அலுமினிய உலோகக் கலவைகளின் வெப்ப சிகிச்சையின் அடிப்படை வகைகள்

அனீலிங் மற்றும் தணித்தல் மற்றும் வயதானது ஆகியவை அலுமினிய உலோகக் கலவைகளின் அடிப்படை வெப்ப சிகிச்சை வகைகளாகும். அனீலிங் என்பது ஒரு மென்மையாக்கும் சிகிச்சையாகும், இதன் நோக்கம் கலவை மற்றும் கட்டமைப்பில் அலாய் சீரானதாகவும் நிலையானதாகவும் மாற்றுவது, வேலை கடினப்படுத்துதலை நீக்குவது மற்றும் அலாய்வின் பிளாஸ்டிசிட்டியை மீட்டெடுப்பதாகும். தணித்தல் மற்றும் வயதானது என்பது வலுப்படுத்தும் வெப்ப சிகிச்சையாகும், இதன் நோக்கம் அலாய் வலிமையை மேம்படுத்துவதாகும், மேலும் இது முக்கியமாக வெப்ப சிகிச்சை மூலம் பலப்படுத்தக்கூடிய அலுமினிய உலோகக் கலவைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

1 அனீலிங்

வெவ்வேறு உற்பத்தித் தேவைகளின்படி, அலுமினிய அலாய் அனீலிங் பல வடிவங்களாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது: இங்காட் ஹோமோஜெனரைசேஷன் அனீலிங், பில்லட் அனீலிங், இடைநிலை அனீலிங் மற்றும் முடிக்கப்பட்ட தயாரிப்பு அனீலிங்.

1.1 இங்காட் ஒருமைப்படுத்தல் அனீலிங்

விரைவான ஒடுக்கம் மற்றும் சமநிலையற்ற படிகமயமாக்கல் நிலைமைகளின் கீழ், இங்காட் சீரற்ற கலவை மற்றும் அமைப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், மேலும் அதிக உள் அழுத்தத்தையும் கொண்டிருக்க வேண்டும். இந்த சூழ்நிலையை மாற்றவும், இங்காட்டின் சூடான வேலை செய்யும் செயலாக்கத்தை மேம்படுத்தவும், பொதுவாக ஒரே மாதிரியான அனீலிங் தேவைப்படுகிறது.

அணு பரவலை ஊக்குவிக்க, ஒருமைப்பாட்டு அனீலிங்கிற்கு அதிக வெப்பநிலை தேர்ந்தெடுக்கப்பட வேண்டும், ஆனால் அது அலாய்வின் குறைந்த உருகுநிலை யூடெக்டிக் உருகுநிலையை விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது. பொதுவாக, ஒருமைப்பாட்டு அனீலிங் வெப்பநிலை உருகுநிலையை விட 5~40℃ குறைவாக இருக்கும், மேலும் அனீலிங் நேரம் பெரும்பாலும் 12~24h க்கு இடையில் இருக்கும்.

1.2 பில்லட் அனீலிங்

பில்லட் அனீலிங் என்பது அழுத்த செயலாக்கத்தின் போது முதல் குளிர் சிதைவுக்கு முன் செய்யப்படும் அனீலிங்கைக் குறிக்கிறது. பில்லட் ஒரு சீரான கட்டமைப்பைப் பெறவும் அதிகபட்ச பிளாஸ்டிக் சிதைவு திறனைக் கொண்டிருக்கவும் செய்வதே இதன் நோக்கமாகும். எடுத்துக்காட்டாக, சூடான-உருட்டப்பட்ட அலுமினிய அலாய் ஸ்லாப்பின் உருளும் முனை வெப்பநிலை 280~330℃ ஆகும். அறை வெப்பநிலையில் விரைவான குளிர்ச்சிக்குப் பிறகு, வேலை கடினப்படுத்துதல் நிகழ்வை முற்றிலுமாக அகற்ற முடியாது. குறிப்பாக, வெப்பத்தால் சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட வலுவூட்டப்பட்ட அலுமினிய உலோகக் கலவைகளுக்கு, விரைவான குளிர்ச்சிக்குப் பிறகு, மறுபடிகமாக்கல் செயல்முறை முடிவடையவில்லை, மேலும் சூப்பர்சாச்சுரேட்டட் திடக் கரைசல் முழுமையாக சிதைக்கப்படவில்லை, மேலும் வேலை கடினப்படுத்துதல் மற்றும் தணிக்கும் விளைவின் ஒரு பகுதி இன்னும் தக்கவைக்கப்படுகிறது. அனீலிங் இல்லாமல் நேரடியாக குளிர் உருட்டுவது கடினம், எனவே பில்லெட் அனீலிங் தேவைப்படுகிறது. LF3 போன்ற வெப்ப-சிகிச்சை செய்யப்படாத வலுவூட்டப்பட்ட அலுமினிய உலோகக் கலவைகளுக்கு, அனீலிங் வெப்பநிலை 370~470℃ ஆகும், மேலும் 1.5~2.5 மணிநேரம் சூடாக வைத்திருந்த பிறகு காற்று குளிரூட்டல் செய்யப்படுகிறது. குளிர்-வரையப்பட்ட குழாய் செயலாக்கத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும் பில்லெட் மற்றும் அனீலிங் வெப்பநிலை பொருத்தமானதாக இருக்க வேண்டும், மேலும் மேல் வரம்பு வெப்பநிலையைத் தேர்ந்தெடுக்கலாம். LY11 மற்றும் LY12 போன்ற வெப்ப சிகிச்சை மூலம் வலுப்படுத்தக்கூடிய அலுமினிய உலோகக் கலவைகளுக்கு, பில்லெட் அனீலிங் வெப்பநிலை 390~450℃ ஆகும், இந்த வெப்பநிலையில் 1~3h வைக்கப்பட்டு, பின்னர் உலையில் 270℃க்குக் கீழே 30℃/h க்கு மிகாமல் குளிர்விக்கப்பட்டு, பின்னர் உலையில் இருந்து காற்று மூலம் குளிர்விக்கப்படுகிறது.

1.3 இடைநிலை அனீலிங்

இடைநிலை அனீலிங் என்பது குளிர் சிதைவு செயல்முறைகளுக்கு இடையில் அனீலிங் செய்வதைக் குறிக்கிறது, இதன் நோக்கம் தொடர்ச்சியான குளிர் சிதைவை எளிதாக்குவதற்கு வேலை கடினப்படுத்துதலை நீக்குவதாகும். பொதுவாக, பொருள் அனீல் செய்யப்பட்ட பிறகு, 45~85% குளிர் சிதைவுக்கு உட்பட்ட பிறகு இடைநிலை அனீலிங் இல்லாமல் குளிர் வேலையைத் தொடர்வது கடினமாக இருக்கும்.

இடைநிலை அனீலிங்கின் செயல்முறை அமைப்பு அடிப்படையில் பில்லெட் அனீலிங்கைப் போன்றது. குளிர் சிதைவு பட்டத்தின் தேவைகளின்படி, இடைநிலை அனீலிங்கை மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: முழுமையான அனீலிங் (மொத்த சிதைவு ε≈60~70%), எளிய அனீலிங் (ε≤50%) மற்றும் லேசான அனீலிங் (ε≈30~40%). முதல் இரண்டு அனீலிங் அமைப்புகள் பில்லெட் அனீலிங்கைப் போலவே இருக்கும், மேலும் பிந்தையது 320~350℃ இல் 1.5~2 மணிநேரத்திற்கு சூடாக்கப்பட்டு பின்னர் காற்று குளிரூட்டப்படுகிறது.

1.4. முடிக்கப்பட்ட தயாரிப்பு அனீலிங்

முடிக்கப்பட்ட தயாரிப்பு அனீலிங் என்பது இறுதி வெப்ப சிகிச்சையாகும், இது தயாரிப்பு தொழில்நுட்ப நிலைமைகளின் தேவைகளுக்கு ஏற்ப பொருளுக்கு சில நிறுவன மற்றும் இயந்திர பண்புகளை வழங்குகிறது.

முடிக்கப்பட்ட தயாரிப்பு அனீலிங்கை உயர் வெப்பநிலை அனீலிங் (மென்மையான பொருட்களின் உற்பத்தி) மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலை அனீலிங் (வெவ்வேறு நிலைகளில் அரை-கடின பொருட்களின் உற்பத்தி) என பிரிக்கலாம். உயர் வெப்பநிலை அனீலிங் ஒரு முழுமையான மறுபடிக அமைப்பு மற்றும் நல்ல பிளாஸ்டிசிட்டியைப் பெறுவதை உறுதி செய்ய வேண்டும். பொருள் நல்ல அமைப்பு மற்றும் செயல்திறனைப் பெறுவதை உறுதி செய்யும் நிபந்தனையின் கீழ், வைத்திருக்கும் நேரம் மிக நீண்டதாக இருக்கக்கூடாது. வெப்ப சிகிச்சை மூலம் வலுப்படுத்தக்கூடிய அலுமினிய உலோகக் கலவைகளுக்கு, காற்று குளிரூட்டும் தணிப்பு விளைவைத் தடுக்க, குளிரூட்டும் விகிதத்தை கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும்.

குறைந்த வெப்பநிலை அனீலிங் என்பது அழுத்த நிவாரண அனீலிங் மற்றும் பகுதி மென்மையாக்கும் அனீலிங் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது, இவை முக்கியமாக தூய அனீலிங் மற்றும் வெப்ப சிகிச்சை அல்லாத வலுவூட்டப்பட்ட அலுமினிய உலோகக் கலவைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. குறைந்த வெப்பநிலை அனீலிங் அமைப்பை உருவாக்குவது மிகவும் சிக்கலான பணியாகும், இது அனீலிங் வெப்பநிலை மற்றும் வைத்திருக்கும் நேரத்தைக் கருத்தில் கொள்வது மட்டுமல்லாமல், அசுத்தங்களின் செல்வாக்கு, கலப்பு அளவு, குளிர் சிதைவு, இடைநிலை அனீலிங் வெப்பநிலை மற்றும் சூடான சிதைவு வெப்பநிலை ஆகியவற்றையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். குறைந்த வெப்பநிலை அனீலிங் அமைப்பை உருவாக்க, அனீலிங் வெப்பநிலை மற்றும் இயந்திர பண்புகளுக்கு இடையிலான மாற்ற வளைவை அளவிடுவது அவசியம், பின்னர் தொழில்நுட்ப நிலைமைகளில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள செயல்திறன் குறிகாட்டிகளின்படி அனீலிங் வெப்பநிலை வரம்பை தீர்மானிக்க வேண்டும்.

2 தணித்தல்

அலுமினியக் கலவையின் தணிப்பு கரைசல் சிகிச்சை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது உயர் வெப்பநிலை வெப்பமாக்கல் மூலம் உலோகத்தில் உள்ள இரண்டாவது கட்டத்தில் முடிந்தவரை அதிகமான கலப்பு கூறுகளை திடக் கரைசலில் கரைப்பதாகும், அதைத் தொடர்ந்து இரண்டாவது கட்டத்தின் மழைப்பொழிவைத் தடுக்க விரைவான குளிர்விப்பு, இதன் மூலம் அடுத்த வயதான சிகிச்சைக்கு நன்கு தயாரிக்கப்பட்ட ஒரு சூப்பர்சாச்சுரேட்டட் அலுமினிய அடிப்படையிலான α திடக் கரைசலைப் பெறுகிறது.

ஒரு சூப்பர்சாச்சுரேட்டட் α திடக் கரைசலைப் பெறுவதற்கான அடிப்படை என்னவென்றால், அலுமினியத்தில் உள்ள கலவையில் இரண்டாம் கட்டத்தின் கரைதிறன் வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் கணிசமாக அதிகரிக்க வேண்டும், இல்லையெனில், திடக் கரைசல் சிகிச்சையின் நோக்கத்தை அடைய முடியாது. அலுமினியத்தில் உள்ள பெரும்பாலான கலப்பு கூறுகள் இந்த பண்புடன் ஒரு யூடெக்டிக் கட்ட வரைபடத்தை உருவாக்க முடியும். உதாரணமாக Al-Cu அலாய் எடுத்துக் கொண்டால், யூடெக்டிக் வெப்பநிலை 548℃ ஆகும், மேலும் அலுமினியத்தில் உள்ள தாமிரத்தின் அறை வெப்பநிலை கரைதிறன் 0.1% க்கும் குறைவாக உள்ளது. 548℃ க்கு சூடாக்கப்படும்போது, ​​அதன் கரைதிறன் 5.6% ஆக அதிகரிக்கிறது. எனவே, 5.6% க்கும் குறைவான தாமிரத்தைக் கொண்ட Al-Cu உலோகக் கலவைகள் வெப்ப வெப்பநிலை அதன் கரைசல் கோட்டை மீறிய பிறகு α ஒற்றை கட்டப் பகுதிக்குள் நுழைகின்றன, அதாவது, இரண்டாம் கட்ட CuAl2 மேட்ரிக்ஸில் முழுமையாகக் கரைக்கப்படுகிறது, மேலும் தணித்த பிறகு ஒரு ஒற்றை சூப்பர்சாச்சுரேட்டட் α திடக் கரைசலைப் பெறலாம்.

அலுமினிய உலோகக் கலவைகளுக்கு தணித்தல் என்பது மிக முக்கியமான மற்றும் மிகவும் தேவைப்படும் வெப்ப சிகிச்சை நடவடிக்கையாகும். பொருத்தமான தணிக்கும் வெப்ப வெப்பநிலையைத் தேர்ந்தெடுத்து போதுமான தணிக்கும் குளிரூட்டும் விகிதத்தை உறுதி செய்வதும், உலை வெப்பநிலையை கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்துவதும், தணிக்கும் சிதைவைக் குறைப்பதும் முக்கியமாகும்.

தணிக்கும் வெப்பநிலையைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் கொள்கை, அலுமினியக் கலவை அதிகமாக எரியாமல் அல்லது தானியங்கள் அதிகமாக வளராமல் இருப்பதை உறுதிசெய்து, α திடக் கரைசலின் மிகை நிறைவுறுதலையும், வயதான சிகிச்சைக்குப் பிறகு வலிமையையும் அதிகரிக்கும் வகையில், தணிக்கும் வெப்பமூட்டும் வெப்பநிலையை முடிந்தவரை அதிகரிப்பதாகும். பொதுவாக, அலுமினியக் கலவை வெப்பமூட்டும் உலைக்கு உலை வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு துல்லியம் ±3℃ க்குள் இருக்க வேண்டும், மேலும் உலை வெப்பநிலையின் சீரான தன்மையை உறுதி செய்வதற்காக உலையில் உள்ள காற்று சுற்றுவதற்கு கட்டாயப்படுத்தப்படுகிறது.

அலுமினிய உலோகக் கலவை அதிகமாக எரிவது, உலோகத்திற்குள் உள்ள குறைந்த உருகுநிலை கூறுகள், அதாவது பைனரி அல்லது மல்டி-எலிமென்ட் யூடெக்டிக்ஸ் ஆகியவற்றின் பகுதியளவு உருகுவதால் ஏற்படுகிறது. அதிகமாக எரிவது இயந்திர பண்புகளைக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், உலோகக் கலவையின் அரிப்பு எதிர்ப்பிலும் கடுமையான தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, ஒரு அலுமினிய உலோகக் கலவை அதிகமாக எரிக்கப்பட்டவுடன், அதை அகற்ற முடியாது, மேலும் உலோகக் கலவை தயாரிப்பை அகற்ற வேண்டும். அலுமினிய உலோகக் கலவையின் உண்மையான அதிகமாக எரியும் வெப்பநிலை முக்கியமாக உலோகக் கலவை மற்றும் தூய்மையற்ற உள்ளடக்கத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, மேலும் இது உலோகக் கலவை செயலாக்க நிலையுடன் தொடர்புடையது. பிளாஸ்டிக் சிதைவு செயலாக்கத்திற்கு உட்பட்ட பொருட்களின் அதிகமாக எரியும் வெப்பநிலை வார்ப்புகளை விட அதிகமாக இருக்கும். சிதைவு செயலாக்கம் அதிகமாக இருந்தால், சமநிலையற்ற குறைந்த உருகுநிலை கூறுகள் சூடாக்கப்படும்போது மேட்ரிக்ஸில் கரைவது எளிதாக இருக்கும், எனவே உண்மையான அதிகமாக எரியும் வெப்பநிலை அதிகரிக்கிறது.

அலுமினியக் கலவையின் தணிப்பு போது ஏற்படும் குளிர்விப்பு விகிதம், கலவையின் வயதான வலுப்படுத்தும் திறன் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. LY12 மற்றும் LC4 இன் தணிப்பு செயல்பாட்டின் போது, ​​α திடக் கரைசல் சிதைவடையாமல் இருப்பதை உறுதி செய்வது அவசியம், குறிப்பாக 290~420℃ வெப்பநிலை உணர்திறன் பகுதியில், மேலும் போதுமான அளவு குளிரூட்டும் விகிதம் தேவைப்படுகிறது. பொதுவாக குளிர்விப்பு விகிதம் 50℃/விக்கு மேல் இருக்க வேண்டும் என்றும், LC4 கலவைக்கு, அது 170℃/வி அடைய வேண்டும் அல்லது அதை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும் என்றும் நிர்ணயிக்கப்படுகிறது.

அலுமினிய உலோகக் கலவைகளுக்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் தணிக்கும் ஊடகம் நீர். தணிக்கும் போது குளிர்விக்கும் விகிதம் அதிகமாக இருந்தால், தணிக்கப்பட்ட பொருள் அல்லது பணிப்பொருளின் எஞ்சிய அழுத்தம் மற்றும் எஞ்சிய சிதைவு அதிகமாக இருக்கும் என்பதை உற்பத்தி நடைமுறை காட்டுகிறது. எனவே, எளிய வடிவங்களைக் கொண்ட சிறிய பணிப்பொருளுக்கு, நீர் வெப்பநிலை சற்று குறைவாக இருக்கலாம், பொதுவாக 10~30℃, மேலும் 40℃ ஐ விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது. சிக்கலான வடிவங்கள் மற்றும் சுவர் தடிமனில் பெரிய வேறுபாடுகள் கொண்ட பணிப்பொருளுக்கு, தணிக்கும் சிதைவு மற்றும் விரிசல்களைக் குறைக்க, நீர் வெப்பநிலையை சில நேரங்களில் 80℃ ஆக அதிகரிக்கலாம். இருப்பினும், தணிக்கும் தொட்டியின் நீர் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​பொருளின் வலிமை மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பும் அதற்கேற்ப குறைகிறது என்பதை சுட்டிக்காட்ட வேண்டும்.

3. முதுமை

3.1 வயதான காலத்தில் நிறுவன மாற்றம் மற்றும் செயல்திறன் மாற்றங்கள்

தணிப்பதன் மூலம் பெறப்பட்ட சூப்பர்சாச்சுரேட்டட் α திடக் கரைசல் ஒரு நிலையற்ற அமைப்பாகும். சூடாக்கப்படும்போது, ​​அது சிதைந்து சமநிலை அமைப்பாக மாறும். உதாரணமாக Al-4Cu அலாய் எடுத்துக் கொண்டால், அதன் சமநிலை அமைப்பு α+CuAl2 (θ கட்டம்) ஆக இருக்க வேண்டும். தணித்த பிறகு ஒற்றை-கட்ட சூப்பர்சாச்சுரேட்டட் α திடக் கரைசல் வயதானதற்காக சூடாக்கப்படும்போது, ​​வெப்பநிலை போதுமான அளவு அதிகமாக இருந்தால், θ கட்டம் நேரடியாக வீழ்படிவாக்கப்படும். இல்லையெனில், இது நிலைகளில் மேற்கொள்ளப்படும், அதாவது, சில இடைநிலை மாற்ற நிலைகளுக்குப் பிறகு, இறுதி சமநிலை கட்டம் CuAl2 ஐ அடையலாம். கீழே உள்ள படம் Al-Cu அலாய் வயதான செயல்பாட்டின் போது ஒவ்வொரு வீழ்படிவாக்கல் நிலையின் படிக அமைப்பு பண்புகளை விளக்குகிறது. படம் a. என்பது தணிக்கப்பட்ட நிலையில் உள்ள படிக லட்டு அமைப்பு. இந்த நேரத்தில், இது ஒரு ஒற்றை-கட்ட α சூப்பர்சாச்சுரேட்டட் திடக் கரைசலாகும், மேலும் செப்பு அணுக்கள் (கருப்பு புள்ளிகள்) அலுமினியம் (வெள்ளை புள்ளிகள்) மேட்ரிக்ஸ் லேட்டிஸில் சமமாகவும் சீரற்றதாகவும் விநியோகிக்கப்படுகின்றன. படம் b. மழைப்பொழிவின் ஆரம்ப கட்டத்தில் உள்ள லேட்டிஸ் அமைப்பைக் காட்டுகிறது. மேட்ரிக்ஸ் லேட்டிஸின் சில பகுதிகளில் செப்பு அணுக்கள் குவிந்து, GP பகுதி எனப்படும் கினியர்-பிரஸ்டன் பகுதியை உருவாக்குகின்றன. GP மண்டலம் மிகவும் சிறியதாகவும், வட்டு வடிவமாகவும், சுமார் 5~10μm விட்டம் மற்றும் 0.4~0.6nm தடிமன் கொண்டதாகவும் உள்ளது. மேட்ரிக்ஸில் உள்ள GP மண்டலங்களின் எண்ணிக்கை மிகப் பெரியது, மேலும் விநியோக அடர்த்தி 10¹⁷~10¹⁸cm-³ ஐ அடையலாம். GP மண்டலத்தின் படிக அமைப்பு இன்னும் மேட்ரிக்ஸைப் போலவே உள்ளது, இரண்டும் முகத்தை மையமாகக் கொண்ட கனசதுரமாகும், மேலும் இது மேட்ரிக்ஸுடன் ஒரு ஒத்திசைவான இடைமுகத்தை பராமரிக்கிறது. இருப்பினும், செப்பு அணுக்களின் அளவு அலுமினிய அணுக்களை விட சிறியதாக இருப்பதால், செப்பு அணுக்களின் செறிவூட்டல் பகுதிக்கு அருகிலுள்ள படிக லேட்டிஸை சுருங்கச் செய்யும், இது லட்டு சிதைவை ஏற்படுத்துகிறது.

வயதான காலத்தில் Al-Cu கலவையின் படிக அமைப்பு மாற்றங்களின் திட்ட வரைபடம்.

படம் a. தணிக்கப்பட்ட நிலை, ஒற்றை-கட்ட α திடக் கரைசல், செப்பு அணுக்கள் (கருப்பு புள்ளிகள்) சமமாக விநியோகிக்கப்படுகின்றன;

படம் b. முதுமையின் ஆரம்ப கட்டத்தில், GP மண்டலம் உருவாகிறது;

படம் c. முதுமையின் பிற்பகுதியில், ஒரு அரை-ஒத்திசைவான நிலைமாற்ற கட்டம் உருவாகிறது;

படம் d. அதிக வெப்பநிலை வயதானது, ஒத்திசைவற்ற சமநிலை கட்டத்தின் மழைப்பொழிவு

GP மண்டலம் என்பது அலுமினிய உலோகக் கலவைகளின் வயதான செயல்முறையின் போது தோன்றும் முதல் முன்-மழைப்பொழிவு தயாரிப்பு ஆகும். வயதான நேரத்தை நீட்டிப்பது, குறிப்பாக வயதான வெப்பநிலையை அதிகரிப்பது, பிற இடைநிலை மாற்ற கட்டங்களையும் உருவாக்கும். Al-4Cu அலாய்வில், GP மண்டலத்திற்குப் பிறகு θ” மற்றும் θ' கட்டங்கள் உள்ளன, இறுதியாக சமநிலை கட்டம் CuAl2 அடையும். θ” மற்றும் θ' இரண்டும் θ கட்டத்தின் மாற்ற கட்டங்களாகும், மேலும் படிக அமைப்பு ஒரு சதுர லட்டு ஆகும், ஆனால் லட்டு மாறிலி வேறுபட்டது. θ இன் அளவு GP மண்டலத்தை விட பெரியது, இன்னும் வட்டு வடிவத்தில் உள்ளது, சுமார் 15~40nm விட்டம் மற்றும் 0.8~2.0nm தடிமன் கொண்டது. இது மேட்ரிக்ஸுடன் ஒரு ஒத்திசைவான இடைமுகத்தை தொடர்ந்து பராமரிக்கிறது, ஆனால் லட்டு சிதைவின் அளவு மிகவும் தீவிரமானது. θ” இலிருந்து θ' கட்டத்திற்கு மாறும்போது, ​​அளவு 20~600nm ஆக வளர்ந்துள்ளது, தடிமன் 10~15nm ஆகும், மேலும் ஒத்திசைவான இடைமுகமும் பகுதியளவு அழிக்கப்பட்டு, படம் c இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அரை-ஒத்திசைவான இடைமுகமாக மாறுகிறது. வயதான மழைப்பொழிவின் இறுதி தயாரிப்பு சமநிலை கட்டம் θ (CuAl2) ஆகும், அந்த நேரத்தில் ஒத்திசைவான இடைமுகம் முற்றிலும் அழிக்கப்பட்டு, படம் d இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஒத்திசைவற்ற இடைமுகமாக மாறுகிறது.

மேலே உள்ள சூழ்நிலையின்படி, Al-Cu கலவையின் வயதான வீழ்படிவு வரிசை αs→α+GP மண்டலம்→α+θ”→α+θ'→α+θ ஆகும். வயதான கட்டமைப்பின் நிலை உலோகக் கலவை மற்றும் வயதான விவரக்குறிப்பைப் பொறுத்தது. பெரும்பாலும் ஒரே நிலையில் ஒன்றுக்கும் மேற்பட்ட வயதான பொருட்கள் இருக்கும். வயதான வெப்பநிலை அதிகமாக இருந்தால், சமநிலை அமைப்புக்கு நெருக்கமாக இருக்கும்.

வயதான செயல்முறையின் போது, ​​மேட்ரிக்ஸிலிருந்து வீழ்படிவாக்கப்பட்ட GP மண்டலம் மற்றும் மாற்றம் கட்டம் அளவு சிறியதாகவும், அதிக அளவில் சிதறடிக்கப்பட்டதாகவும், எளிதில் சிதைக்க முடியாததாகவும் இருக்கும். அதே நேரத்தில், அவை மேட்ரிக்ஸில் லேட்டிஸ் சிதைவை ஏற்படுத்துகின்றன மற்றும் ஒரு அழுத்த புலத்தை உருவாக்குகின்றன, இது இடப்பெயர்வுகளின் இயக்கத்தில் குறிப்பிடத்தக்க தடை விளைவைக் கொண்டிருக்கிறது, இதன் மூலம் அலாய் பிளாஸ்டிக் சிதைவுக்கு எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது மற்றும் அதன் வலிமை மற்றும் கடினத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது. இந்த வயதான கடினப்படுத்துதல் நிகழ்வு மழைப்பொழிவு கடினப்படுத்துதல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. கீழே உள்ள படம், வளைவின் வடிவத்தில் தணித்தல் மற்றும் வயதான சிகிச்சையின் போது Al-4Cu அலாய் கடினத்தன்மை மாற்றத்தை விளக்குகிறது. படத்தில் உள்ள நிலை I அதன் அசல் நிலையில் அலாய் கடினத்தன்மையைக் குறிக்கிறது. வெவ்வேறு சூடான வேலை வரலாறுகள் காரணமாக, அசல் நிலையின் கடினத்தன்மை மாறுபடும், பொதுவாக HV=30~80. 500℃ இல் சூடாக்கி தணித்த பிறகு (நிலை II), அனைத்து செப்பு அணுக்களும் மேட்ரிக்ஸில் கரைக்கப்பட்டு HV=60 உடன் ஒற்றை-கட்ட சூப்பர்சாச்சுரேட்டட் α திடக் கரைசலை உருவாக்குகின்றன, இது அனீல் செய்யப்பட்ட நிலையில் (HV=30) கடினத்தன்மையை விட இரண்டு மடங்கு கடினமானது. இது திடக் கரைசல் வலுப்படுத்தலின் விளைவாகும். தணித்த பிறகு, அது அறை வெப்பநிலையில் வைக்கப்படுகிறது, மேலும் GP மண்டலங்களின் தொடர்ச்சியான உருவாக்கம் (நிலை III) காரணமாக அலாய் கடினத்தன்மை தொடர்ந்து அதிகரிக்கிறது. அறை வெப்பநிலையில் இந்த வயதான கடினப்படுத்துதல் செயல்முறை இயற்கையான வயதானது என்று அழைக்கப்படுகிறது.

நான்—மூல நிலை;

II—திடக் கரைசல் நிலை;

III—இயற்கை வயதான (GP மண்டலம்);

IVa—150~200℃ இல் பின்னடைவு சிகிச்சை (GP மண்டலத்தில் மீண்டும் கரைக்கப்பட்டது);

IVb—செயற்கை வயதான (θ”+θ' கட்டம்);

V—அதிகப்படியான வளர்ச்சி (θ”+θ' கட்டம்)

நிலை IV இல், அலாய் வயதானதற்காக 150°C க்கு வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் கடினப்படுத்துதல் விளைவு இயற்கையான வயதானதை விட மிகவும் வெளிப்படையானது. இந்த நேரத்தில், மழைப்பொழிவு தயாரிப்பு முக்கியமாக θ” கட்டமாகும், இது Al-Cu உலோகக் கலவைகளில் மிகப்பெரிய வலுப்படுத்தும் விளைவைக் கொண்டுள்ளது. வயதான வெப்பநிலை மேலும் அதிகரித்தால், மழைப்பொழிவு கட்டம் θ” கட்டத்திலிருந்து θ' கட்டத்திற்கு மாறுகிறது, கடினப்படுத்துதல் விளைவு பலவீனமடைகிறது, மேலும் கடினத்தன்மை குறைந்து, நிலை V இல் நுழைகிறது. செயற்கை வெப்பமாக்கல் தேவைப்படும் எந்தவொரு வயதான சிகிச்சையும் செயற்கை வயதானது என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் IV மற்றும் V நிலைகள் இந்த வகையைச் சேர்ந்தவை. கடினத்தன்மை வயதான பிறகு அலாய் அடையக்கூடிய அதிகபட்ச கடினத்தன்மை மதிப்பை (அதாவது, நிலை IVb) அடைந்தால், இந்த வயதானது உச்ச வயதானது என்று அழைக்கப்படுகிறது. உச்ச கடினத்தன்மை மதிப்பை அடையவில்லை என்றால், அது வயது குறைந்த அல்லது முழுமையற்ற செயற்கை வயதானது என்று அழைக்கப்படுகிறது. உச்ச மதிப்பைக் கடந்து கடினத்தன்மை குறைந்துவிட்டால், அது அதிக வயதானது என்று அழைக்கப்படுகிறது. நிலைப்படுத்தல் வயதான சிகிச்சையும் அதிக வயதானதைச் சேர்ந்தது. இயற்கையான வயதான காலத்தில் உருவாகும் GP மண்டலம் மிகவும் நிலையற்றது. சுமார் 200°C போன்ற அதிக வெப்பநிலைக்கு விரைவாக சூடாக்கப்பட்டு, சிறிது நேரம் சூடாக வைக்கப்படும்போது, ​​GP மண்டலம் α திடக் கரைசலில் மீண்டும் கரைந்துவிடும். θ” அல்லது θ' போன்ற பிற நிலைமாற்ற கட்டங்கள் வீழ்படிவதற்கு முன்பு அது விரைவாக குளிர்விக்கப்பட்டால் (அணைக்கப்பட்டால்), அலாய் அதன் அசல் தணிக்கப்பட்ட நிலைக்கு மீட்டெடுக்கப்படலாம். இந்த நிகழ்வு "பின்னடைவு" என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது படத்தில் நிலை IVa இல் புள்ளியிடப்பட்ட கோட்டால் சுட்டிக்காட்டப்படும் கடினத்தன்மை வீழ்ச்சியாகும். பின்வாங்கப்பட்ட அலுமினிய கலவை இன்னும் அதே வயதான கடினப்படுத்தும் திறனைக் கொண்டுள்ளது.

வெப்ப சிகிச்சை அளிக்கக்கூடிய அலுமினிய உலோகக் கலவைகளை உருவாக்குவதற்கு வயது கடினப்படுத்துதல் அடிப்படையாகும், மேலும் அதன் வயது கடினப்படுத்துதல் திறன் நேரடியாக அலாய் கலவை மற்றும் வெப்ப சிகிச்சை முறையுடன் தொடர்புடையது. Al-Si மற்றும் Al-Mn பைனரி உலோகக் கலவைகள் மழைப்பொழிவு கடினப்படுத்துதல் விளைவைக் கொண்டிருக்கவில்லை, ஏனெனில் சமநிலை கட்டம் வயதான செயல்பாட்டின் போது நேரடியாக வீழ்படிவாக்கப்படுகிறது, மேலும் அவை வெப்ப சிகிச்சை அளிக்க முடியாத அலுமினிய உலோகக் கலவைகளாகும். Al-Mg உலோகக் கலவைகள் GP மண்டலங்கள் மற்றும் நிலைமாற்ற கட்டங்கள் β' ஐ உருவாக்க முடியும் என்றாலும், அவை அதிக மெக்னீசியம் உலோகக் கலவைகளில் குறிப்பிட்ட மழைப்பொழிவு கடினப்படுத்துதல் திறனை மட்டுமே கொண்டுள்ளன. Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Si மற்றும் Al-Zn-Mg-Cu உலோகக் கலவைகள் அவற்றின் GP மண்டலங்கள் மற்றும் நிலைமாற்ற கட்டங்களில் வலுவான மழைப்பொழிவு கடினப்படுத்துதல் திறனைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் தற்போது வெப்ப சிகிச்சை அளிக்கக்கூடிய மற்றும் பலப்படுத்தக்கூடிய முக்கிய அலாய் அமைப்புகளாகும்.

3.2 இயற்கையான முதுமை

பொதுவாக, வெப்ப சிகிச்சை மூலம் வலுப்படுத்தக்கூடிய அலுமினிய உலோகக் கலவைகள் தணித்த பிறகு இயற்கையான வயதான விளைவைக் கொண்டுள்ளன. இயற்கையான வயதான வலுப்படுத்துதல் GP மண்டலத்தால் ஏற்படுகிறது. Al-Cu மற்றும் Al-Cu-Mg உலோகக் கலவைகளில் இயற்கையான வயதானது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. Al-Zn-Mg-Cu உலோகக் கலவைகளின் இயற்கையான வயதானது மிக நீண்ட காலம் நீடிக்கும், மேலும் நிலையான நிலையை அடைய பல மாதங்கள் ஆகும், எனவே இயற்கையான வயதான அமைப்பு பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.

செயற்கை வயதானதை விட, இயற்கையான வயதான பிறகு, கலவையின் மகசூல் வலிமை குறைவாக உள்ளது, ஆனால் பிளாஸ்டிசிட்டி மற்றும் கடினத்தன்மை சிறப்பாக உள்ளது, மேலும் அரிப்பு எதிர்ப்பு அதிகமாக உள்ளது. Al-Zn-Mg-Cu அமைப்பின் சூப்பர்-ஹார்ட் அலுமினியத்தின் நிலைமை சற்று வித்தியாசமானது. செயற்கை வயதான பிறகு அரிப்பு எதிர்ப்பு பெரும்பாலும் இயற்கையான வயதான பிறகு அதை விட சிறப்பாக இருக்கும்.

3.3 செயற்கை முதுமை

செயற்கை வயதான சிகிச்சைக்குப் பிறகு, அலுமினிய உலோகக் கலவைகள் பெரும்பாலும் அதிக மகசூல் வலிமையையும் (முக்கியமாக நிலைமாற்ற கட்ட வலுப்படுத்துதல்) சிறந்த நிறுவன நிலைத்தன்மையையும் பெறலாம். சூப்பர்-ஹார்ட் அலுமினியம், போலி அலுமினியம் மற்றும் வார்ப்பு அலுமினியம் ஆகியவை முக்கியமாக செயற்கையாக வயதானவை. வயதான வெப்பநிலை மற்றும் வயதான நேரம் அலாய் பண்புகளில் ஒரு முக்கிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. வயதான வெப்பநிலை பெரும்பாலும் 120~190℃ க்கு இடையில் இருக்கும், மேலும் வயதான நேரம் 24 மணிநேரத்திற்கு மேல் இருக்காது.

ஒற்றை-நிலை செயற்கை வயதானதைத் தவிர, அலுமினிய உலோகக் கலவைகள் தரப்படுத்தப்பட்ட செயற்கை வயதான முறையைப் பின்பற்றலாம். அதாவது, வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட முறை வெப்பமாக்கல் செய்யப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, LC4 அலாய் 2~4 மணிநேரத்திற்கு 115~125℃ ஆகவும், பின்னர் 3~5 மணிநேரத்திற்கு 160~170℃ ஆகவும் வயதாகலாம். படிப்படியாக வயதானது நேரத்தைக் கணிசமாகக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், Al-Zn-Mg மற்றும் Al-Zn-Mg-Cu உலோகக் கலவைகளின் நுண் கட்டமைப்பையும் மேம்படுத்துகிறது, மேலும் இயந்திர பண்புகளை அடிப்படையில் குறைக்காமல் அழுத்த அரிப்பு எதிர்ப்பு, சோர்வு வலிமை மற்றும் எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மையை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது.