Alüminium ərintiləri. Materialın seçilməsinin əsaslandırılması, onun əsas xüsusiyyətləri Dövlət diaqramı alüminium silisium maqnezium

Ev

İnkişaf 

Sənayedə çirklərin ümumi tərkibində - 0,001-dən 1,0% -ə qədər fərqlənən bir neçə növ alüminium istehsal olunur. Alüminiumdakı əsas təbii çirklər dəmir və silikondur. Alüminium-silikon faza diaqramında (şəkil 55) 577 ° C və 11,7% Si-də evtektik nöqtə var. Bu temperaturda silikonun bərk alüminiumda həll olma qabiliyyəti 1,6% təşkil edir. Temperatur 200°C-ə qədər azaldıqca 0,05%-ə qədər azalır. Alüminium-dəmir faza diaqramı bir neçə ara fazadan ibarət mürəkkəbdir. Ən zəngin alüminium birləşmə FeAl 3-dür. Onunla alüminium arasında 655°C və 1,8% dəmir olan evtektik nöqtə var (şək. 56). Evtektik temperaturda dəmirin bərk alüminiumda həllolma qabiliyyəti 400°C-dən aşağı 0,05%-dir, sıfıra enir. Bu o deməkdir ki, alüminium və dəmirin ikiqat hipoeutektik ərintilərində sonuncu həmişə ya evtektik mənşəli olan və ya bərk məhlulun parçalanması nəticəsində yaranan FeAl 3 fazasının daxilolmaları şəklində çökür. Evtektik çöküntülər qeyri-taraz kristallaşmaya görə 0,05%-dən əhəmiyyətli dərəcədə aşağı dəmir konsentrasiyalarında əmələ gələ bilər.

Həm dəmir, həm də silisium olan alüminiumda binar sistemlər üçün xarakterik olan göstərilən fazalara əlavə olaraq, kompleks üçlü birləşmələr - α-FeAlSi və β-FeAlSi də görünə bilər. Onlar birbaşa kristallaşma zamanı yüksək çirkli məzmunda və ya bərk məhlulun parçalanması nəticəsində görünə bilər. Alüminiumdakı dəmir və silisiumun çirkləri zərərlidir, çünki onlar onun plastik xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Bu çirklərin hər ikisi təkcə ilkin alüminiumun tərkibində olmur, onların miqdarı odadavamlı və polad əritmə alətlərində (qaşıqlar, kazıyıcılar) silisium dioksidi ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində yenidən ərimə zamanı alüminium ərintilərində davamlı olaraq artır. Bununla belə, silikonun və bəzən dəmirin qəsdən təqdim edildiyi bir çox ərintilər var.

Alüminiumun ərintilər üçün əsas kimi özəlliyi onun heç bir metal ilə davamlı bərk məhlullar əmələ gətirməməsidir. Yalnız sink olan sistemdə (Şəkil 57) yüksək temperaturda bərk məhlulların kifayət qədər böyük bir bölgəsi var. Əksər hallarda alüminium-metal binar sistemlərində kövrək ara fazalar görünür. Nəticə etibarilə, alüminiumu yalnız məhdud dərəcədə bərk məhlulların əmələ gəlməsi ilə gücləndirmək mümkündür. Buna görə də, gücləndirmənin başqa bir yolu istifadə olunur - bərk məhlul matrisində mürəkkəb hissəciklərin meydana gəlməsi ilə. Bu yol qaçılmaz olaraq sərtləşmə və yaşlanmanın istifadəsini əvvəlcədən müəyyənləşdirir. Alüminium əsaslı bərk məhlulların məhdud çeşidi bizi hər bir ərinti komponentinin həddindən artıq miqdarda kövrək ara fazaların meydana gəlməsinə səbəb olmayacaq tərkibini təyin etməyə məcbur edir.

Dövülmüş alüminium ərintiləri, bir qayda olaraq, hər biri 0,2-dən 2-4% -ə qədər miqdarda 2 - 3 və ya daha çox alaşımlı komponentlərdən ibarətdir. Yeganə istisna 1,0 - 1,6% Mn olan ikiqat ərinti AMts-dir. Manqan ən çox işlənmiş alüminium ərintilərinin tərkibinə 0,2 - 1,5% miqdarında daxildir. Onun məqsədi odur ki, yenidən kristallaşmanı əhəmiyyətli dərəcədə yavaşlatır, bu prosesin temperaturunu artırır və bununla da yüksək temperaturda ərintini gücləndirir, yenidən kristallaşmış taxılları təmizləyir və ərintilərə istilik müqavimətini verən mürəkkəb birləşmələrin bir hissəsidir.

Əksər işlənmiş alüminium ərintiləri sərtləşməyə (polimorfik çevrilmə olmadan) və yaşlanmaya davam edə bilər və nəticədə əhəmiyyətli dərəcədə güclənir. Baxılan ərintilərin tipik ərinti komponentləri, manqandan əlavə, mis, maqnezium, silisium, sinkdir. Xüsusi istiliyədavamlı ərintilər 0,2 - 1% miqdarında dəmir, nikel, xrom, titan ehtiva edir. Bütün alüminium ərintilərində 0,1 - 0,2% titanın tətbiqi tökmə vəziyyətində taxılın ciddi zərifləşməsinə səbəb olur. Bu təsir yenidən kristallaşmadan sonra qismən saxlanılır. Ərimə zamanı oksidləşməni azaltmaq üçün bəzi ərintilərə berillium (0,001 - 0,002%) əlavə edilir.

Şəkildə. Şəkillər 58 və 59 mis və maqnezium ilə alüminiumun iki fazalı diaqramlarını göstərir. Hər iki halda temperaturun artması ilə alüminiumda ərinti elementlərinin həllində əhəmiyyətli dəyişiklik müşahidə olunur. Çözümlülükdə oxşar dəyişiklik çoxkomponentli sistemlərdə müşahidə olunur ki, bu da istilik müalicəsinin gücləndirilməsi imkanını təmin edir. Bununla belə, mürəkkəb ərintilərdə mürəkkəb tərkib və strukturun fazaları müvafiq faza diaqramlarına uyğun olaraq alüminium məhlulu ilə tarazlıqda olacaqdır.

Tipik işlənmiş alüminium ərintiləri sözdə duralumindir - mis, maqnezium və manqan ilə alüminium ərintiləri. Bəzi tipik işlənmiş alüminium ərintilərinin tərkibi Cədvəldə verilmişdir. 5. Alüminium markalarından birinin çirklərinin tərkibi də orada verilmişdir.

Cədvəl 5. Bəzi alüminium ərintilərinin tərkibi

Alaşım dərəcəli	Alaşımlı komponentlər, % qalan Al						Çirkləri, % artıq yoxdur
	Cu	Mg	Mn	Si	Zn	Digərləri	Fe	Si	Cu	Zn
A5	-	-	-	-	-	-	0,3	0,3	0,02	0,06
AMts	-	-	1,0 - 1,6	-	-	-	0,7	0,6	0,2	0,1
AMg6	-	5,8 - 6,8	0,5 - 0,8	-	-	0,1 Ti; 0.001 Ve	0,7	-	0,1	0,2
D16 (duralumin)	3,8 - 4,9	1,2 - 1,8	0,3 - 0,9	-	-	-	0,2	0,25	-	0,1
AK8 (superduralumin)	3,9 - 4,8	0,4 - 0,8	0,4 - 1,0	0,6 - 1,2	-	-	0,3	-	-	0,1
B95	1,4 - 2,0	1,8 - 2,8	0,2 - 0,6	-	5,0 - 7,0	0,1 - 0,25 Cr	0,3	0,3	-	-

Müxtəlif vəziyyətlərdə bu ərintilərin mexaniki xüsusiyyətləri Cədvəldə verilmişdir. 6. Göründüyü kimi, ərintiləmə, soyuq sərtləşdirmə və istilik müalicəsi nəticəsində alüminiumun möhkəmliyini (100-dən 560 MPa-a qədər) və HB sərtliyini (20 - 150) bir neçə dəfə artırmaq mümkündür. Yüksək möhkəmlikli alüminium ərintiləri üçün, xüsusi güc, yəni sıxlıqla əlaqəli, polad və digər ərintilərdən daha böyük olur. Bu, onların təyyarələrdə istifadəsini əvvəlcədən müəyyən edən şeydir.

Deformasiya olunan alüminium ərintiləri, sərtləşmə və yaşlanma ilə yanaşı, tez-tez tavlama-homogenləşdirməyə məruz qalır. Bu onunla izah olunur ki, ərintilərdə qeyri-taraz kristallaşmaya görə çox güclü dendritik seqreqasiya baş verir və qeyri tarazlıq evtektik komponentlər meydana çıxır. Maqnezium və mis xüsusilə çox tükənir. Beləliklə, tarazlıq vəziyyəti diaqramına görə, alüminium - mis ərintilərindəki evtektik komponent yalnız 5,65% Cu səviyyəsində görünməlidir, lakin artıq 1,6 - 2% Cu səviyyəsində görünür. Alüminium ərintilərinin sərtləşməsi üçün qızdırmanın bir xüsusiyyəti, yanma (ərimə) qarşısını almaq və istilik müalicəsinin ən böyük effektinə nail olmaq üçün temperaturun (±5 °) çox ciddi şəkildə saxlanılması ehtiyacıdır. Beləliklə, D16 və AK8 ərintiləri 495 - 505 ° C, ərinti V95 - 465 - 480 ° C temperaturda bərkidilir. Sərtləşmə suda aparılır. Sərtləşdikdən sonra alüminium ərintiləri təbii (20°C, 4 - 5 gün) və ya süni yaşlanmaya məruz qalır. Süni yaşlanma, ərintilərin tərkibindən asılı olaraq, 120 - 195 ° C-də 6 - 12 saat ərzində həyata keçirilir. ).

Artıq qeyd edildiyi kimi, təmiz alüminium atmosfer korroziyasına yüksək dərəcədə davamlıdır. Mis və sink olan alüminium ərintiləri bu baxımdan daha pisdir. Manqan və maqnezium (AMts və AMg) olan ikiqat ərintilər atmosfer korroziyasına çox yaxşı müqavimət göstərir.

Cədvəl 6. Müxtəlif dövlətlərdə alüminium və bəzi işlənmiş ərintilərin mexaniki xüsusiyyətləri

Alaşım dərəcəli	dövlət	σ in, MPa	σ t, MPa	δ, %	ψ, %	NV
A5	tavlanmış	80	60	30 - 40	70 - 90	25
	Sərtləşdirilmiş	150	120	5 - 10	50 - 60	35
AMts	tavlanmış	130	50	20	70	30
	Sərtləşdirilmiş	220	180	5	50	55
AMg6	tavlanmış	340	170	20	-	70
D16	tavlanmış	210	110	18	55	42
	Temperaturlu və təbii yaşlanmışdır	450	330	17	30	105
AK8		480	380	10	25	135
B95	tavlanmış	260	130	13	-	-
	Temperlənmiş və süni yaşlanmışdır	560	530	8	12	150

Tökmə alüminium ərintiləri işlənmiş olanlarla demək olar ki, eyni ərinti komponentlərini ehtiva edir, lakin daha böyük miqdarda və müvafiq faza diaqramlarında tökmə ərintiləri evtektik konsentrasiyalara daha yaxın yerləşdirilir. § 18-də göstərildiyi kimi, yalnız belə ərintilər onlardan sağlam formalı tökmələr əldə etməyə imkan verən lazımi tökmə texnoloji xüsusiyyətlərinə malikdir.

Bir çox tökmə alüminium ərintiləri alüminium - silisium sisteminə əsaslanır (bax. Şəkil 55) və adlanır. siluminlər. İkiqat evtektik alüminium - silikon çox qaba bir quruluşa malikdir, silikon böyük plitələr şəklində (nazik hissələrdə - iynələr şəklində) buraxılır (Şəkil 60, a). Buna görə də, bu cür ərintilər, tərkibində natrium flüorid olan bir axın ilə mübadilə reaksiyası nəticəsində əmələ gələn, tökmədən əvvəl natriumun əriməyə daxil edilməsindən ibarət olan modifikasiyaya məruz qalır. Natriumun yüzdə minlərlə təsiri altında silisium çöküntüləri kəskin şəkildə əzilir (şəkil 60, b), ərintilərin möhkəmliyi və elastikliyi artır.

Alüminium tökmə ərintilərinin əhəmiyyətli bir qrupu alüminium - silikon - mis və ikiqat alüminium - maqnezium sisteminə əsaslanır. Xüsusi qrup 4 - 5% mis və keçid metallarının kiçik əlavələri olan istiliyədavamlı alüminium ərintilərindən ibarətdir. Belə ərintilərin tökmə xüsusiyyətləri çox aşağıdır.

Bir çox alüminium tökmə ərintiləri müxtəlif növ istilik müalicəsinə məruz qalır. İstilik müalicəsi rejimləri üçün aşağıdakı təyinatlar qəbul edilir: T1 - yaşlanma (bərkləşdirmədən tökmədən sonra), T2 - tavlama, T4 - sərtləşmə, T5 - sərtləşmə və qismən yaşlanma, T6 - sərtləşmə və maksimum sərtliyə qədər tam yaşlanma, T7 - ​​sərtləşmə və stabilləşdirici istiləşmə, T8 - sərtləşdirmə və yumşaldıcı temperləşdirmə. Alüminium tökmə ərintilərinin xassələri əhəmiyyətli dərəcədə tökmə üsulundan asılıdır, burada tökmənin bərkiməsi zamanı və soyutma prosesi zamanı (bərkləşməni qəbul edən ərintilər üçün) soyutma sürəti həlledici rol oynayır. Ümumiyyətlə, istilik çıxarılması sürətinin artması güc və plastik xüsusiyyətlərin artmasına səbəb olur. Buna görə də, qum-gil qəliblərə tökməklə və itirilmiş mum modellərindən istifadə etməklə əldə edilən tökmələrin mexaniki xüsusiyyətləri soyuq qəlibdə tökmə ilə müqayisədə daha aşağı olur və təzyiq altında tökmə zamanı çox kəskin soyutma səbəbindən xassələri o qədər artır. ki, məsələn, siluminlər üçün natrium ilə lazımsız modifikasiya olduğu ortaya çıxır. Eyni səbəbdən, soyuq qəlibdə və təzyiq altında tökərkən, zərərli dəmir çirklərinin daha çox olmasına icazə verilir.

Cədvəl 7. Bəzi tökmə alüminium ərintilərinin tərkibi

Alaşım dərəcəli	Alaşımlı komponentlər, % (qalanı Al)				Çirkləri, % artıq yoxdur
	Si	Cu	Mn	Mg	Fe	Si	Mg	Cu	Zn	məbləğ
AL2	10 - 13	-	-	-	0,8 - 1,5	-	0,1	0,6	0,3	2,2 - 2,8
AL4	8 - 10	-	0,25 - 0,50	0,17 - 0,30	0,6 - 1,0	-	-	0,3	0,3	1,2 - 1,6
AL8	-	-	-	9,5 - 11,5	0,3	0,3	-	0,3	0,1	2,2
AL10V (AK8M7)	4 - 6	5 - 8	-	0,2 - 0,5	1,2 - 1,3	-	-	0,5 Mn	0,6	2,5 - 2,7
AL19	-	4,5 - 5,3	0,6 - 1,0	0,15 - 0,35 Ti	0,2	0,3	0,05	-	0,2	0,8 - 1,0

Cədvəldə Cədvəl 7 ən çox yayılmış tökmə alüminium ərintilərinin və cədvəlin tərkibini göstərir. 8 - onların mexaniki xassələri.

Ərinti AL2, sərtləşməyə dözməyən, evtektik tərkibli sadə ikiqat silumindir. Stressi aradan qaldırmaq üçün onun istilik müalicəsi dökümdən sonra tavlanmaya qədər azaldılır. AL4 ərintisi, alüminiumda Mg 2 Si birləşməsinin dəyişkən həll olması nəticəsində sərtləşmə və yaşlanma imkanını təmin edən maqneziumun daxil olduğu hipoeutektik tərkibli silumindir. Bu ərintilərin hər ikisi natrium ilə dəyişdirilir. Ərinti AL10V (AK5M7) maqnezium əlavələri ilə alüminium-silikon-mis sistemi əsasında qurulmuşdur. Alüminiumda kompleks birləşmələrin dəyişkən həllolma qabiliyyəti ilə ərintinin sərtləşməsi və qocalması təmin edilir və yaxşı tökmə xassələri kifayət qədər miqdarda ikiqat evtektik A1-Si və üçlü evtektik A1-Si-Al 2 Cu ilə təmin edilir. Ərinti AL8 praktiki olaraq alüminium və maqneziumun ikiqat ərintisidir. Onun tərkibi evtektik nöqtədən uzaqdır, böyük kristallaşma diapazonuna malikdir və buna görə də aşağı tökmə xüsusiyyətlərinə malikdir. Bununla belə, yaxşı mexaniki xüsusiyyətlər - aşağı sıxlıq (2,55 q/sm2), əla korroziyaya davamlılıq - onun kifayət qədər geniş istifadəsini müəyyənləşdirir. Maqnezium tərkibinin artırılması və evtektik tərkibə yaxınlaşması tökmə xassələrini yaxşılaşdıracaq, lakin ərimə yüksək oksidləşdiyi üçün örtük axını olmadan adi ərimə qeyri-mümkün olur. AL 19 ərintisi 300°C-də işləməyə qadir olan tipik yüksək temperaturlu materialdır.

Cədvəl 8. Tökmə alüminium ərintilərinin mexaniki xüsusiyyətləri

Alaşım dərəcəli	dövlət	σ in, MPa	δ, %	NV
AL2	Cast dəyişdirildi	150	4	50
	T2-yə uyğun olaraq dəyişdirilmiş və istiliklə işlənmiş (300±10°C temperaturda 3 saat tavlama)	140	4	50
AL4	Dəyişdirilməmiş yayım	150	2	50
	T6-ya uyğun olaraq dəyişdirilmiş və istiliklə işlənmiş (suda 535±5°C-dən söndürmə, 175±5°C-də tavlama, 15 saat)	230	3	70
AL8	T4-ə uyğun olaraq termik emaldan keçmişdir (430±5°C, 20 saat məruz qaldıqdan sonra yağa çevrilir)	290	9	60
AL10V (AK5M7)	Qum-gil qəlibinə tökün	130	-	80
	Soyuq tökmə	160	-	80
	Qum-gil qəlibinə tökülür, T1-ə uyğun istiliklə işlənir (175°C-də, 10 saat yaşlanma)	150	-	80
	Soyuducu qəlibə tökün, T1-ə uyğun olaraq istiliklə müalicə edin (175 ° C-də, 10 saat yaşlanma)	170	-	90
AL19	T5-ə uyğun olaraq istiliklə işlənmiş (545±5°С-dən 10 saat suya məruz qaldıqdan sonra sərtləşmə və 175±5°С-də yaşlanma, 5 saat)	340	4	90

Bütün tökmə alüminium ərintilərində 0,8 - 1,2% dəmirə bir çirk kimi icazə verilir, bu, yenidən ərimə zamanı qaçılmaz olaraq metala daxil olur. Buna görə də, bütün ərintilərdə dəmirin zərərli təsirlərini zəiflədən, dəmir komponentinin iynə formalı sekresiyalarını yığcam olanlara çevirən manqanın tərkibi müəyyən edilir.

Tullantıların əridilməsi nəticəsində əldə edilən və külçə şəklində istehsal olunan çox böyük bir alüminium ərintiləri qrupu var. Əvvəllər bu ərintilər ikinci dərəcəli adlanırdı. Tərkibində onlar adi alüminium tökmə ərintilərindən demək olar ki, fərqlənmirlər, lakin onların tərkibində artan miqdarda dəmir və bəzi nəzarətsiz çirklər, xüsusən də alüminium oksid filmləri şəklində oksigen var. Bu ərintilər "ch" hərfi (donuzlarda) əlavə edilməklə işarələrlə təyin olunur.

Son illərdə alüminium əsasında sürtünmə əleyhinə ikiqat ərintilər meydana çıxdı, tərkibində 3 - 6% miqdarında sürmə, qalay, mis və qurğuşun var. Ərintilər düz daşıyan qabıqlar üçün nəzərdə tutulub. Bu tip alüminium ərintiləri təzyiq emalı ilə bir polad zolaqda bir təbəqə şəklində əldə edilir. Alüminiumdan hazırlanmış əlavələr - qurğuşun ərintisi toz metallurgiyası tərəfindən istehsal olunur. Antifriksion alüminium ərintilərinin (eləcə də ümumiyyətlə antifriksion ərintilərin) xarakterik xüsusiyyəti iki fazalı quruluşdur, fazaları əhəmiyyətli dərəcədə fərqli sərtliklərə malikdir. Əməliyyat zamanı polad şaftın boynu ilə sürtünmə zamanı yumşaq faza daha güclü şəkildə istehsal olunur və yaranan boşluqlar sürtkü yağının bütün sürtünmə səthinə paylandığı təbii kanallar kimi xidmət edir. Sürmə və mis ilə alüminium ərintisində sərt faza AlSb və A1 2 Cu birləşmələri, yumşaq faza isə alüminiumun özüdür. Qalay və qurğuşun ilə ərintilərdə, daha sərt alüminium taxıllarının sərhədləri boyunca yumşaq təbəqələr meydana gətirən bu metallardır.

Mühazirəçi V.S.ZolotorevskiÜmumi məlumat
Proqramlar
İlkin alüminium
Çirklərin və ərinti elementlərinin rolu
Əsas ərintilər sistemləri və təsnifatı
ərintilər
Külçə və tökmələrin quruluşu və xassələri
Deformasiyanın quruluşu və xassələri
yarımfabrikatlar
Sənaye alüminium ərintiləri
(tələbə hesabatları)
09.02.2017

2

Tədris ədəbiyyatı

İ.İ. Novikov, V.S. Zolotorevski, V.K. Dərzi və
s. Metallurgiya, cild 2. MISiS, 2014. (Fəsil 15)
B.A. Kolachev, V.I. Livanov, V.I. Elagin.
Metallurgiya və əlvan materialların istilik müalicəsi
metallar və ərintilər. MISiS, 2005.
V.S. Zolotorevski, N.A. Belov. Metallurgiya
əlvan metallar. Bölmə: Alüminium ərintiləri.
MISiS, 2000. (No 1564).
Digər ədəbiyyat (ən azı 5 mənbə)
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
3

Təqdimat ilə hesabatların mövzuları

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Siluminlər
Duraluminlər
Maqnaliya
İstiliyədavamlı alüminium ərintiləri
Yüksək güclü alüminium ərintiləri
Litium tərkibli alüminium ərintiləri
Hesabatlar (20-30 dəqiqə) kimyəvi tərkibini müzakirə edir,
sənaye ərintilərinin quruluşu və xassələri, sahələri
tətbiqlər
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
4

Alüminium və onun ərintilərinin ümumi xüsusiyyətləri

Yer qabığında böyük ehtiyatlar (8%Al).
Həcmi ilə əlvan metallar arasında 1-ci yer
hasilat - ildə 30 milyon tondan çox (Rusiya Federasiyasının 15%)
Qiymət - 1500-2600 $/t (~1500 $/t)
Yüngüllük - xüsusi çəki 2,7 q/sm3
Yüksək gücü (ərintilər) - 700 MPa-a qədər
Yüksək korroziyaya davamlılıq
Yüksək elektrik keçiriciliyi (2/3 Cu)
Bütün növ emal üçün yüksək texnologiya
Tullantılardan istifadə etmək imkanı
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
5

Alüminium və onun ərintilərinin tətbiq sahələri

aviasiya və raket elmi
quru və su nəqliyyatı
maşınqayırma
elektrik mühəndisliyi
tikinti
qablaşdırma (qida, dərman və s.)
məişət texnikası
xüsusi sahələr
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
6

İLKİN ALÜMİNYUM İlkin alüminiumun bəzi standart növlərinin kimyəvi tərkibi (GOST 11069-2001) "İkinci alüminium" - Qırıntılardan ərintilər

İLKİN ALÜMİNİUM
İbtidai siniflərin bəzi standart siniflərinin kimyəvi tərkibi
alüminium (GOST 11069-2001)
"Təkrar emal edilmiş alüminium" - Qırıntı və tullantılardan Al-ərintiləri
Brend
Fe,%
Si, %
Cu,%
Zn, %
Ti, %
Qalan, %
Cəmi
çirkləri,%
Al, %
yox
az
yüksək təmizlik
A995
0,0015
0,0015
0,001
0,001
0,001
0,001
0,005
99,995
A99
0,003
0,003
0,002
0,003
0,002
0,001
0,01
99.99
A97
0,015
0,015
0,005
0,003
0,002
0,002
0,03
99,97
A95
0,03
0,03
0,015
0,005
0,002
0,005
0,05
99,95
texniki təmizlik
A85
0,08
0,06
0,01
0,02
0,01
0,02
0,15
99,85
A7
0,16
0,15
0,01
0,04
0,02
0,02
0,30
99,70
A5
0,30
0,25
0,02
0,06
0,03
0,03
0,30
99,50
A35
0,65 (Fe+Si)
0,05
0,1
0,02
0,03
1,00
99,35
A0
0,95 (Fe+Si)
0,05
0,1
0,02
0,03
1,00
99,00
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
7

Digər metallarla müqayisədə Al-ın fiziki xassələri

Əmlak
Al
Fe
Cu
Ərimə nöqtəsi, 0C
660
1539
1083
650
1652
Qaynama nöqtəsi, 0С 2494
Sıxlıq, g/sm3
2872
2,7
2595
7,86
1107
8,9
3000
1,738
4,5
Kof. müddət. uzadılmış, 106* K-1
23,5
12,1
17,0
26,0
8,9
Ud. elektrik müqaviməti, 108* Ohm*m
2,67
10,1
1,69
4,2
54
İstilik keçiriciliyi, W*m-1*K-1
238
78,2
397
156
21,6
Birləşmə istiliyi, J*g-1
405
272
205
293
358
Buxarlanma istiliyi, kJ*g-1
10,8
6,1
6,3
5,7
9,0
Elastiklik modulu, GPa
70
220
132
44
112
Mg
Ti
Saf Al aşağı sərtliyə malikdir - 10-15НВ, gücü = 50-70 MPa və yüksək
plastiklik =30-45%
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
8

Alüminium və onun ərintilərindəki əsas çirklər

Dəmir
Silikon
Fe+Si – Al3Fe, Al5FeSi (β) və Al8Fe2Si (α) fazaları
sink
Mis
Maqnezium
Qurğuşun və qalay
natrium
hidrogen
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
9

10. SƏNAYƏ ALÜMİNİYUM ƏRİNCƏLƏRİNİN ƏLƏNMƏSİ ÜÇÜN ƏSAS ƏSAS SİSTEMLƏR

Al-Si, Al-Si-Mg (siluminlər)
Al-Si-Cu-Mg (mis siluminlər)
Al-Cu [-Mn] (istiliyə davamlı)
Əl-Mg (maqnalium)
Əl-Mg-Si (təyyarə)
Al-Cu-Mg (duraluminlər)
Al-Cu-Mg-Si (döymə)
Al-Zn-Mg (qaynaq edilə bilən)
Al-Zn-Mg-Cu (yüksək güc)
Al-Li-Cu-Mg (ultra yüngül)
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
10

11. Sənaye alüminium ərintilərində lehimli elementlərin və çirklərin müxtəlif struktur elementlərinin əmələ gəlməsinə təsirinə görə təsnifatı

Alaşımlı elementlərin və çirklərin təsnifatı
sənaye alüminium ərintilərinə təsirlərinə görə
müxtəlif struktur elementlərinin formalaşması
Struktur elementləri,
aşqarlardan əmələ gələn və
çirkləri
Alaşımlama
elementləri və çirkləri
Bərk məhlul (Al) və əsas fazalar Cu, Mg, Si, Zn, Li, (Mn) –
- yaşlanma gücləndiriciləri
əsas ərinti
elementlər - təbəqələr 12-14
Həll olunmayan (tavlama zamanı) evtektikalar - Fe, Si, Ni, Mn, (Mg, Cu)
ical fazaları
İlkin kristallar
Fe, Ni, Mn, Si, (Zr, Cr, Ti)
Yüksək temperaturda dispersoidlər - Mn, Zr, Cr, Ti, Sc (bəzən
ny isitmə
+Cu, Fe, Si və s.)
Be, Cd, Sr, Na, Ti, B-yə az təsir göstərən mikroəlavələr
09.02.2017
Faza tərkibi “Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
11

12. Al-Cu faza diaqramı

13. Al-Mg faza diaqramı

14. Al-Si faza diaqramı

15. Əsas ərinti elementləri ilə alüminiumdan əmələ gələn evtektik tipli faza diaqramlarının xüsusiyyətləri

№
Doping - Sp,
s
çəki %
elementlər (at.%)
Xie,
çəki %
(at.%)
Tmelt,
0C
(Al) ilə tarazlıq mərhələsi
(məzmun
ikinci
komponent, wt.%)
1
Cu
5,7 (2,5)
33,2
(17,5)
548
CuAl2 (52%Cu)
2
Mg
17,4 (18,5) 35
(36) 450
Mg5Al8 (35%Mg)
3
Zn
82
(49,3)
94,9
(75) 382
(Zn)
(>99%Zn)
4
Si
1,65
(1,59)
12
(12)
(Si)
(>99,5%Si)
09.02.2017
577
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
15

16. Alüminium ərintilərində çirklər kimi mövcud olan keçid metalları ilə alüminiumun ikifazalı diaqramlarının xüsusiyyətləri

Alüminiumun iki fazalı diaqramlarının xüsusiyyətləri
alüminiumda mövcud olan keçid metalları
qarışıqlar və ya ərinti elementləri kimi ərintilər (slayda bax
11)
№
Alaşımlama
elementləri
(diaqram növü)
Sp,
çəki %
(at.%)
1
Fe(e)
0,05
(0,03) 1,8
(0,9) 655
FeAl3 (40%Fe)
2
Ni(e)
0,04
(0,02) 6,0
(2,8) 640
NiAl3 (42%Ni)
3
Ce(e)
0,05
(0,01) 12
(2,6) 650
CeAl4 (57%C)
3
Mn(e)
1,8
(0,89) 1,9
(0,91) 658
4
Sc(e)
0,3
(0,2)
0,6
(0,4) 655
ScAl3 (36%Sc)
5
Ti(p)
1,3
(0,8)
0,12
(0,08) 661
TiAl3 (37%Ti)
6
Zr(p)
0,28
(0,1)
0,11
(0,04)
661
ZrAl3 (53%Zr)
7
Cr(p)
0,8
(0,4)
0,4
(0,2) 661
CrAl7 (22%Cr)
09.02.2017
Ce,p,
çəki %
(at.%)
Te,p, 0C
ilə tarazlıqda olan faza
(Al)
(məzmun
ikinci komponent
wt.%)
MnAl6 (25%Mn)
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
16

17. Alüminium ərintilərinin tərkib sahələri və onların strukturuna görə təsnifatı

1. Bərk məhlul tipli ərintilər
(matris) (əzici
ən deformasiyaya uğrayan
ərintilər, eləcə də tökmə
Al-Cu, Al-Mg və AlZn-Mg sistemləri əsasında);
2. Hipoetektik ərintilər
(ən çox silumin ərintiləri, ən vacib olanı
ərinti elementidir
silisium, məsələn, AK7 növü və
AK8M3, eləcə də bəziləri
işlənmiş ərintilər, in
xüsusilə AK4-1 növü);
3. Evtektik ərintilər (siluminlər
AK12 və AK12M2 növü);
4.Hiperevtektik ərintilər
(hiperevtektik siluminlər,
məsələn AK18).
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
17

18.

Ümumi Xüsusiyyətlər
külçələrin quruluşu və xassələri
və alüminium tökmə
ərintilər
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
18

19. Qeyri-taraz kristallaşma

Mikrostruktur
Al-5% Cu ərintisi
N
e
09.02.2017
Nəticə qeyri-taraz kristallaşmadır
diffuziyanın natamam keçməsi zamanı
faktiki soyutma dərəcələri
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
19

20. Al-PM faza diaqramlarının metastabil variantları

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
20

21. Hipoetektik tökmə alüminium ərintilərinin tipik makro və mikrostrukturları

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
21

22. Tökmə ərintilərinin mikrostrukturları

23. TƏKMƏT STRUKTURUNUN XARAKTERİSTİKASI

1) kristalitlərin (dənələrin) forması və ölçüsü;
2) dendritik hüceyrələrin forması və ölçüsü (Al);
3) hissəciklərin tərkibi, quruluşu, morfologiyası və həcm payı
kristallaşma mənşəyinin artıq fazaları
4) alaşımlı elementlərin və çirklərin paylanması
(Al)
5) alt quruluşun xüsusiyyətləri (paylanma və
sıxlıq
dislokasiyalar,
ölçüləri
alt taxıllar
Və
dislokasiya hüceyrələri, onların yanlış oriyentasiya bucaqları,
ikincili sekresiyalar);
6) məsamələrin sayı, ölçüsü və paylanması
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
23

24. Dendritik hüceyrənin ölçüsü (d) və soyutma sürəti (Vcool) arasında əlaqə d=A V-nocool

Vohl, K/c
10-3
d, µm
1000
Dökümlərin alınması şərtləri
100
100
Davamlı
tökmə
103
10
Böyük qranulların tökülməsi (suya)
106
1
Tərəzi əldə etmək (fırlanma)
109
0,1
Ultra nazik tərəzilərin əldə edilməsi
09.02.2017
Böyük tökmələrin yerə tökülməsi
tökmə
külçələr,
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
soyuducu qəlib
24

25. Qeyri-taraz evtektikanın görünüşü üçün konsentrasiya həddi (slayd 20-də Sk)

Görünüşün konsentrasiya həddi
qeyri tarazlıq evtektik (C slayd 20)
Kimə
İLƏ, %
Cu
Mg
Zn
Si
tarazlıq
son
həlledicilik
Sp, %
5,65
17,4
82,2
1,65
0,5-2 K/dəq
0,1
4,5
20,0
0,1
80-100 K/dəq
0,1
0,5
2,0
0,1
1000 K/dəq
0,3
1,0
3,0
0,2
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
25

26. Artıq fazaların və məsamələrin hissəciklərinin həcm hissəsi (QV) və ölçüsü (m)

QV = Cx/Ce)1/(1-K),
Harada
Ce - evtektik konsentrasiya,
K - paylama əmsalı (Czh/Ctv),
Cx ərintidə ərinti elementinin konsentrasiyasıdır.
m = Bd,
burada d dendritik hüceyrənin ölçüsüdür
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
26

27. ARTIQ FAZALARIN MORFOLOGİYASI

Artıq fazaların çoxlu sayda və müxtəlif hissəcik formaları, in
müxtəlif kristallaşma zamanı eyni faza daxil olmaqla
şərtlər:
1) dendritik hüceyrələrin sərhədləri boyunca damarlar;
2) skeletlər;
3) iynələr, boşqablar;
4) incə diferensiallaşmış kristallar (daxili
evtektika) evtektik nöqtəyə yaxın ərintilərdə və s.
Artan soyutma və kristallaşma dərəcələri ilə hissəcik ölçüləri
azalma
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
27

28. Artıq fazaların müxtəlif morfologiyaları

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
28

29. Tökmə strukturunun modifikasiyası

Taşlama üçün modifikasiya
ilkin kristallar
Modifikatorların nümunələri: taxıllar (Al) - Ti və
Ti+B, ilkin (Si) – Cu+P
Evtektikanın modifikasiyası
Evtektikada dəyişdiricilər (Si): xloridlər, Sr,
REM - tək kristalların formasını dəyişdirmək,
evtektika daxilində kristallaşır
koloniyalar
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
29

30. Alüminium ərintilərində əsas Fe və Si tərkibli fazalar

Al3Fe, α(Al8Fe2Si), β(Al5FeSi)
Al15(Fe,Mn)3Si2
Al6(Fe,Cu,Mn), Al7FeCu2
Al9FeNi
Al8FeMg3Si6
Alaşımlı elementlərin en kəsiyi üzrə paylanması
dendritik hüceyrələr (Al) - slayd 23
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
30

31. Dendritlərin daxili quruluşu (Al)

32.

Quruluşun dəyişdirilməsi və
külçələrin və tökmələrin xassələri
homogenləşmə ilə
tavlama
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
32

33. Homojenləşmə və sərtləşmə zamanı struktur dəyişiklikləri

tarazlıq olmayan artıq fazaların həlli
kristallaşma mənşəli;
2) kristaldaxili likvasiyanın aradan qaldırılması
ərinti elementləri;
3) zamanı alüminium məhlulunun parçalanması
formalaşması ilə izotermik tutma
keçid metalı alüminidləri (ərintilərdə,
bu cür əlavələri ehtiva edən);
4)
dəyişmək
morfologiya
mərhələləri
kristallaşma
mənşəyi,
yox
bərk məhlulda həll olunur
1)
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
33

34. Diffuziya nəticəsində qeyri-tarazlıq fazalarının əriməsi

Harada
P= (Q A d/2) / (D S (B+K Q) ,
P - fazanın tam həll olunma vaxtı
d - dendritik hüceyrənin ölçüsü;
Q qeyri-tarazlıq fazasının həcm hissəsidir;
S - onun daxilolmalarının ümumi səthi;
D - ərinti elementinin diffuziya əmsalı
(Al);
A, B və K - ərinti üçün sabit əmsallar
verilmiş tərkib
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
34

35. Qeyri-tarazlıq fazalarının həlli

Empirik tənliklər:
p=b0 + b1m və ya p = amв,
burada m həlledici hissəciklərin qalınlığıdır
- temperaturda AMg9 ərintisi tökmə
homogenləşmə 4400C p = -1.6 + 0.48m,
- homogenləşmə temperaturunda ərinti D16 külçələri
4800C p = 0,79 + 1,66 m və ya
p = 0,63 m1,2 (m - mikronda, p - saatda).
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
35

36. Kristaldaxili likvasiyanın aradan qaldırılması

= 5.8l02/(2D),
burada l0 = d/2
D-əmsalı Tg-də diffuziya, sm2/s:
Mg, Zn, Si - 10-9
Cu - 10-10
Ni - 10-12
Fe, Mn, Cr, Zr -10-13 - 10-14
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
36

37. Mn, Zr və Ti alüminidlərinin dispersoidləri

38. Söndürmə üçün qızdırma zamanı evtektik silisiumun parçalanması və sferoidləşməsi

39.

zamanı struktur dəyişiklikləri
homojenləşdirmə və sərtləşmə
(33-cü slayddan davamı)
5) taxılın dəyişməsi və dislokasiya
alüminium bərk məhlulun strukturları;
6) əsas görə alüminium məhlulunun parçalanması
sonra soyutma zamanı alaşımlı elementlər
izotermik tutma;
7) ikincili məsaməliliyin inkişafı.
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
39

40. Dökümlərin söndürülməsindən və yaşlanmasından sonra incə quruluş (FEM)

41.

Ümumi Xüsusiyyətlər
quruluşu və xassələri
deformasiyaya uğramışdır
yarımfabrikatlar
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
41

42. . DEFORM EDİLMİŞ YARIMAMAZIR ALÜMİNİYUM ƏRİNCİ MƏHSULLARININ QRUPU VƏ XÜSUSİYYƏTLƏRİ

Deformasiya:
"soyuq" - otaq temperaturunda
isti - otaq temperaturu ilə arasında
0,5-0,6 Tmel
isti - 0,5-0,6 Tmel-dən yuxarı
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
42

43. Axın gərginliyi 

Cari gərginlik
-
Alüminium axını gərginliyinin soyuq və isti deformasiyası davamlıdır
deformasiyanın başlandığı andan güc qanununa uyğun olaraq məhv olana qədər artır
qanun:
- At
burada və m əmsallardır, m< 1
- İsti OMD ilə
= m,
σ təxminən sabit (sabit mərhələ)
10-50% deformasiyadan sonra
- Temperaturun T və deformasiya sürətinin σ-yə birgə təsiri
(struktur vasitəsilə) Zener-Holomon parametri ilə müəyyən edilir:
Z = exp(Q/kTdef).
σ logZ-dən xətti asılıdır
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
43

44.

DEFORMEDİLMƏSİNİN QURULUŞU
ƏVVƏL VƏ SONRA YARIMABIR MƏHSULLAR
İSTİLİK EMALI
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
44

45. Lifli (a) və yenidən kristallaşmış (b) taxıl quruluşu (SM)

A
09.02.2017
b
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
45

46. ​​SEM-də geri səpələnmiş elektronların EBSD nümunəsini təhlil edərək təkrar yuvarlandıqdan sonra strukturun xəritəsi

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
46

47. DEFORMASİYON TEKSTURALARI

1. Yuvarlanan təbəqələrdə - ikiqat yuvarlanan tekstura (110)<112>(əsas in
texniki Al) və (112)<111>(əsas ərintilərdə).
2. Çubuqların və məftillərin sıxılması, çəkilməsi, yuvarlanmasından sonra
yuvarlaq kəsikli, ikiqat eksenel tekstura əmələ gəlir<111>Və
<100>.
3. Preslənmiş zolaqlarda və nazik divarlı profillərdə - faktura
qalınlığın böyük nisbətləri üçün yuvarlanan + eksenel
eni.
4. Presləmə, yuvarlama və çəkmə yolu ilə istehsal olunan borularda “silindrik” tekstura (kəsiləndən sonra yuvarlanan tekstura)
boru və onu düz çevirmək).
5. Üzülən çubuqlar eksenel teksturaya malikdir<110>
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
47

48. Deformasiya zamanı isti deformasiyanın temperaturundan və sürətindən asılı olaraq bərkimiş işlənmiş ərinti AK8-in struktur vəziyyətlərinin diaqramı.

Sərtləşdirilmiş konstruktiv vəziyyət diaqramı
asılı olaraq AK8 xəlitəli işlənmişdir
temperatur və isti deformasiya dərəcəsi
qaralama
basaraq
ştamplama
yuvarlanan
döymə
09.02.2017
1 - yenidən kristallaşma
Xeyr;
2- tam
yenidən kristallaşma;
3- yenidən kristallaşma
sonra başlayır
deformasiyalar;
4- qarışıq quruluş
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
48

49. Lifli yarımfabrikatda hissəciklərin qaytarılması və tikilməsindən sonra alt quruluş (Al).

0,5 µm
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
49

50. Deformasiya olunmuş yarımfabrikatların son strukturunda dispersoidlər (FEM)

1 µm
1µm
200 nm
200 nm

51. Alüminium ərintilərinin termo-mexaniki emalı

HTMO – əldə etməklə isti deformasiya
sonra qalan çoxbucaqlı quruluş
söndürmə və ya tavlama - ilə müqayisədə gücləndirmə
yenidən kristallaşmış vəziyyət (Al) (“mətbuat effekti” və ya “struktur gücləndirilməsi”)
CTMO - sonra soyuq deformasiya (yayma).
yaşlanmadan əvvəl sərtləşmə
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
51

52. Nanokristal strukturun əldə edilməsi üsulları - (Al) parçalanması zamanı gücləndirici fazaların nanohissəciklərini (tökmə və işlənmiş ərintilərdə) daxil etməklə.

Alma üsulları
nanokristal quruluş
- (Al) nanohissəciklərin parçalanması zamanı faza gücləndirici nanohissəciklərin tətbiqi
(tökmə və işlənmiş ərintilərdə)
-intensiv plastiklə
müxtəlif yollarla deformasiya:
hidrostatik altında burulma
təzyiq (KGD)],
bərabər kanal bucaq basaraq
(ECAP),
çox yuvarlanan,
mexaniki ərintilər
və digərləri nano ölçülü taxıl əldə etmək üçün
(Al)

53.

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
53

54. Şiddətli plastik deformasiya (SPD)

1
ln(1)
İntensiv plastik
deformasiya (IPD)
SPD işində deformasiyanın böyüklüyü
ε=-ln(1- /1) düsturu ilə hesablanır, burada üçün
vərəqlər orijinal ölçüdəki fərqdir (diametr
və ya qalınlığı) iş parçasının və deformasiyadan sonra ölçüsü.
Məsələn, orijinal iş parçasının qalınlığı 10 olsaydı
mm və yuvarlanma nəticəsində ondan bir təbəqə aldıq
Sonra 1 mm qalınlığında
ε=-ln(1- (10-1)/10)=ln(0.1)=2.3.
IPD ilə ε bir keçiddə 3-4 və ya daha çox ola bilər
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
54

55. ECAP və QGD sxemləri

ECAP - nümunənin təkrar basılması
kanalı dəyişmədən
formaları
.
boyunca sürtünmə qüvvələrinə görə QGD deformasiyası
disk nümunə səthi
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
55

56. Sənaye tökmə alüminium ərintiləri

Əsas ərinti sistemləri,
işarələmə.
Kimyəvi və faza tərkibi.
Quruluşun xüsusiyyətləri və xassələri
üçün siluminlər və tökmə ərintiləri
Al – Mg, Al – Cu və Al – Zn sistemlərinə əsaslanır
– Mg
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
56

57. Rusiya və ABŞ-da sənaye tökmə alüminium ərintiləri üçün təyinat sistemləri

Əsas sistem
Əl-Cu
Al-Si-Cu, Al-Si-Mg,
Əl-Si-Cu-Mg
Əl-Si
Əl-Mg
Əl-Zn
Əl-Sn
09.02.2017
ABŞ (AA)
2XX.0 (224.0)
3XX.0 (356.0)
4XX.0 (413.0)
5XX.0 (514.0)
7XX.0 (710.0)
8XX.0 (850.0)
Rusiya (GOST 1583-89)
(AM5)
(AK12M2MgN)
(AK12)
(AMg5K)
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
57

58. Tökmə ərintilərinin xassələrinin müqayisəli xarakteristikası

Sistem
Davamlı
Kor.
rəf
yanan.
müqəddəslər
Svar.
Əl-Si
1
2
1
2
3
3
Əl-Si-Mg
2
1-2
1
2
3
3
Əl-Si-Cu
2
1-2
2
1
3
3
Əl-Si-Cu-Mg
2-3
1
2
1
2-3
3
Əl-Cu
3
3
3
1
1
2
Əl-Mg
1-2
3
1
3
2
3
09.02.2017
Plast. İstiliyə davamlı
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
58

59. GOST 1583-93-ə uyğun olaraq siluminlərin zəmanətli mexaniki xüsusiyyətləri

Markalar
ərintilər
yol
tökmə
dövlət
AK7ch
TO
T6
235
1
70
AK9ch
Z, K
T6
230
3
70
AK8M3ch
TO
T5
390
4
110
AK12MMg
N
TO
T6
215
0,7
100
09.02.2017
ilə, MPa, %
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
NV
59

60. QOST 1583-93-ə uyğun olaraq Al-Cu və Al-Mg sistemləri əsasında tökmə ərintilərinin mexaniki xüsusiyyətləri

Ərinti
AM5
AM4.5Kd
AMg6l
AMg6lch
AMg10(AL27)
09.02.2017
yol
tökmə
ilə, MPa
, %
NV
Z
333
4
90
TO
333
4
90
TO
490
4
120
Z
190
4
60
TO
220
6
60
Z, K
230
6
60
Z
200
5
60
TO
240
10
60
Z, K
250
10
60
Z, K
320
12
75
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
60

61. Sənaye işlənmiş ərintilər

Əsas ərinti sistemləri, işarələri,
kimyəvi və faza tərkibi
Termal olaraq sərtləşməyən ərintilərə əsaslanır
sistemləri Al – Fe – Si, Al – Mg, Al – Mn,
onların strukturunun xüsusiyyətləri və xassələri.
Termik cəhətdən sərtləşən ərintilərə əsaslanır
sistemləri Al – Cu, Al – Mg, Al – Mg – Si,
Al – Cu – Mg, Al – Zn – Mg – Cu, Al – Mg – Cu –
Li.
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
61

62. Rusiya və ABŞ-da sənaye işlənmiş alüminium ərintiləri üçün təyinat sistemləri

Əsas
sistemi
>99.0% Al
Əl-Cu
Əl-Mn
Əl-Si
Əl-Mg
Əl-Mg-Si
Əl-Zn
İstirahət
09.02.2017
ABŞ (AA)
1XXX
2XXX
3XXX
4XXX
5XXX
6XXX
7XXX
8XXX
(1180)
(2024)
(3005)
(5086)
(6010)
(7075)
(8111)
Rusiya (GOST 4784-74)
Rəqəm - (əlifba)
10YY -
(AD1)
11YY – (D16, AK4-1)
14YY – (AMts)
15YY – (AMg6)
13YY – (AB, AD31)
19YY -
(B95)
–
- (AZh0.8)
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
62

63. Sənaye işlənmiş ərintilərdə əsas ərinti elementlərinin konsentrasiyası

Cu,%
Mg, %
Zn, %
Si, %
Li, .%
Al-Cu-Mg
3-5
0,5-2
-
-
-
Əl-Mg-Si
-
0,3-1,2
-
0,3-1,2
-
Al-Zn-Mg
-
1-3
3-6
-
-
Al-Cu-Mg-Si
1-5
0,3-1,2
-
0,3-1,2
-
Al-Zn-Mg-Cu
0,5-3
1-3
5-9
-
-
Al-Li-Cu-Mg
0–4
0-5
–
–
1–3
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
63

64. Deformasiya olunan ərintilərin xassələrinin müqayisəli xarakteristikası

Əsas
sistemi
Davamlı Plast. Jarop.
Korr.
Defor.
Svar.
Əl-Mg
1-2
3
1
3
2
3
Əl-Cu
3
3
3
1
2
2
Əl-Mg-Si
2
3
2
3
3
2
Al-Cu-Mg
3
3
2
1
3
1
Al-Zn-Mg
1
2
1
3
3
2
Al-Zn-Mg-Cu
3
2
1
2
2
1
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
64

65. Deformasiya olunan alüminium ərintiləri üçün bəzi vəziyyətlərin təyini

İstilik müalicəsinin növü
Təyinat
RF1)
Təyinat
ABŞ-da2)
İstilik müalicəsi yoxdur, işin sərtləşməsinə nəzarət yoxdur
–
F
Tam sərtləşmə üçün tavlama
M
O
İstilik müalicəsi olmadan soyuq işlənmiş vəziyyət
N
H1
Soyuq işlənmiş və qismən tavlanmış vəziyyət
H1, H2, H3
H2
Soyuqda bərkimiş və sabitləşmiş vəziyyət
–
H3
Deformasiyadan sonra sərtləşmə plus təbii
qocalma
T
T4
Deformasiyadan sonra sərtləşmə və yaşlanma
maksimum güc
T1
T6
Deformasiyadan sonra sərtləşmə və həddindən artıq yaşlanma
T2, T3
T7
Deformasiyadan sonra söndürmə, soyuq deformasiya,
süni yaşlanma (ATMA)
T1H
T8
1)
rus hərfləri,
09.02.2017
2)
latın hərfləri
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
65

66. Termal sərtləşməyən alüminium ərintilərinin tipik mexaniki xassələri.

Ərinti
Yarımfabrikat növü
dövlət
V,
MPa
0,2,
MPa
, %
AD00
Vərəq
M
60
–
28
AD1
Vərəq
N
145
–
4
AMts
Vərəq
N
185
–
4
AMg2
Vərəq
M
165
–
18
AMg2
Profil
M
225
60
13
AMg3
Vərəq
M
195
100
15
AMg6
Vərəq
M
155
155
15
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
66

67. Termal bərkimiş alüminium ərintilərinin tipik mexaniki xassələri

Ərinti
Yarımfabrikat növü
dövlət
ilə, MPa
0,2, MPa
, %
D16
Vərəq
T
440
290
11
D20
Döymə
T1
375
255
10
AK8
Bar
T1
450
–
10
AB
Vərəq
M
145
–
20
AB
Profil
T1
294
225
10
AD31
Bar
T1
195
145
8
B95
Bar
T1
510
420
6
V96ts
Döymə
T1
590
540
4
1915
Vərəq
T
315
195
10
AK4-1
Bar
T1
390
315
6
1420
Profil
T1
412
275
7
1450
Vərəq
T1
490
430
4
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
67

68. Test biletinin nümunəsi

1.
2.
3.
4.
5.
Dövlət diaqramının hansı sahəsində
ilə alüminium ərintilərinin kompozisiyaları var
yaxşı tökmə xüsusiyyətləri?
Sərtləşmə zamanı hansı proseslər baş verir?
dən deformasiyaya uğramış yarımfabrikatlar
alüminium ərintiləri?
Tökmə strukturunun modifikasiyası
alüminium ərintiləri
Duraluminlərin quruluşu və xassələri
Missiz siluminlər
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
68

69. Odadavamlı metallar və ərintilər

70. Bölmə planı

Odadavamlı metallar, onların yer qabığında bolluğu,
tətbiq. Böyük Dörd metal.
Elektron və kristal quruluşun ümumi xüsusiyyətləri
bcc qəfəsli odadavamlı metallar.
Fiziki xassələri.
Kimyəvi xassələri. Odadavamlı metalların mühafizəsi üsulları
hava qazları ilə qarşılıqlı əlaqə
Qoruyucu örtüklərin tərkibi və onların odadavamlılara tətbiqi üsulları
metallar və ərintilər.
Mexanik xüsusiyyətlər: soyuq kövrəklik və istiliyə davamlılıq problemləri
Yaratmaq üçün odadavamlı metalların alaşımlanması prinsipləri
istiliyədavamlı ərintilər.
Sənaye ərintiləri.
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
70

71. Müxtəlif əsaslarda istiliyədavamlı ərintilərin maksimal işləmə temperaturları

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
71

72. Elektron quruluşun xüsusiyyətləri

IV-VII qrupların odadavamlı metalları – keçid
d-elementləri
V və Cr 1-ci əsas dövrdə yerləşir, Zr,
II-də Nb və Mo, III-də Ta, W, Nb və Re
Müvafiq olaraq, onlar tamamilə doldurulmur
3d-, 4d- və 5d-səviyyələri və başına elektronların sayı
xarici səviyyələr demək olar ki, eynidir
Nəticədə, bütün kristal quruluşu
bu metallar da yaxındır
Ən azı bir modifikasiyada BCC var
bütün xüsusiyyətləri ilə barmaqlıq
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
72

73. Yer qabığının bolluğu, kristal quruluşu və odadavamlı metalların bəzi fiziki xassələri.

Sıxlıq,
q/sm3
Xüsusi
elektrik müqaviməti,
μΩ sm
Temperatur
keçid
super keçirici
dövlət,
TO
Transvers
bölmə
tutmaq
istilik
neytronlar,
anbarlar
Metal
Məzmun
V
yerüstü
qabıq,
%
Növ
kristal
barmaqlıqlar
sirkonium
0,022
-GP
-OTSK
1852
6,5
42
0,7
0,18
Vanadium
0,0150
BCC
1900
6,14
24,8
5,13
4,98
Niobium
0,0024
BCC
2468
8,58
12,7
9,22
1,15
Tantal
0,00021
BCC
3000
16,65
12,4
4,38
21
Xrom
0,020
BCC
1875
7,19
12,8
-
3,1
molibden
0,0015
BCC
2625
10,2
5,78
0,9-0,98
2,7
Volfram
0,0069
BCC
~3400
19,35
5,5
0,05
19,2
Renium
1·10-7
GP
3180
21,02
19,14
1,7
86
Mis
0,007
09.02.2017
Ərimə nöqtəsi, 0C
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
73

74. Üç uzun dövrlü keçid metallarının ərimə nöqtəsi

Maksimum Tmelt - at
6 (d+s)-elektron
maksimum nə vaxtdır
atomlararası əlaqə qüvvələrinin gücü
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
74

75. Kimyəvi xassələri Sabit temperaturda oksidləşmə sürətinin zamandan asılılığının diaqramları.

Asidləşmə başlayır
Güclü
r 400-5000C.
t-rah-da
Səbəblər
və xətti oksidləşmişdir
-oksidin aşağı ərimə və qaynama nöqtəsi
(Re2O7 üçün 279 və 3630С, 795 və
MoO3 üçün 14600С),
- boş qabıq. barmaqlıq, möhkəm
metaldan fərqlidir
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
75

76. Hidrogen və azotla qarşılıqlı əlaqə

Hidrogen, VI qrup metallar və renium ilə
bərk vəziyyət qarşılıqlı təsir göstərmir
IV və V qrup metalları aktivdir
250-3000C-dən yuxarı hidrogenlə qarşılıqlı təsir göstərir
hidridlərin əmələ gəlməsi ilə
Bütün odadavamlı maddələr azotla qarşılıqlı təsir göstərir
metallar, xüsusilə IV qrup, digər xromlardan daha azdır
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
76

77. Qoruyucu atmosferlər və örtüklər

Qoruyucu atmosferlər: vakuum, arqon,
hidrogen (W və Mo üçün)
Qoruyucu örtüklər alınır
xrom örtük, silikon örtük,
oksidləşmə (Al2O3, ThO2, ZrO2),
çox qatlı vakuum çökməsi (Cr,
Si) ardınca diffuziya
tavlama
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
77

78. Mexaniki xassələri 2 əsas problem - soyuq kövrəklik və istiliyə davamlılıq Nisbi büzülmənin temperaturdan asılılıqları

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
78

79. bcc metalların soyuq kövrəkliyinin təbiəti

1. Xüsusilə məhlul əmələ gətirən çirklərin rolu
həyata keçirilməsi
- həllolma qabiliyyətini məhdudlaşdırır
-dislokasiyalar üzrə seqreqasiya
-sərhədlərdə tarazlıq seqreqasiyası
taxıl
-artıq fazaların hissəciklərinin əmələ gəlməsi
2. Dislokasiya strukturunun təsiri
3. Taxıl quruluşunun təsiri
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
79

80. VA və V1A yarımqruplarının odadavamlı metallarında karbon, azot və oksigenin otaq temperaturunda həll olması.

Metal
Həllolma ▪ 10-4,%
karbon
azot
oksigen
molibden
0,1 -1
1
1
Volfram
< 0,1
<0,1
<1
Niobium
100
200
1000
Tantal
70
1000
200
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
80

81. İşıq mikroskopunda a – d strukturlarının müxtəlif vəziyyətlərində odadavamlı bcc metalların strukturlarının sxemləri; d – g - dislokasiya strukturu pozulur

Müxtəlif metallarda odadavamlı bcc metalların konstruksiyalarının sxemləri
dövlətlər
a – d - işıq mikroskopunda strukturlar;
d – g - elektron mikroskopda folqanın dislokasiya quruluşu;
a – tökmə vəziyyəti; b - deformasiyaya uğramış;
c – yenidən kristallaşmış vəziyyət; d – tək kristal;
d – dislokasiyaların homojen paylanması;
e – hüceyrə quruluşu; g – çoxbucaqlı quruluş
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
81

82. Alaşımlama zamanı odadavamlı metalların kövrək-çevik keçid temperaturunun dəyişmə sxemləri (Txr).

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
82

83. Soyuq kövrəkliyin azaldılması yolları

Çirklərin konsentrasiyasının azaldılması
həyata keçirilməsi
Yüksək Bucaqlı Sərhəd Meshinin Sökülməsi
Çoxbucaqlı bir quruluşun yaradılması
Taxıl üyüdülməsi
Renium və kimyəvi cəhətdən ərintilər
aktiv elementlər
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
83

84. Odadavamlı metalların dartılma müqavimətinin (a) və xüsusi möhkəmliyinin (b) temperaturdan asılılıqları.

A
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
b
84

85. Alaşımlamanın istiliyə davamlılığına təsiri

qatı məhlulun əlavələrlə gücləndirilməsi,
artır və ya bir qədər azalır
metal solidus – əsaslar, yəni. başqaları
odadavamlı elementlər
Fazalar - sərtləşdiricilər: ən çox karbidlər və
həmçinin nitridlər, oksidlər, boridlər
Gücləndirici fazaların hissəciklərinin daxil edilməsi üsulları -
toz metallurgiyası,
- “külçə” texnologiyası
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
85

86. Ti – Mo faza diaqramı

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
86

87. Mo – W faza diaqramı

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
87

88. Zr – Nb-nin faza diaqramı

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
88

89. “Böyük dördlük” metalları əsasında istiliyədavamlı ərintilərin tərkibinin layihələndirilməsi sxemi

Me-əsas (Mo, W, Nb, Ta) + həll olunur
istilik müqavimətini artırmaq üçün əlavələr (olar
eyni metallar) və aşağı temperatur
plastiklik (Ti, Zr, Hf, nadir torpaq metalları) + əlavələr,
formalaşma mərhələləri - gücləndiricilər (C və
digər metaloidlər)
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
89

90. Volfram ərintilərinin dartılma müqavimətinin temperaturdan asılılıqları

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
90

91.

94-cü slaydda əyrilərin dekodlanması
Nömrə
əyri
Ərinti
Qəbul üsulu
Vəziyyət və ya emal
1
100% W
Toz metallurgiyası
Deformasiya olunmuş təbəqə
2
W 100% W
-”-
Saxta bar
3
W+10%Ay
-”-
-”-
4
W +15%Ay
Qövs əriməsi
-”-
5
W+20%Ay
Elektron şüasının əriməsi
12050С, 1 saat
6
W+25%Ay
Toz metallurgiyası
Saxta bar
7
W+30%Ay
Elektron şüasının əriməsi
12050С, 1 saat
8
W +50%Ay
Toz metallurgiyası
Saxta bar
9
W +1%Th02
-”-
-”-
10
W +2%Th02
-”-
-”-
11
W +0,12%Zr
Qövs əriməsi
Basma, döymə
12
W +0,57%Nb
-”-
-”-
13
W +0,88%Nb
-”-
-”-
14
W +0,38% TaC
Toz metallurgiyası
Döymə + 10000С, ½ h
15
W +1,18%Нf + 0,086%С
-”-
Basma, döymə
16
W +0,48%Zr + 0,048%C
-”-
-”-
17
Ərinti BB2
Qövs əriməsi
-”-
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
91

92. Molibden ərintilərinin tavlanmış vəziyyətdə kimyəvi tərkibi və xassələri

Orta məzmun, %
Temperatur
başladı
yenidən kristallaşma, 0С
σв at
1315 0С,
MPa
σ100
saat
1315 0С,
MPa
Brend
ərintisi
Ti
Zr
W
Nb
C
Mo
-
-
-
-
<0.005
1100
150
30
TsM-5
-
0,45
-
-
0,05
1600
360
140
TsM-2A
0,2
0,1
-
-
≤0,004
1300
160 saat
1400 0С
65
0,6-a qədər
-
≤0,01
1300
190 saat
1400 0С
90 saat
1200 0С
-
1,4
0,3
1650
380
265
VM-1
VM-3
09.02.2017
0,4 0,15-ə qədər
1
0,45
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
92

93. Niobium ərintilərinin kimyəvi tərkibi və xassələri

Sıxlıq,
q/sm3
Temperatur
başladı
yenidən kristallaşma, 0С
Limit
içində güc
tavlanmış
vəziyyət
12000С-də
σв, MPa
Qrup
ərintilər
Brend
ərintisi
Orta
məzmun
ərintisi
elementlər, %
Aşağı güc
VN-2
4,5 ay
8,6
1000
190
VN-2A
4 ay; 0.7Zr;<0,08C
8,65
1200
240
VN-3
4,6 ay; 1.4Zr; 0.12C
8,6
1200
250
VN-4
9,5 ay; 1.5Zr;
0,3C; 0.03Ce; La
-
1400
2500
Orta güc
Yüksək güc
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
93

94. Radioaktiv metallar

95. Bölmə planı

Radioaktiv parçalanma və nüvə zəncirvari reaksiya.
Nüvə reaktoru.
Uran.
Uranın fiziki, kimyəvi və mexaniki xassələri.
Urana radiasiya ziyanı. Radiativ böyümə
uran.
Uranın qaz şişməsi və onunla mübarizə yolları.
Reaktorun istismarı zamanı uranın ölçü qeyri-sabitliyi.
Əsas ərinti elementləri.
Uran ərintiləri
Plutonium və onun ərintiləri
Torium və onun ərintiləri
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
95

96. Atom nüvələrinin tərkibi

-23
radioaktiv metallardan, əsasən U, Pu və Th istifadə olunur.
-Nüvə nuklonlardan - müsbət yüklü protonlardan və ibarətdir
təxminən eyni kütləyə malik neytronlar.
-Protonların sayı Z (nüvənin müsbət yükü) elektronların sayına bərabərdir.
Z nüvəsinin yükü protonların (və ya elektronların) ümumi sayına bərabərdir.
-Nuklonların sayı (kütləvi sayı) M = Z + N (N – neytronların sayı).
-Bir Z olan bir çox element N və M-nin bir neçə dəyərinə malikdir
-İzotoplar eyni Z, lakin fərqli M olan atomlardır.
-Nüvədəki nuklonlar nüvə qüvvələri ilə birləşir, 6 qat böyükdür,
protonların elektrostatik itələmə qüvvələrindən daha çox.
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
96

97. Nüvələrin parçalanması və birləşməsi Z artdıqca ağır elementlər üçün nüvə qüvvələri əvvəlcə artır, sonra isə azalır. Ağciyərlərin sintezi və ağır olanların parçalanması

Nüvələrin parçalanması və birləşməsi
Z artdıqca nüvə qüvvələri əvvəlcə artır, sonra isə ağır üçün
elementləri azalır.
İşığın sintezi və ağır nüvələrin parçalanması böyük nüvələrin sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur
enerji.
Əsas sabitlik vəziyyəti:
M
Z
2
1,98067 0,0149624 M 3
Enerji itkisi və ya qazancı nəticəsində kütlə qüsuru: m = E/c2,
burada E ayrılan və ya alınan enerjinin miqdarıdır;
c işıq sürətidir.
Nüvələrin birləşməsi nəticəsində 1 kq helium əmələ gəldikdə, bu halda m = 80 q
sərbəst buraxılan enerji E = 4.47 · 1028 MeV (20.000 ton kömürün yanması zamanı olduğu kimi).
Ağır elementlərin nüvələrinin parçalanması da böyük enerji əmələ gətirir (at
1 kq U nüvələrin parçalanması 1 kq He) sintezi zamanı olduğundan 8 dəfə azdır.
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
97

98. Radioaktiv izotop nüvələrinin parçalanma reaksiyalarının növləri (təbii radioaktivlik)

1.
2.
3.
- hissəciklərin sərbəst buraxılması ilə parçalanma (helium nüvələri ilə
M=4 və Z=2). Bu vəziyyətdə yeni bir nüvə meydana gəlir.
Məsələn, 226Ra88 4 2 + 222Rn86.
Pozitron və ya + parçalanma (pozitron – 0e+1)
Məsələn, 30P15 0e+1 + 30Si14 + 0 0,
Harada
-neytrino.
K - tutmaq. Nüvə qabıqdan bir elektron tutur
onun atomu (ən çox K-qabığından), hansı
protonla birləşərək neytron əmələ gətirir.
Məsələn, 55Fe26 + 0e-1 54Mn25 + 1n0.
Nüvədə neytronların çoxluğu varsa, onlar parçalanır: 1n0
1P1 + 0e-1 +0 0.
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
98

99. Nüvələrin hissəciklərlə bombalanması zamanı reaksiyalar

Nüvə reaksiyaları - bombardman edən hissəciklərin nüvələr tərəfindən udulması
Əgər hissəcik nüvə tərəfindən udulmursa, o zaman səpələnmiş deyilir
Bir hissəcik nüvə tərəfindən udulursa, qısa ömürlüdür
(<10-16 сек) ядро, превращающееся в другое, испуская одну или
bir neçə hissəcik
Sərbəst buraxan "həyəcanlı" nüvələrin meydana gəlməsi mümkündür
onun elektromaqnit şüalanma şəklində artıq enerjisi
Bütün nüvə reaksiyalarında Z və M dəyişməz olaraq qalır
reaksiya nəticəsində enerji ayrılır və ya udulur
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
99

100. Bombardman edilmiş nüvələrin effektiv en kəsiyi  (nüvə reaksiyasının baş vermə ehtimalını xarakterizə edir)

Effektiv kəsişmə
bombalanmış nüvələr (səciyyələndirir
nüvə keçmə ehtimalı
reaksiyalar)
P = F N d,
burada P - nüvə proseslərinin sayı;
F – mərmi hissəciklərinin sayı;
d - hədəf folqa qalınlığı;
N - nüvələrin sayı.
-Ölçülər – tövlələr (1 anbar = 10-24 sm2).
-Ən yaxşı bombardman edən hissəciklər neytronlardır
olmayan və reaktorlarda asanlıqla əldə edilə bilər
Coulomb maneəsi var.
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
100

101. Nüvənin 1 nuklidə (Q/M) bağlanma enerjisinin M kütlə sayından asılılığının diaqramı.

Reaksiya
bölmələr
bilər
idarə et
Nüvələrdən
Sintez
Və
(gedir
termonüvədə
reaksiyalar) indiyə qədər
nəzarətsiz
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
101

102. Bölünmə zamanı əmələ gələn uran və torium nüvələrinin % məhsuldarlığının M kütlə sayından asılılığının diaqramı.

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
102

103. Nüvə zəncirvari reaksiya

Onların bombardmanı nəticəsində nüvələr parçalandıqda
neytronlar enerji buraxır və əmələ gətirir
parçalanma neytronları – ani (10-15 san) və
gecikmiş (bölünmədən sonra 0,114-54,3 s)
■ Yaranan neytronlar digər nüvələri parçalayır,
nəticədə daha çox neytron istehsal olunur və
səbəb olduğu nüvə zəncirvari reaksiya var
Bu prosesdə hər itirilənlərin yerinə
orta hesabla neytron nüvələrinin parçalanması əmələ gəlir
birdən çox neytron
■ Zəncirvari reaksiya yalnız idarə oluna bilər
gecikmiş neytronların olması ilə əlaqədardır
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
103

104. Nüvə reaktoru

Nüvə reaktoru bir cihazdır
idarə olunan bölünmə prosesi baş verir
nüvələr.
Zəncirin davamlı keçməsi üçün
nüvə parçalanma reaksiyası kompensasiya edilməlidir
neytron itkiləri - zamanı əmələ gələn neytronların sayı
neytron nüvə parçalanması bərabər olmalıdır
və ya neytronların ilkin sayından çox
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
104

105. Ən sadə nüvə reaktorunun sxematik diaqramı (kütləsi kritikə yaxın)

Əmsal
reproduksiya
K = f n,
sorulmamış hissəsi haradadır
ilkin neytronlar,
f - bu kəsirdən neytronların payıdır
bölünməsinə səbəb oldu
n - yeni neytronların sayı,
bir bölgü zamanı formalaşmışdır
K bərabər və ya daha böyük olmalıdır
1 (lakin bir az - ~ 1.01-ə qədər) belə ki
idarə olunan zəncir var idi
reaksiya.
Əgər K=2 olarsa, bu baş verəcəkdir
10-6 saniyədə atom partlayışı
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
105

106. Heterojen nüvə reaktorunun sxematik diaqramı

1 – uran çubuqları (yanacaq çubuqları);
2 - moderator (ilə
minimum P və atom
çəki - qrafit, Be);
3 - reflektor (materiallardan hazırlanmışdır
moderator kimi);
4 - müdafiə;
5 - idarəetmə çubuğu
(böyük P ilə)
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
106

107. Yanacaq çubuğunun sxematik diaqramı (kesiti)

1 - nüvə çubuğu
yanacaq;
2 - daxili
qabıq;
3 - xarici qabıq;
4 - üçün kanal
soyuducu
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
107

108. URAN Uranın izotop tərkibi və 238U nüvələr tərəfindən neytronların tutulması zamanı reaksiyalar

Uranın izotopları:
234U
238U
(0,006%), 235U (0,712%), 238U (99,28%)
yalnız yüksək enerjili sürətli neytronlar tərəfindən parçalanır. At
termal neytronlarla qarşılıqlı təsir:
+ n 239U92 +
239U 239Np+e
92
93
-1
239Np 239Pu + 0e
93
94
-1
238U
238U
235U
09.02.2017
92
Bu reaksiyalarda enerjinin əhəmiyyətli dərəcədə sərbəst buraxılması yoxdur.
Pu istehsalı üçün yanacaq xammalıdır.
istilik neytronları tərəfindən asanlıqla parçalanan izotopdur
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
108

109. Uranın fiziki, kimyəvi xassələri və polimorf çevrilmələri

Uranın ərimə nöqtəsi 1132 0C-dir.
(bcc) – modifikasiya U 764 775-ə qədər soyuduqda sabitdir
0C.
-faza (mürəkkəb tetraqonal qəfəs) – mövcuddur
7750 ilə 665 0С arasında dəyişir
0
(almaz tor) – 665 C-dən aşağı
β →α keçidi həcmdə güclü azalma ilə baş verir
(sıxlıq 18,1-dən 19,1 q/sm3-ə qədər artır), bu
böyük daxili gərginliklərə səbəb olur
Aşağı elektrik və istilik keçiriciliyi
(= 30 μΩ sm)
■ Havada yüksək kimyəvi aktivlik (qədər
tozun kortəbii yanması), suda və bir çox başqa mühitdə, ilə
maye metal soyuducuları ilə zəif qarşılıqlı təsir göstərir
- Təbii uran praktiki olaraq radiasiyadan təhlükəsizdir
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
109

110.  - bölgəsində yuvarlanan uranın mexaniki xassələrinə temperaturun təsiri, sonradan sürətlə soyudulması.

Temperaturun mexaniki təsirə təsiri
ilə regionda haddelenmiş uranın xüsusiyyətləri
sonra sürətli soyutma
Otaq temperaturunda
təmiz (99,95%)
uran σв=300-500
MPa, =4-10%
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
110

111. Şüalanma və TCO zamanı U formasının və ölçüsünün dəyişməsi

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
111

112. Radiasiya zədələnməsi - nüvə yanacaq çubuqlarının forma və ölçülərinin dəyişməsi, sərtliyin artması, kövrəkləşməsi, məsamələrin əmələ gəlməsi və s.

Radiasiya ziyanı -
nüvə yanacaq çubuqlarının forma və ölçüsünü dəyişdirərək, artır
sərtlik, kövrəklik, məsamələrin və çatların əmələ gəlməsi, kobudluq
səthlər
Radiasiyanın "böyüməsinin" səbəbləri:
1) atomların tarazlıq mövqelərindən yerdəyişməsi,
2) parçalanma məhsullarının kristalliyə daxil edilməsi
sürtmək,
3) "termal zirvələrin" meydana gəlməsi,
4) kristal qəfəsin anizotropiyası
Şişkinlik - qazın yüksək dərəcədə şişməsi
-də əmələ gəlməsi ilə əlaqədar temperatur (>400 0С).
ksenon və kripton nüvələrinin parçalanması
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
112

113. Çoxsaylı istilik dövrləri şəraitində ölçü qeyri-sabitliyi

Güclü tekstura olduqda müşahidə edilir,
teksturanın aradan qaldırılmasını aradan qaldırır
formalaşdırılması
Taxıl nə qədər böyükdürsə, bir o qədər az böyümə, lakin
səthi daha qabarıq olur
Struktur dəyişiklikləri: yenidən kristallaşma,
poliqonizasiya, məsamələrin əmələ gəlməsi
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
113

114. Uran çubuqunun uzunluğunun dəyişməsinin qızdırma və soyutma dövrlərinin sayından asılılığı 100 0С  500 0С 1 – 300 0С-də yuvarlandıqdan və 575 0С-də yumşaldıldıqdan sonra;

Uran çubuqunun uzunluğunun dəyişməsinin saydan asılılığı
isitmə və soyutma dövrləri 100 0С 500 0С
1 – 300 0С-də yuvarlandıqdan və 575 0С-də yumşaldıldıqdan sonra;
2 – 600 0С-də yuvarlandıqdan və 575 0С-də yumşaldıldıqdan sonra; 3 - 600-də yuvarlandıqdan sonra
0С və – bölgəsindən sərtləşmə
SS
kk
O
r
O
ilə
T
b
Sürət
artım aşağı düşür
İLƏ
zəifləməsi ilə
Kimə
faktura
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
114

115. Uran ərintiləri

α-strukturlu ərintilər –
aşağı ərintisi (10-2% Al, Fe, Si),
Mo, Zr, Nb (10%-ə qədər) olan ərintilər – yox
teksturalar, incə dənəli, dağılmışdır
hissəciklər
Mo, Zr, Nb ilə γ-strukturlu (bcc) ərintilər
(10%-dən çox) – azaldılır
formalaşdırmaq, artırmaq
çeviklik və korroziyaya davamlılıq
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
115

116. Keramika və dispersiv nüvə yanacağı (NF)

Keramika YG – U birləşmələri və s.
metaloidlərlə radioaktiv metallar (O, C,
N) – toz üsulları ilə alınır
metallurgiya
Dağılmış YaG ilə kompozitlər var
birləşmələrin diskret hissəcikləri
radioaktiv olmayan metallar
matris (metal, qrafit və ya
keramika)
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
116

117. U – Mo sisteminin faza diaqramı

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
117

118. U – Zr sisteminin faza diaqramı

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
118

119. Plutonium və onun ərintiləri Plutonium polimorfizmi

Polimorf
çevrilmələr
plutoniumda
Tpp,
0С
Kristal qəfəs
allotropik
Pu dəyişiklikləri
Sıxlıq,
q/sm3
472
- OCC
16,5
450
- bədən mərkəzli
16
tetraqonal
310
- GCC
15,9
218
- üz mərkəzli
17,1
rombvari
119
- bədən mərkəzli
17,8
monoklinik
- sadə monoklinik
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
19,8
119

120. Plutoniumun xassələri

■ -Pu – kimyəvi cəhətdən urandan daha aktiv,
- və - radiasiya səbəbindən təhlükəli radiasiya,
çox yüksək CTE və elektrik müqavimətinə malikdir
(145 μΩ.sm);
- dartma gücü 350-400 MPa,<1%.
■ -Fcc qəfəsli Pu plastikdir, xassələri izotropdur,
müsbət temperatur əmsalına malikdir
elektrik müqaviməti və mənfi TCR;
■ polimorf ilə böyük həcmli dəyişikliklər
transformasiyalar;
■ nüvədə saf Pu istifadə etməyin mümkünsüzlüyü
reaktorlar.
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
120

121. Salava plutonium

Al ilə Pu ərintiləri (Al - dispersiv YG - sl. 128 əsasında)
Keçid metal ərintiləri (Zr, Ce, Fe)
Reaktorlar üçün Pu-U, Pu-Th və Pu-U-Mo ərintiləri
sürətli neytronlar
Fissium - məhsulların qarışığı ilə U-Pu ərintiləri
parçalanma (əsasən Mo və Ru)
Aşağı ərimə nöqtəsi ilə Fe, Ni, Co ilə Pu ərintiləri
maye nüvə yanacağı
■ Pu və Ga ərintiləri – fazanın sabitləşməsi güclüdür
həcm dəyişikliklərini azaldır
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
121

122. Pu və onun ərintilərinin Ga ilə uzunluğunun dəyişməsinin temperaturdan asılılıqları

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
122

123. Pu-nun   və   modifikasiyalarında bəzi əlavələrin həll olunma qabiliyyəti.

Bəzi əlavələrin həll olunma qabiliyyəti
və Pu dəyişiklikləri
Fazalar
Alaşımlama
element
Alüminium
13 – 16
12
sink
6
3–6
Serium
24
14
Torium
4
4–5
Titan
4,5
8
Dəmir
1,4 – 1,5
3
sirkonium
70 – 72
Tam
Uran
1
Tam
09.02.2017
Alaşımlamanın təsiri
elementi aşağıya qədər
rayonun sərhəddi
Artır
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
123

124. Pu – Al sisteminin faza diaqramı

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
124

125. Pu – Zr sisteminin faza diaqramı

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
125

126. Pu – U sisteminin faza diaqramı

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
126

127. Pu – Fe sisteminin faza diaqramı

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
127

128. Torium və onun ərintiləri 232Th-nin 233U-ya çevrilməsi reaksiyaları

Torium və onun ərintiləri
Transformasiya reaksiyaları
232 min
232 min+
+
n
90
90
233Pa
232 min
233U-da
0e
+
91
-1
233U
92
+e
Texniki ərimə temperaturu Th 1690 0C.
1400 0C-də fcc qəfəsi ilə -Th, bcc qəfəsi ilə -Th-ə çevrilir.
Sıxlıq - Th 11,65 q/sm3,
Elektrik müqaviməti 20-30 µOhm sm
KTE 11.7 10-6 deg-1 - U-dan bir neçə dəfə azdır
Fcc sayəsində yaxşı çeviklik və izotrop xüsusiyyətlərə malikdir
qəfəs, lakin aşağı güc (HV 40-80)
Yüksək istilik müqaviməti
Kimyəvi aktivliyi uranınkından aşağıdır
Ən çox uran ilə ərintilər şəklində istifadə olunur
konsentrasiyası 235U
09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu
128

129. Th – U sisteminin faza diaqramı

09.02.2017
“Əlvan metalların və ərintilərin quruluşu və xassələri” kursu

Şəkildə. Al-Mg faza diaqramı göstərilmişdir. Diaqramın orta hissəsi daha böyük miqyasda göstərilmişdir.
Sistemdə β(Al3Mg2), γ(Al12Mgl7), ζ(Al52Mg48), ε(Al30Mg23) fazaları əmələ gəlir. β və γ fazaları uyğun olaraq 453 və 460 °C temperaturda əriyir. ε və ζ fazaları müvafiq olaraq 450 və 452 °C temperaturda peritektik reaksiyalar nəticəsində əmələ gəlir.
Sistemdə üç evtektik tarazlıq mövcuddur: 438 °С temperaturda Ж ↔Mg+ γ, 450 °С-də Ж ↔(А1) + β, 448 °С-də Ж ↔ε + β, həmçinin iki evtektik tarazlıq ε -428 °C-də ↔ β + ζ və 410 °C-də ζ ↔β + γ.
Mgb-nin (A1) həll qabiliyyəti bir çox işlərdə tədqiq edilmişdir.

Həllolma Mg:

% (at.) ......................

% (kütləvi) ..............

Mgb-nin (A1) maksimal həllolma qabiliyyəti 16,5% (at.), eləcə də rentgen analiz üsulundan istifadə olunmayan bir sıra digər işlərdə müəyyən edilmişdir. Müxtəlif tədqiqatlarda A1-in (Mg) həll olunma qabiliyyətinə dair məlumatlar da dəyişir. Ən çox ehtimal olunan dəyərlər aşağıdakılardır:

Al həllolma qabiliyyəti:

% (at.) ......................

% (kütləvi) ............

Mənbələr:

1. İkili və çoxkomponentli dəmir əsaslı sistemlərin dövlət diaqramları. Bannykh O.A., Budberg P.B., Alisova S.P. et al., 1986
2. Mis əsaslı ikili və çoxkomponentli sistemlər. tərəfindən redaktə edilmişdir Şuxardina S.V. Elm, 1979
3. İkili metal sistemlərin faza diaqramları ed. Lyakişeva N.P. Maşınqayırma, 1996-2000

Alüminium əsasında aşağı sıxlıq (3 q/sm 3-ə qədər), yüksək korroziyaya davamlılıq, istilik keçiriciliyi, elektrik keçiriciliyi, istilik müqaviməti, aşağı temperaturda möhkəmlik və çeviklik, yaxşı işıqlandırma ilə xarakterizə olunan çoxlu sayda müxtəlif ərintilər istehsal olunur. əks etdirmə qabiliyyəti. Alüminium ərintilərindən hazırlanmış məmulatlar qoruyucu və dekorativ örtüklərlə asanlıqla tətbiq oluna bilər, kəsilərək asanlıqla işlənir və müqavimət qaynağı ilə qaynaq edilə bilər.

Alüminium ərintiləri əsas metal alüminiumla birlikdə beş əsas alaşımlı komponentdən birini və ya daha çoxunu ehtiva edə bilər: mis, silisium, maqnezium, sink və manqan, həmçinin dəmir, xrom, titan, nikel, kobalt, gümüş, litium, vanadium, sirkonium, qalay, qurğuşun, kadmium, vismut və s. Alaşımlı komponentlər kifayət qədər yüksək temperaturda maye alüminiumda tamamilə həll olunur. Bərk məhlul yaratmaq üçün bərk həllolma bütün elementlər üçün məhduddur. Həll edilməmiş hissəciklər ya ərinti strukturunda müstəqil, çox vaxt sərt və kövrək kristallar əmələ gətirir, ya da saf elementlər (silikon, qalay, qurğuşun, kadmium, vismut) şəklində və ya alüminium ilə intermetal birləşmələr şəklində mövcuddur ( A 2 Cu; 3 Al2 Mg 3 ; Al 6 Mn; AlMn;

Al Fe; A 7 Cr;Al 3 Ti; Al2 Al 3 Ni; 2 Alli). İki ilə ərintilərdə

və ya

üç alaşımlı komponent, intermetal birləşmələr ikiqat ( Si, Zn , Mg), üçlü [α (AlFeSiα )] və daha mürəkkəb mərhələlər. α Yaranan bərk məhlul və heterojen struktur komponentlərin olması ərintilərin fiziki, kimyəvi və texnoloji xüsusiyyətlərini müəyyən edir. Alaşımlamanın ərintilərin strukturuna təsiri, bərkimə prosesinin xarakterini, yaranan fazaların tərkibini və bərk vəziyyətdə müxtəlif çevrilmələrin mümkünlüyünü müəyyən edən faza diaqramı ilə təsvir olunur. Şəkildə. 1 - 9 ikili və üçlü alüminium ərintilərinin vəziyyət diaqramlarını nəzərdən keçirin.θ Ərinti θ ").

üç alaşımlı komponent, intermetal birləşmələr ikiqat ( Al-Cu sistemləri.Si. Diaqram göstərir ki, mis tərkibi 0-dan 53% -ə qədər olan sadə evtektik sistem Al() – Al 2 Cu(θ) 548°C temperaturda və tərkibində 33% Cu olan evtektik ilə. Misin maksimum həllolma qabiliyyəti (evtektik temperaturda). -bərk məhlul - 57%. Misin həllolma qabiliyyəti temperaturun azalması ilə azalır və 300°C temperaturda 0,5% təşkil edir. Həll edilməmiş mis A 2 Cu fazası şəklində tarazlıq vəziyyətindədir. Orta temperaturda həddindən artıq doymuş bərk məhlulun parçalanması nəticəsində metastabil ara fazalar əmələ gəlir (6 " Və Al sistemləri -

üç alaşımlı komponent, intermetal birləşmələr ikiqat ( Sistem sırf evtektikdir, 577°C temperaturda və 12,5% tərkibində mövcuddur. Alaşımdakı maqnezium tərkibinin 0-dan 37,5% -ə qədər diapazonu evtektikdir. Evtektika 449°C temperaturda və 34,5% tərkibində mövcuddur. Mg . Bu temperaturda maqneziumun həllolma qabiliyyəti maksimumdur və 17,4% təşkil edir. 300 ° C temperaturda α - bərk məhlul 6,7% həll edir Mg; 100°С-də - l .9% Mg . Həll edilməmiş maqnezium ən çox formada strukturda olurβ-faza (Al 3 Mg 2 ).

üç alaşımlı komponent, intermetal birləşmələr ikiqat ( Al-Zn sistemləri. Bu sistemin ərintiləri 380°C temperaturda 97% sinklə zəngin evtektika ilə evtektik sistem təşkil edir. Zn . Alüminiumda sinkin maksimum həlli 82% -dir. Ərazidə α - bərk məhlulda 391°C-dən aşağı temperaturda qırılma var. Sinklə zənginləşdirilmişdir α -faza 275°C temperaturda 31,6% alüminiumun evtektik qarışığı əmələ gətirmək üçün parçalanır. Zn və 0,6% Al ilə sink. Bundan əlavə, sinkin həllolma qabiliyyəti azalır və 100 ° C temperaturda yalnız 4% -dir.

Alaşımlı faza diaqramları Al-Mn sistemləri, Əl-Fe ərinti elementlərinin çox aşağı konsentrasiyalarında evtektikanın mövcudluğunu göstərir. Manqan istisna olmaqla, bərk vəziyyətdə elementlərin həlli əhəmiyyətsizdir, məsələn, dəmir< 0,05%.

Ərintilərdə Al - Ti sistemləri (bax. Şəkil 1.14), əl- C relementlərin həllolma qabiliyyəti faizin onda bir hissəsidir.

IN ərintisi Al-Pb sistemləri Temperatur azaldıqca, komponentlər iki maye fazanın meydana gəlməsi ilə ərimədə ayrılır. Qatılaşma demək olar ki, alüminiumun ərimə temperaturunda başlayır və ərinti elementinin ərimə temperaturunda başa çatır (monoetektik kristallaşma).

üç alaşımlı komponent, intermetal birləşmələr ikiqat ( Al - Mg - Si sistemləri iki üçlü evtektikadan ibarətdir. Üçlü evtektikƏl-Mg 2 Si - 12% Si və 5% Mg ehtiva edən Si , 555°C temperaturda əriyir. EvtektikƏl-Mg 2 Si-AlbMg2 ərimə nöqtəsi 451°C olan ikili sistemdən demək olar ki, heç bir fərqi yoxdur Al - Al 3 Mg2 . Hər iki üçlü evtektik nöqtəni birləşdirən likvidasiya xətti 595°C temperaturda maksimumdan tam olaraq kvazibinar kəsik (8,15%) boyunca keçir. Mg və 4,75% Si ). Artıq maqneziuma görə (nisbi Mg 2 Si ) silisiumun həll olunma qabiliyyəti α -bərk məhlul çox azalır. ƏrintilərƏl-Mg , xüsusən də tökmə zavodları, silikonun onda bir neçə faizini ehtiva edir və buna görə də qismən sistemə aiddir.Əl-Mg 2 Si - Al 3 Mg 2 .

üç alaşımlı komponent, intermetal birləşmələr ikiqat ( Al - Cu - Mg sistemləri. Bu sistemin vəziyyət diaqramı göstərir ki, ikiqat fazalarla yanaşı A 3 Mg 2 (β ) və Al 2 Cu(θ) bərk məhlul ilə tarazlıqdadır α iki üçlü faza ola bilər S və T. Yüksək mis tərkibli peritektik transformasiyadan sonra kvazibinar kəsişə yaxın kəsik əmələ gəlir. A l-S (evtektik temperatur 518°C) və qismən evtektik bölgə Al - S - Al 2 Cu (evtektik temperatur 507°C). Maqneziumla zəngin faza T ( Al 6 Mg 4 Cu ) faza əsasında yaranır S 467°C temperaturda peritektik dördfazalı reaksiya nəticəsində. 450°C temperaturda sonrakı peritektik dördfazalı reaksiya baş verir ki, burada T fazı β-a çevrilir.

üç alaşımlı komponent, intermetal birləşmələr ikiqat ( Al - Cu - Si sistemləri. Alaşımın faza diaqramı göstərir ki, alüminium silisium və A 2 Cu fazı (evtektik temperatur 525 ° C) ilə sadə üçlü evtektik qismən sistem təşkil edir. Mis və silisiumun birlikdə olması onların qarşılıqlı həllinə təsir göstərmir α - bərk məhlul.

üç alaşımlı komponent, intermetal birləşmələr ikiqat ( Al - Zn - Mg sistemləri. Sistemin alüminium küncünün qurulmasında ikiqat fazalar iştirak edir Al 3 Mg 2 , MgZn 2 və orta kimyəvi tərkibə uyğun gələn üç faza T Al 2 Mg 3 Zn 3 . Bölmələr Al - MgZn 2 və Al -T kvazibinar qalır (evtektik temperatur 447°C). Qismən ərazidə Al - T - Zn 475°C temperaturda peritektik dördfazalı reaksiya baş verir ki, bu reaksiyada T fazası oksigenə çevrilir. MgZn 2 . Sonradan, 365 ° C temperaturda dörd fazalı reaksiya zamanı, fazadan MgZn2 yüksək sink tərkibində faza əmələ gəlir MgZn 5 , alüminium və sinklə birlikdə 343°C temperaturda evtektik reaksiya ilə kristallaşır.

Alüminium əsaslı ərintilərdə əsas komponentlərlə ərintilər elə təmin edilir ki, onların ümumi tərkibi maksimum həll olunma qabiliyyətindən aşağı olsun. İstisna, evtektikanın əlverişli mexaniki xüsusiyyətlərinə görə evtektik və hiperevtektik konsentrasiyalarda istifadə olunan silikondur.

Çirklər və əlavələr faza diaqramını yalnız bir qədər dəyişdirə bilər. Bu elementlər ən çox bərk məhlulda zəif həll olunur və strukturda heterojen çöküntülər əmələ gətirir.

Alüminium bərk məhlulunun bərkiməsi zamanı onun ilkin kristalları daxilində konsentrasiyanın natamam bərabərləşdirilməsi səbəbindən strukturda maksimum həll olunma qabiliyyətindən aşağı konsentrasiyada, xüsusən də tökmə vəziyyətdə evtektik sahələr görünə bilər. Onlar ilkin taxılların sərhədləri boyunca yerləşir və emal qabiliyyətinə mane olurlar.

Alaşımlı əlavələr bərk məhlulda həll olunduğundan, heterojen struktur komponentləri diffuziya yolu ilə yüksək temperaturda uzun müddət qızdırmaqla (homogenləşmə) aradan qaldırıla bilər. İsti deformasiya zamanı taxıl sərhədləri boyunca kövrək çöküntülər mexaniki şəkildə məhv edilir və strukturda zolaq rejimində paylanır. Bu proses tökmə strukturun deformasiyaya uğramış quruluşa çevrilməsi üçün xarakterikdir.

Alüminium ərintiləri emal üsuluna görə işlənmiş və tökmə ərintilərə bölünür.

Alüminium üçün ərinti elementlərinin seçilməsi ilə bağlı əldə edilən nəticələrin təhlili göstərir ki, ən böyük möhkəmlənmə maqnezium tərəfindən təmin edilir, çünki o, iki gücləndirici mexanizmin - bərk məhlulun - α meyarına görə (18.9) və istilik müalicəsi ilə γ = olması ilə xarakterizə olunur. 0,57. Al-Mn sisteminin ərintiləri daha yüksək texnoloji çevikliyə və istilik müqavimətinə malikdir, çünki ω və τ meyarları onlar üçün ən böyük əhəmiyyət kəsb edir. – müvafiq olaraq 0,77 və 0,99. Bundan əlavə, məsaməlilik onlarda ən az inkişaf edir, çünki δ meyarının dəyəri minimaldır. Bununla belə, onlar alüminium-maqnezium ərintiləri kimi gücləndirici istilik müalicəsinə məruz qalmırlar: onlar üçün γ = 0,57 əvəzinə 0,96.

Al-Si sisteminin ərintiləri λ meyarının tərifinə uyğun olaraq maksimum axıcılığa malikdir; Siluminlər kifayət qədər yüksək istilik müqavimətinə malikdir - τ = 0,91, bu manqandan bir qədər azdır. Onların əhəmiyyətli çatışmazlığı aşağı texnoloji plastiklikdir, ω = 0,13, manqan üçün 0,77 və maqnezium üçün 0,50 əvəzinə, termal sərtləşmənin mümkünsüzlüyü - γ = 0,98.

Yuxarıdakıları ümumiləşdirərək qeyd edə bilərik ki, istilik müalicəsinə məruz qalmayan əsas işlənmiş ərintilər Al-Mn sisteminin ərintiləridir, istiliklə sərtləşən - Al-Mg, tökmə - Al-Si. Bu nəticələr yaxşı məlumdur və onların dəyəri ondadır ki, B.B. Qulyayevin vəziyyət diaqramları üçün meyarları işin həqiqi vəziyyətini əks etdirir və istisnasız olaraq bütün əsas ərintilər üçün müəyyən bir əməliyyat və texnoloji xassələri yaratmaq üçün alaşımlı elementləri seçərkən istifadə edilə bilər.

4.4.5 Binar alüminium ərintilərinin faza diaqramları

Alaşımlı elementlərin və alüminium əsaslı ərintilərin komplekslərinin seçilməsi metodologiyasının mənimsənilməsinə nümunə olaraq, texniki və arayış ədəbiyyatında geniş şəkildə təqdim olunan ən məşhurlarından istifadə edilmişdir.

Şəkil 4.4. Al-Ga faza diaqramı

Şəkil 4.5. Al-Ge faza diaqramı
Şəkil 4.6. Al-Li faza diaqramı

Şəkil 4.7. Al-Ag faza diaqramı
Şəkil 4.8. Al-Cu faza diaqramı
Şəkil 4.9. Al-Zn faza diaqramı
Şəkil 4.10. Al-Mg faza diaqramı
Şəkil 4.11. Al-Mn faza diaqramı
Şəkil 4.12. Al-Si faza diaqramı