(1) Nodweddion aloion alwminiwm cyfres 7xxx
Mae aloion alwminiwm cyfres 7XXx yn aloion alwminiwm gyda Zn fel y brif elfen aloi ac yn aloion alwminiwm y gellir eu trin â gwres. Pan ychwanegir Mg at yr aloi, mae'n dod yn aloi Al-Zn-Mg. Mae gan yr aloi briodweddau dadffurfiad thermol da ac ystod diffodd eang. O dan amodau triniaeth wres priodol, gall gael cryfder uchel ac eiddo weldio da. Yn gyffredinol mae ganddo ymwrthedd cyrydiad da a thueddiad penodol i straen cyrydiad. Mae'n aloi alwminiwm weldadwy cryfder uchel. Datblygir aloi Al-Zn-Mg-Cu ar sail aloi Al-Zn-Mg trwy ychwanegu Cu. Mae ei gryfder yn uwch na chryfder aloion alwminiwm cyfres 2X. Fe'i gelwir yn gyffredinol yn aloi alwminiwm cryfder uwch-uchel. Mae cryfder cynnyrch yr aloi yn agos at y cryfder tynnol, mae'r gymhareb cryfder cynnyrch yn uchel, ac mae'r cryfder penodol hefyd yn uchel, ond mae'r plastigrwydd a'r cryfder tymheredd uchel yn isel. Mae'n addas ar gyfer rhannau strwythurol cynnal llwyth a ddefnyddir ar dymheredd ystafell ac o dan 120 gradd. Mae'r aloi yn hawdd i'w brosesu ac mae ganddo ymwrthedd cyrydiad da a chaledwch uchel. Defnyddir y gyfres hon o aloion yn eang ym meysydd hedfan ac awyrofod, ac maent wedi dod yn un o'r deunyddiau strwythurol pwysicaf yn y maes hwn.
(2) Elfennau aloi ac elfennau amhuredd a'u swyddogaethau
① Al-Zn-Mg aloi Zn a Mg yw'r prif elfennau aloi yn aloi Al-Zn-Mg, ac yn gyffredinol nid yw eu cynnwys yn fwy na 7.5%.
Zn a Mg: Wrth i gynnwys Zn a Mg yn yr aloi gynyddu, mae ei gryfder tynnol a'i effaith triniaeth wres yn gyffredinol yn cynyddu yn unol â hynny. Mae tueddiad cyrydiad straen yr aloi yn gysylltiedig â swm cynnwys Zn a Mg. Ar gyfer aloion â Mg uchel ac Zn isel neu Zn uchel a Mg isel, cyn belled nad yw swm y cynnwys Zn a Mg yn fwy na 7%, mae gan yr aloi ymwrthedd cyrydiad straen da. Mae tueddiad crac weldio yr aloi yn lleihau gyda chynnydd y cynnwys Mg.
Mae symiau hybrin o elfennau ychwanegol mewn aloion Al-Zn-Mg yn cynnwys Mn, Cr, Cu, Zr a Ti, ac mae'r prif amhureddau'n cynnwys Fe a Si.
Mn a Cr: Gall ychwanegu Mn a Cr wella ymwrthedd cyrydiad straen yr aloi. Y cynnwys Mn yw 0.2%~
Ar {{0}}.4%, mae'r effaith yn arwyddocaol. Mae effaith ychwanegu Cr yn fwy nag ychwanegu Mn. Os ychwanegir Mn a Cr ar yr un pryd, bydd effaith lleihau tueddiad cyrydiad straen yn well. Y swm priodol o Cr a ychwanegwyd yw 0.1%~0.2%.
Zr: Gall Zr wella weldadwyedd aloion A{{{{0}}Zn-Mg yn sylweddol. Pan fydd 0.2% Zr yn cael ei ychwanegu at AlZn5Mg3Cu0.35Cr0.35 aloi, mae craciau weldio yn cael eu lleihau'n sylweddol. Gall Zr hefyd gynyddu tymheredd ail-grisialu terfynol yr aloi. Yn yr aloi AlZn4.5Mg1.8Mn0.6, pan fo'r cynnwys Zr yn uwch na 0.2%, mae tymheredd ail-grisialu terfynol yr aloi yn uwch na 500 gradd. Felly, mae'r deunydd yn dal i gadw ei gryfder ar ôl diffodd. Meinwe anffurfiedig. Gall ychwanegu 0.1% i 0.2% Zr i aloion Al-Zn-Mg sy'n cynnwys Mn hefyd wella ymwrthedd cyrydiad straen yr aloi, ond mae Zr yn cael effaith is na Cr.
Ti: Gall ychwanegu Ti at yr aloi fireinio maint grawn yr aloi yn y cyflwr cast a gwella weldadwyedd yr aloi, ond mae ei effaith yn is na Zr. Os ychwanegir Ti a Zr ar yr un pryd, mae'r effaith yn well. Yn yr aloi AlZn5Mg3Cr0.3Cu0.3 gyda chynnwys Ti o 0.12%, pan fydd y cynnwys Zr yn fwy na 0.15%, mae gan yr aloi da weldability a elongation, a gall gyflawni'r un effaith â pan fydd mwy na 0.2% Zr yn cael ei ychwanegu yn unig. Gall Ti hefyd gynyddu tymheredd ailgrisialu'r aloi.
Cu: Gall ychwanegu swm bach o Cu i aloion Al-Zn-Mg wella ymwrthedd cyrydiad straen a chryfder tynnol. Fodd bynnag, mae weldadwyedd yr aloi yn cael ei leihau.
Fe: Gall Fe leihau ymwrthedd cyrydiad yr aloi a phriodweddau mecanyddol, yn enwedig ar gyfer aloion â chynnwys Mn uchel. Felly, dylai'r cynnwys Fe fod mor isel â phosib, a dylai ei gynnwys gael ei gyfyngu i lai na 0.3%.
Si: Gall Si leihau cryfder yr aloi, lleihau'r perfformiad plygu ychydig, a chynyddu tueddiad craciau weldio. Dylai cynnwys Si yn yr aloi gael ei gyfyngu i lai na 0.3%.
② Aloi Al-Zn-Mg-Cu Mae aloi Al-Zn-Mg-Cu yn aloi y gellir ei drin â gwres. Y prif elfennau cryfhau yw Zn a Mg. Mae gan Cu hefyd effaith gryfhau benodol, ond ei brif swyddogaeth yw gwella ymwrthedd cyrydiad y deunydd.
Zn a Mg: Zn a Mg yw'r prif elfennau cryfhau. Pan fyddant yn cydfodoli, byddant yn ffurfio cyfnodau η (MgZn2) a T (Al2Mg2Zn3). Mae gan y cyfnod η a'r cyfnod T hydoddedd mawr mewn AI ac maent yn newid yn ddramatig gyda chynnydd a chwymp tymheredd. Hydoddedd MgZn₂ ar y tymheredd ewtectig yw 28%, sy'n cael ei ostwng i 4% ~ 5% ar dymheredd ystafell. Mae ganddo effaith cryfhau heneiddio cryf. Gall y cynnydd mewn cynnwys Zn a Mg wella cryfder a chaledwch yn fawr, ond bydd yn lleihau plastigrwydd, ymwrthedd cyrydiad straen a chaledwch torri asgwrn.
Cu: Pan fo Zn / Mg yn fwy na 2.2 a'r cynnwys Cu yn fwy na Mg, gall Cu ac elfennau eraill gynhyrchu cyfnod S (CuMgAlz) wedi'i gryfhau i gynyddu cryfder yr aloi, ond yn yr achos arall, mae posibilrwydd y bodolaeth y cyfnod S yn fach iawn. Gall Cu leihau'r gwahaniaeth posibl rhwng y ffin grawn a'r intragranular, a gall hefyd newid y strwythur cyfnod gwaddod a mireinio'r ffin grawn cyfnod gwaddod, ond nid yw'n cael fawr o effaith ar lled y ffin grawn parth di-dyodiad. Gall atal y duedd o gracio rhyng-gronynnog, a thrwy hynny wella ymwrthedd cyrydiad straen yr aloi. Fodd bynnag, pan fo'r cynnwys Cu yn fwy na 3%, mae ymwrthedd cyrydiad yr aloi yn dirywio. Gall Cu gynyddu supersaturation yr aloi, cyflymu'r broses heneiddio artiffisial yr aloi rhwng 100 a 200 gradd C, ehangu ystod tymheredd sefydlog y parth meddyg teulu, a gwella cryfder tynnol, plastigrwydd a chryfder blinder. Yn yr ystod lle nad yw'r cynnwys Cu yn rhy uchel, cynyddir y gwrthiant blinder straen cylchol a chaledwch torri asgwrn gyda chynnydd y cynnwys Cu, ac mae cyfradd twf crac yn cael ei leihau yn y cyfrwng cyrydol, ond mae gan ychwanegu Cu dueddiad. i gynhyrchu cyrydiad intergranular a chorydiad tyllu. Mae effaith Cu ar wydnwch torri asgwrn yn gysylltiedig â'r gymhareb Zn/Mg. Pan fo'r gymhareb yn fach, po uchaf yw'r cynnwys Cu, y gwaethaf yw'r caledwch; pan fo'r gymhareb yn fawr, hyd yn oed os yw'r cynnwys Cu yn uchel, mae'r caledwch yn dal yn dda iawn.
Mae yna hefyd ychydig bach o elfennau hybrin fel Mn, Cr, Zr, V, Ti, B yn yr aloi. Mae Fe a Si yn amhureddau niweidiol yn yr aloi, ac mae eu rhyngweithiadau fel a ganlyn.
Mn, Cr: Mae ychwanegu ychydig bach o elfennau pontio megis Mn a Cr yn cael effaith sylweddol ar strwythur a phriodweddau'r aloi. Gall yr elfennau hyn gynhyrchu gronynnau gwasgaredig yn ystod anelio homogeneiddio'r ingot, atal ymfudiad dadleoliadau a ffiniau grawn, a thrwy hynny gynyddu'r tymheredd ail-grisialu, atal twf grawn yn effeithiol, mireinio grawn, a sicrhau bod y strwythur yn parhau i fod heb ei ail-grisialu neu wedi'i ailgrisialu'n rhannol ar ôl gweithio poeth a thriniaeth wres, fel bod y cryfder yn cael ei wella tra'n cael gwell ymwrthedd cyrydiad straen. O ran gwella ymwrthedd cyrydiad straen, mae ychwanegu Cr yn well nag ychwanegu Mn.
Zr: Yn ddiweddar, bu tuedd i ddisodli Cr a Mn â Zr. Gall Zr gynyddu tymheredd ailgrisialu'r aloi yn fawr. P'un a yw'n anffurfiad poeth neu'n anffurfiad oer, gellir cael strwythur heb ei ail-grisialu ar ôl triniaeth wres. Gall Zr hefyd wella caledwch yr aloi, weldadwyedd, caledwch torri asgwrn, ymwrthedd cyrydiad straen, ac ati. Mae Zr yn elfen ychwanegyn hybrin addawol iawn mewn aloion Al-Zn-Mg-Cu.
Ti a B: Gall Ti a B fireinio grawn yr aloi yn y cyflwr cast a chynyddu tymheredd ailgrisialu'r aloi.
Fe a Si: Mae Fe a Si yn amhureddau niweidiol na ellir eu hosgoi mewn aloion alwminiwm 7XxX, sy'n dod yn bennaf o ddeunyddiau crai, yn ogystal ag offer a chyfarpar a ddefnyddir mewn mwyndoddi a chastio. Y mae yr amhureddau hyn yn benaf yn y ffurf o FeAl caled a brau : a Si rhydd. Gall yr amhureddau hyn hefyd ffurfio cyfansoddion bras fel (FeMn)Als, (FeMn)Si2Als, Al(FeMnCr) gyda Mn a Cr. Mae gan FeAl3 yr effaith o fireinio grawn, ond mae'n cael mwy o effaith ar ymwrthedd cyrydiad. Wrth i gynnwys y cyfnod anhydawdd gynyddu, mae ffracsiwn cyfaint y cyfnod anhydawdd hefyd yn cynyddu. Bydd yr ail gamau anhydawdd hyn yn torri ac yn ymestyn yn ystod anffurfiad, gan arwain at strwythur bandiog, a threfnir y gronynnau mewn llinell syth ar hyd y cyfeiriad anffurfio. Gan fod y gronynnau amhuredd yn cael eu dosbarthu y tu mewn i'r grawn neu ar y ffiniau grawn, yn ystod dadffurfiad plastig, mae mandyllau yn digwydd ar rai ffiniau matrics gronynnau, gan arwain at ficrocraciau, sy'n dod yn darddiad craciau macro. Yn ogystal, mae ganddo ddylanwad mawr ar gyfradd twf craciau blinder. Mae ganddo effaith benodol o leihau plastigrwydd lleol yn ystod dinistrio. Mae'r cynnydd yn nifer yr amhureddau yn byrhau'r pellter rhwng gronynnau, a thrwy hynny leihau hylifedd dadffurfiad plastig o amgylch blaen y crac. Oherwydd bod y cyfnod sy'n cynnwys Fe a Si yn anodd ei doddi ar dymheredd yr ystafell, mae'n chwarae rhan o hollt ac yn dod yn ffynhonnell grac yn hawdd, gan achosi i'r deunydd dorri, sy'n cael effaith andwyol iawn ar yr elongation, yn enwedig caledwch torri asgwrn y aloi. Felly, wrth ddylunio a chynhyrchu aloion newydd, mae cynnwys Fe a Si yn cael ei reoli'n llym. Yn ogystal â defnyddio deunyddiau crai metel purdeb uchel, cymerir rhai mesurau hefyd yn ystod y broses toddi a chastio i atal y ddwy elfen hyn rhag cymysgu i'r aloi.