းထန်သောသက်ရောက်မှုရှိသည်။ ထို့ကြောင့်၊ အလူမီနီယံအလွိုင်းသည် မီးလောင်ပြီးသည်နှင့် ၎င်းကို ဖယ်ရှား၍မရနိုင်ဘဲ သတ္တုစပ်ထုတ်ကုန်ကို ဖယ်ရှားပစ်သင့်သည်။ အလူမီနီယံအလွိုင်း၏ အမှန်တကယ်လောင်ကျွမ်းသည့်အပူချိန်ကို သတ္တုစပ်ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် အညစ်အကြေးပါဝင်မှုတို့က အဓိကအားဖြင့် ဆုံးဖြတ်ပြီး သတ္တုစပ်လုပ်ဆောင်မှုအခြေအနေနှင့်လည်း သက်ဆိုင်ပါသည်။ ပလပ်စတစ်ပုံသဏ္ဍာန် ပြုပြင်ခြင်းပြုလုပ်ပြီးသော ထုတ်ကုန်များ၏ ပူလောင်သောအပူချိန်သည် သွန်းလုပ်ခြင်းထက် ပိုမိုမြင့်မားသည်။ ပုံပျက်ခြင်းလုပ်ဆောင်ခြင်း ပိုကြီးလေ၊ မျှခြေမညီသော အရည်ပျော်မှတ်မဟုတ်သော အစိတ်အပိုင်းများကို အပူပေးသောအခါ မက်ထရစ်ထဲသို့ ပျော်ဝင်ရန် လွယ်ကူလေလေ၊ ထို့ကြောင့် အမှန်တကယ် ပူလောင်နေသော အပူချိန်သည် တိုးလာသည်။

အလူမီနီယံအလွိုင်းကို ငြှိမ်းသတ်စဉ်အတွင်း အအေးခံနှုန်းသည် အလွိုင်း၏ အိုမင်းရင့်ရော်မှုကို ခိုင်ခံ့စေနိုင်ပြီး သံချေးတက်ခြင်းအပေါ် သိသိသာသာ သက်ရောက်မှုရှိပါသည်။ LY12 နှင့် LC4 ၏ quenching process တွင်၊ အထူးသဖြင့် 290~420 ℃ အပူချိန် ထိလွယ်ရှလွယ် ဧရိယာတွင် α အစိုင်အခဲ ပျော်ရည် မပြိုကွဲကြောင်း သေချာစေရန် လိုအပ်ပြီး လုံလောက်သော အအေးခံနှုန်း လိုအပ်ပါသည်။ အအေးခံနှုန်းသည် 50 ℃/s အထက်ဖြစ်သင့်ပြီး LC4 အလွိုင်းအတွက်၊ ၎င်းသည် 170 ℃/s ထက်ကျော်လွန်သင့်သည်ဟု သတ်မှတ်ပြဋ္ဌာန်းထားသည်။

အလူမီနီယံသတ္တုစပ်အတွက် အသုံးအများဆုံး မီးငြှိမ်းသတ်ဆေးမှာ ရေဖြစ်သည်။ ထုတ်လုပ်မှုအလေ့အကျင့်သည် quenching လုပ်စဉ်အတွင်း အအေးခံနှုန်း ပိုများလေ၊ မီးငြိမ်းသွားသော ပစ္စည်း သို့မဟုတ် workpiece ၏ ကျန်ရှိသော stress နှင့် residual deformation ပိုများလေဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ရိုးရှင်းသောပုံသဏ္ဍာန်ရှိသောသေးငယ်သော workpieces များအတွက်၊ ယေဘုယျအားဖြင့် 10 ~ 30 ℃ နှင့် 40 ℃ထက်မပိုသင့်ပါ။ ရှုပ်ထွေးသောပုံသဏ္ဍာန်များနှင့် နံရံအထူတွင် ကြီးမားသောကွာခြားချက်များရှိသော workpieces များအတွက်၊ quenching deformation and cracking ကိုလျှော့ချရန်အတွက်၊ တစ်ခါတစ်ရံတွင် ရေအပူချိန်ကို 80 ℃အထိ တိုးမြှင့်နိုင်ပါသည်။ သို့သော်လည်း quenching tank ၏ ရေအပူချိန် တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ပစ္စည်း၏ ခိုင်ခံ့မှုနှင့် ချေးခံနိုင်ရည်များလည်း လျော့နည်းသွားကြောင်း ထောက်ပြရပါမည်။

၃။အိုမင်းခြင်း။

3.1 သက်ကြီးရွယ်အိုများအတွင်း အဖွဲ့အစည်းဆိုင်ရာ အသွင်ကူးပြောင်းမှုနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်ပြောင်းလဲမှုများ

quenching ဖြင့်ရရှိသော supersaturated α အစိုင်အခဲပျော်ရည်သည် မတည်မငြိမ်ဖွဲ့စည်းမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ အပူပေးသောအခါ ပြိုကွဲပြီး မျှခြေဖွဲ့စည်းပုံအဖြစ် ပြောင်းလဲသွားမည်ဖြစ်သည်။ ဥပမာအနေဖြင့် Al-4Cu အလွိုင်းကို ယူ၍ ၎င်း၏ မျှခြေဖွဲ့စည်းပုံမှာ α+CuAl2 (θ အဆင့်) ဖြစ်သင့်သည်။ single-phase supersaturated α အစိုင်အခဲဖြေရှင်းချက်သည် အိုမင်းရင့်ရော်မှုအတွက် အပူပေးသောအခါ၊ အပူချိန်လုံလောက်စွာမြင့်မားပါက θ အဆင့်သည် တိုက်ရိုက်မိုးရွာလိမ့်မည်။ မဟုတ်ပါက၊ ၎င်းကို အဆင့်များအလိုက် ဆောင်ရွက်သွားမည်ဖြစ်ပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ၊ အလယ်အလတ်အကူးအပြောင်းအဆင့်များပြီးနောက်၊ နောက်ဆုံးမျှခြေအဆင့် CuAl2 သို့ ရောက်ရှိနိုင်သည်။ အောက်ဖော်ပြပါပုံသည် Al-Cu သတ္တုစပ်၏ အိုမင်းရင့်ရော်မှုဖြစ်စဉ်အတွင်း မိုးရွာသွန်းသည့်အဆင့်တစ်ခုစီ၏ ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံလက္ခဏာများကို သရုပ်ဖော်ထားသည်။ ပုံတစ်။ မီးမငြိမ်းသောအခြေအနေရှိ သလင်းခဲပြားဖွဲ့စည်းပုံဖြစ်သည်။ ဤအချိန်တွင်၊ ၎င်းသည် single-phase α supersaturated အစိုင်အခဲဖြေရှင်းချက်ဖြစ်ပြီး ကြေးနီအက်တမ်များ (အနက်ရောင်အစက်များ) ကို အလူမီနီယံ (အဖြူအစက်များ) matrix ရာဇမတ်ကွက်များတွင် အညီအမျှ ခွဲဝေပေးပါသည်။ ပုံ b ။ မိုးရွာသွန်းမှုအစောပိုင်းအဆင့်တွင် ရာဇမတ်ကွက်ဖွဲ့စည်းပုံကို ပြသသည်။ ကြေးနီအက်တမ်များသည် GP area ဟုခေါ်သော Guinier-Preston ဧရိယာကို ဖွဲ့စည်းရန် matrix ရာဇမတ်ကွက်များ၏ အချို့သောနေရာများတွင် စတင်အာရုံစူးစိုက်လာသည်။ GP ဇုန်သည် အလွန်သေးငယ်ပြီး အဝိုင်းပုံသဏ္ဍာန်ရှိပြီး အချင်း 5~10μm နှင့် အထူ 0.4~0.6nm ရှိသည်။ matrix ရှိ GP ဇုန်များ၏ အရေအတွက်သည် အလွန်ကြီးမားပြီး ဖြန့်ဖြူးမှုသိပ်သည်းဆသည် 10¹⁷~10¹⁸cm-³ အထိ ရောက်ရှိနိုင်သည်။ GP zone ၏ crystal structure သည် matrix နှင့်အတူတူပင်ဖြစ်ပြီး နှစ်ခုလုံးသည် face-centered cubic ဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် matrix နှင့် coherent interface ကိုထိန်းသိမ်းထားသည်။ သို့ရာတွင်၊ ကြေးနီအက်တမ်များ၏ အရွယ်အစားသည် အလူမီနီယမ်အက်တမ်များထက် သေးငယ်သောကြောင့်၊ ကြေးနီအက်တမ်များ ကြွယ်ဝလာခြင်းကြောင့် ထိုဒေသအနီးရှိ သလင်းကျောက်ပြားများကို ကျုံ့သွားစေပြီး ကွက်တိပ်ပုံပျက်ခြင်းကို ဖြစ်စေသည်။

အိုမင်းချိန်တွင် Al-Cu သတ္တုစပ်၏ ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံ ပြောင်းလဲခြင်း၏ ဇယားကွက်

ပုံတစ်။ မီးငြိမ်းသည့်အခြေအနေ၊ အဆင့်တစ်ဆင့် α အစိုင်အခဲဖြေရှင်းချက်၊ ကြေးနီအက်တမ်များ (အနက်ရောင်အစက်များ) ကို အညီအမျှ ဖြန့်ဝေပါသည်။

ပုံ b ။ အိုမင်းခြင်း၏အစောပိုင်းအဆင့်တွင်၊ GP ဇုန်ကိုဖွဲ့စည်းသည်။

ပုံ c။ ဇရာ၏နှောင်းပိုင်းအဆင့်တွင်၊ semi-coherent အသွင်ကူးပြောင်းမှုအဆင့်ကိုဖွဲ့စည်းသည်။

ပုံဃ။ မြင့်မားသော အပူချိန် အိုမင်းခြင်း၊ မိုးရွာခြင်း အချိုးမညီသော အဆင့်

GP zone သည် အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များ အိုမင်းခြင်းဖြစ်စဉ်အတွင်း ပထမဆုံး မိုးရွာသွန်းမှုမဖြစ်ပွားမီ ထုတ်ကုန်ဖြစ်သည်။ အထူးသဖြင့် အိုမင်းရင့်ရော်မှု အပူချိန်ကို တိုးမြှင့်ပေးခြင်းဖြင့် အိုမင်းချိန်ကို တိုးချဲ့ခြင်းသည် အခြားသော အလယ်အလတ်အကူးအပြောင်းအဆင့်များအထိလည်း ဖြစ်လာမည်ဖြစ်သည်။ Al-4Cu သတ္တုစပ်တွင်၊ GP ဇုန်ပြီးနောက် θ” နှင့် θ’ အဆင့်များ ပါ၀င်ပြီး နောက်ဆုံးတွင် မျှခြေအဆင့် CuAl2 ကိုရောက်ရှိခဲ့သည်။ θ” နှင့် θ ' တို့သည် θ အဆင့်၏ အသွင်ကူးပြောင်းရေးအဆင့်များဖြစ်ပြီး၊ ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံမှာ စတုရန်း ရာဇမတ်ကွက်ဖြစ်ပြီး၊ တောက်တောက်စဉ်ဆက်သည် ကွဲပြားသည်။ θ အရွယ်အစားသည် အချင်း 15 ~ 40nm ခန့်ရှိပြီး အထူ 0.8 ~ 2.0nm ရှိသည့် GP zone ထက် ပိုကြီးပါသည်။ ၎င်းသည် matrix နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော မျက်နှာပြင်ကို ဆက်လက်ထိန်းသိမ်းထားသော်လည်း ရာဇမတ်ကွက်ပုံပျက်ခြင်း၏ အတိုင်းအတာမှာ ပိုမိုပြင်းထန်သည်။ θ” အဆင့်မှ θ' အဆင့်သို့ ကူးပြောင်းသောအခါ အရွယ်အစားသည် 20 ~ 600nm အထိ ကြီးထွားလာပြီး အထူသည် 10 ~ 15nm ဖြစ်ကာ ပေါင်းစပ်မျက်နှာပြင်သည် တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း ပျက်စီးသွားကာ Semi-coherent interface တစ်ခုဖြစ်လာသည် ။ ပုံ c တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ဇရာမိုးရွာသွန်းခြင်း၏ နောက်ဆုံးထုတ်ကုန်မှာ မျှခြေအဆင့် 2 θ ဖြစ်သည်၊ ပုံ ဃ တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း အဆက်အစပ်မရှိသော အင်တာဖေ့စ်တစ်ခု ဖြစ်လာသည်။

အထက်ဖော်ပြပါအခြေအနေအရ Al-Cu သတ္တုစပ်၏ ဇရာမိုးရွာသွန်းမှုမှာ αs→α+GP zone →α+θ”→α+θ'→α+θ ဖြစ်သည်။ အိုမင်းမှုတည်ဆောက်ပုံအဆင့်သည် သတ္တုစပ်ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် အိုမင်းရင့်ရော်မှုသတ်မှတ်ချက်အပေါ် မူတည်ပါသည်။ တူညီသောအခြေအနေတွင် သက်တမ်းရင့်ထုတ်ကုန်တစ်ခုထက်ပိုလေ့ရှိပါသည်။ အိုမင်းမှုအပူချိန်မြင့်မားလေ၊ မျှခြေဖွဲ့စည်းပုံနှင့် နီးကပ်လေဖြစ်သည်။

အိုမင်းမှုဖြစ်စဉ်အတွင်း၊ GP zone နှင့် matrix မှ ရွာသွန်းသော အသွင်ကူးပြောင်းရေးအဆင့်သည် သေးငယ်သည်၊ အလွန်ပြန့်နှံ့သွားပြီး အလွယ်တကူ ပုံပျက်မသွားပါ။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ၎င်းတို့သည် မက်ထရစ်၌ ရာဇမတ်ကွက်ပုံပျက်စေပြီး ရွေ့လျားမှုအပေါ် သိသာထင်ရှားသော အဟန့်အတားဖြစ်စေသည့် ဖိစီးမှုအကွက်ကို ဖန်တီးပေးကာ သတ္တုစပ်၏ ပလပ်စတစ်ပုံပျက်ခြင်းကို ခံနိုင်ရည်တိုးလာစေပြီး ၎င်း၏ ကြံ့ခိုင်မှုနှင့် မာကျောမှုကို မြှင့်တင်ပေးသည်။ ဤအိုမင်းရင့်ရော်ခြင်းဖြစ်စဉ်ကို မိုးရွာသွန်းမှု မာကျောခြင်းဟုခေါ်သည်။ အောက်ဖော်ပြပါပုံသည် မျဉ်းကွေးပုံစံဖြင့် quenching and aging treatment လုပ်နေစဉ် Al-4Cu alloy ၏ မာကျောပြောင်းလဲမှုကို သရုပ်ဖော်သည်။ ပုံရှိ အဆင့် I သည် ၎င်း၏ မူလအခြေအနေတွင် သတ္တုစပ်၏ မာကျောမှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။ မတူညီသောပူပြင်းသောလုပ်ဆောင်မှုမှတ်တမ်းများကြောင့်၊ မူလအခြေအနေ၏မာကျောမှုမှာ ယေဘုယျအားဖြင့် HV=30~80 ကွာခြားမည်ဖြစ်သည်။ 500 ℃ တွင် အပူပေးပြီး quenching (အဆင့် II) ပြီးနောက် ကြေးနီအက်တမ်များအားလုံးသည် HV=60 ဖြင့် single-phase supersaturated α အစိုင်အခဲဖြေရှင်းချက်အဖြစ် ဖွဲ့စည်းရန်အတွက် ကြေးနီအက်တမ်များ (HV=30) တွင် နှစ်ဆပိုမိုမာကျောသည်။ ဤသည်မှာ ခိုင်မာသောဖြေရှင်းချက်အားကောင်းခြင်း၏ရလဒ်ဖြစ်သည်။ မီးငြိမ်းပြီးနောက်၊ ၎င်းအား အခန်းအပူချိန်တွင် ထားရှိကာ GP ဇုန်များ စဉ်ဆက်မပြတ်ဖွဲ့စည်းခြင်းကြောင့် သတ္တုစပ်၏ မာကျောမှု ဆက်တိုက်မြင့်တက်လာသည်။ အခန်းအပူချိန်တွင် အိုမင်းရင့်ရော်ခြင်းဖြစ်စဉ်ကို သဘာဝအတိုင်း အိုမင်းခြင်းဟုခေါ်သည်။

ကျွန်ုပ်—မူလအခြေအနေ၊

II—အစိုင်အခဲဖြေရှင်းချက်အခြေအနေ၊

III—သဘာဝအတိုင်း အိုမင်းခြင်း (GP zone);

IVa — 150 ~ 200 ℃ တွင် ဆုတ်ယုတ်ခြင်းကို ကုသခြင်း (GP zone တွင် ပြန်လည်ဖြေရှင်းခြင်း);

IVb—အတုအိုမင်းခြင်း (θ”+θ’ အဆင့်);

V—လွန်ကဲခြင်း (θ”+θ’ အဆင့်)

အဆင့် IV တွင်၊ သတ္တုစပ်သည် အိုမင်းမှုအတွက် 150 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်တွင် အပူပေးထားပြီး မာကျောသည့်အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် သဘာဝအိုမင်းခြင်းထက် ပိုမိုထင်ရှားသည်။ ယခုအချိန်တွင် မိုးရွာသွန်းခြင်းထုတ်ကုန်သည် အဓိကအားဖြင့် θ"အဆင့်ဖြစ်ပြီး Al-Cu သတ္တုစပ်များတွင် အကြီးမားဆုံးအားကောင်းသည့်အကျိုးသက်ရောက်မှုရှိသည်။ အိုမင်းမှုအပူချိန်ပိုမိုတိုးလာပါက θ"အဆင့်မှ θ'အဆင့်သို့ မိုးရွာသည့်အဆင့်၊ မာကျောမှုအားနည်းသွားကာ မာကျောမှုလျော့နည်းသွားကာ အဆင့် V သို့ဝင်ရောက်မည်ဖြစ်သည်။ အိုမင်းမှုပုံစံ၊ IV ဟုခေါ်သော အပူနှင့် အတုအဆင့်သို့ လိုအပ်သော အိုမင်းမှုဆိုင်ရာ ကုသမှုမှန်သမျှသည် အကယ်၍ မာကျောမှုသည် အိုမင်းပြီးနောက် အလွိုင်း၏ အမြင့်ဆုံး မာကျောမှုတန်ဖိုးသို့ ရောက်ရှိပါက (ဆိုလိုသည်မှာ အဆင့် IVb)၊ ဤအိုမင်းခြင်းကို peak aging ဟုခေါ်သည်။ အထွတ်အထိပ် မာကျောမှုတန်ဖိုးကို မပြည့်မီပါက၊ ၎င်းကို အသက်မပြည့်မီ သို့မဟုတ် မပြည့်စုံသော အတုအိုမင်းမှုဟုခေါ်သည်။ အထွတ်အထိပ်တန်ဖိုးကို ဖြတ်ကျော်ပြီး မာကျောမှု လျော့နည်းသွားပါက အိုမင်းရင့်ရော်ခြင်းဟု ခေါ်သည်။ Stabilization aging ကုသမှုသည် အိုမင်းရင့်ရော်ခြင်းကိုလည်း ပိုင်ဆိုင်သည်။ သဘာဝအရ အိုမင်းချိန်တွင် ဖြစ်ပေါ်လာသော GP ဇုန်သည် အလွန်မတည်ငြိမ်ပါ။ 200°C ခန့် ကဲ့သို့သော မြင့်မားသော အပူချိန်သို့ လျင်မြန်စွာ အပူပေးပြီး အချိန်တိုအတွင်း ပူနွေးလာသောအခါ၊ GP zone သည် α အစိုင်အခဲဖြေရှင်းချက်သို့ ပြန်ပျော်သွားလိမ့်မည်။ θ” သို့မဟုတ် θ’ precipitate ကဲ့သို့သော အခြားသော အကူးအပြောင်းအဆင့်များ မတိုင်မီ လျင်မြန်စွာ အေးသွားပါက၊ အလွိုင်းသည် ၎င်း၏ မူလမီးငြိမ်းသည့် အခြေအနေသို့ ပြန်လည်ရောက်ရှိသွားနိုင်ပါသည်။ ဤဖြစ်စဉ်ကို “ဆုတ်ယုတ်ခြင်း” ဟုခေါ်သည်၊ ၎င်းသည် ပုံရှိ အဆင့် IVa တွင် အစက်ချထားသော အစက်ဖြင့် ညွှန်ပြထားသော မာကျောမှု ကျဆင်းသွားပါသည်။ ပြန်လည်စတင်လာသော အလူမီနီယမ်သတ္တုစပ်သည် ပြန်လည်စတင်ရန် ခက်ခဲနေဆဲဖြစ်သည်။

Age hardening သည် အပူ-ကုသနိုင်သော အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များကို တီထွင်ရန်အတွက် အခြေခံဖြစ်ပြီး ၎င်း၏အသက်အရွယ် မာကျောနိုင်စွမ်းသည် သတ္တုစပ်ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် အပူကုသမှုစနစ်တို့နှင့် တိုက်ရိုက်သက်ဆိုင်ပါသည်။ Al-Si နှင့် Al-Mn binary alloys များသည် equilibrium phase သည် အိုမင်းမှုဖြစ်စဉ်အတွင်း တိုက်ရိုက်မိုးရွာသွန်းပြီး အပူ-ကုသနိုင်သော အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များဖြစ်သောကြောင့် မိုးရွာသွန်းမှု တင်းမာသည့်အကျိုးသက်ရောက်မှုမရှိပါ။ Al-Mg သတ္တုစပ်များသည် GP ဇုန်များနှင့် အကူးအပြောင်းအဆင့် β' ကို ဖွဲ့စည်းနိုင်သော်လည်း ၎င်းတို့တွင် မဂ္ဂနီဆီယမ် မြင့်မားသောသတ္တုစပ်များတွင် မိုးရွာသွန်းနိုင်မှုအချို့သာရှိသည်။ Al-Cu၊ Al-Cu-Mg၊ Al-Mg-Si နှင့် Al-Zn-Mg-Cu သတ္တုစပ်များသည် ၎င်းတို့၏ GP ဇုန်များနှင့် အသွင်ကူးပြောင်းမှုအဆင့်များတွင် မိုးရွာသွန်းမှုကို ခိုင်မာစေပြီး လက်ရှိတွင် အပူကုသ၍ အားကောင်းနိုင်သည့် အဓိကသတ္တုစပ်စနစ်များဖြစ်သည်။

၃.၂ သဘာဝ အိုမင်းခြင်း။

ယေဘူယျအားဖြင့် အပူကုသမှုဖြင့် ခိုင်ခံ့အောင်ပြုလုပ်နိုင်သော အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များသည် မီးငြိမ်းပြီးနောက် သဘာဝအတိုင်း အိုမင်းရင့်ရော်သောအကျိုးသက်ရောက်မှုရှိသည်။ သဘာဝအတိုင်း အိုမင်းရင့်ရော်မှုကို GP zone ကြောင့်ဖြစ်စေသည်။ သဘာဝအရ အိုမင်းခြင်းကို Al-Cu နှင့် Al-Cu-Mg သတ္တုစပ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုသည်။ Al-Zn-Mg-Cu သတ္တုစပ်များ၏ သဘာဝအတိုင်း အိုမင်းရင့်ရော်မှုသည် တာရှည်ခံပြီး တည်ငြိမ်သောအဆင့်သို့ရောက်ရန် လပေါင်းများစွာ ကြာတတ်သောကြောင့် သဘာဝအိုမင်းမှုစနစ်ကို အသုံးမပြုပါ။

အတုအိုမင်းမှုနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက သဘာဝအတိုင်း အိုမင်းပြီးနောက် အလွိုင်း၏ အထွက်နှုန်းသည် နိမ့်သော်လည်း ပလတ်စတစ်နှင့် ခိုင်ခံ့မှုမှာ ပိုကောင်းပြီး ချေးခံနိုင်ရည်လည်း ပိုမြင့်ပါသည်။ Al-Zn-Mg-Cu စနစ်၏ အလွန်မာကျောသော အလူမီနီယံ၏ အခြေအနေသည် အနည်းငယ် ကွဲပြားသည်။ အတုအိုမင်းပြီးနောက် ချေးခံနိုင်ရည်သည် သဘာဝအတိုင်း အိုမင်းပြီးနောက်ထက် ပိုကောင်းလေ့ရှိသည်။

3.3 အတုအိုမင်းခြင်း။

အတုအိုမင်းခြင်းကို ကုသပြီးနောက်၊ အလူမီနီယမ်သတ္တုစပ်များသည် အမြင့်ဆုံးအထွက်နှုန်း (အဓိကအားဖြင့် အကူးအပြောင်းအဆင့်အားကောင်းခြင်း) နှင့် အဖွဲ့အစည်းဆိုင်ရာ တည်ငြိမ်မှုကို မကြာခဏရရှိနိုင်ပါသည်။ စူပါမာကျောသော အလူမီနီယမ်၊ အတုလုပ်ထားသော အလူမီနီယမ်နှင့် သွန်းအလူမီနီယံတို့သည် အဓိကအားဖြင့် အတုအယောင်ခေတ်ဖြစ်သည်။ အိုမင်းရင့်ရော်မှု အပူချိန်နှင့် သက်တမ်းရင့်ချိန်တို့သည် သတ္တုစပ်ဂုဏ်သတ္တိများပေါ်တွင် အရေးကြီးသော လွှမ်းမိုးမှုရှိသည်။ အသက်ကြီးခြင်း၏အပူချိန်သည် အများအားဖြင့် 120 ~ 190 ℃ကြားရှိပြီး အိုမင်းချိန်သည် 24 နာရီထက်မပိုပါ။

အဆင့်တစ်ဆင့်အတု အိုမင်းခြင်းအပြင်၊ အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များသည် အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော အတုအိုမင်းမှုစနစ်ကိုလည်း ကျင့်သုံးနိုင်သည်။ ဆိုလိုသည်မှာ၊ မတူညီသောအပူချိန်တွင် နှစ်ကြိမ် သို့မဟုတ် ထို့ထက်ပို၍ အပူပေးခြင်းကို လုပ်ဆောင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ LC4 သတ္တုစပ်သည် 115 ~ 125 ℃ 2 ~ 4 နာရီကြာပြီးနောက် 160 ~ 170 ℃ တွင် 3 ~ 5 နာရီကြာနိုင်သည်။ တဖြည်းဖြည်း အိုမင်းခြင်းသည် အချိန်ကို သိသိသာသာ တိုစေရုံသာမက Al-Zn-Mg နှင့် Al-Zn-Mg-Cu သတ္တုစပ်များ၏ အသေးစားဖွဲ့စည်းပုံကိုလည်း မြှင့်တင်ပေးကာ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို အခြေခံအားဖြင့် လျှော့ချခြင်းမရှိဘဲ stress corrosion resistance၊ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှုနှင့် အရိုးကျိုးခြင်းတို့ကို သိသိသာသာ တိုးတက်စေသည်။