บ้าน
การพัฒนา
อุตสาหกรรมผลิตอลูมิเนียมหลายเกรดซึ่งมีปริมาณสิ่งสกปรกแตกต่างกันตั้งแต่ 0.001 ถึง 1.0% สิ่งเจือปนตามธรรมชาติที่สำคัญในอลูมิเนียมคือเหล็กและซิลิคอน บนแผนภาพเฟสอะลูมิเนียม-ซิลิคอน (รูปที่ 55) มีจุดยูเทคติกที่ 577 ° C และ 11.7% Si ความสามารถในการละลายของซิลิคอนในอะลูมิเนียมแข็งที่อุณหภูมินี้คือ 1.6% เมื่ออุณหภูมิลดลงถึง 200°C ก็จะลดลงเหลือ 0.05% แผนภาพเฟสของอะลูมิเนียม-เหล็กมีความซับซ้อน โดยมีเฟสกลางหลายเฟส สารประกอบอลูมิเนียมที่ร่ำรวยที่สุดคือ FeAl 3 ระหว่างจุดนั้นกับอะลูมิเนียมจะมีจุดยูเทคติกอยู่ที่ 655°C และมีธาตุเหล็ก 1.8% (รูปที่ 56) ความสามารถในการละลายของเหล็กในอลูมิเนียมที่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิยูเทคติกคือ 0.05%; ต่ำกว่า 400°C ลดลงเหลือศูนย์ ซึ่งหมายความว่าในโลหะผสมไฮโปยูเทคติกสองเท่าของอะลูมิเนียมและเหล็ก โลหะผสมชนิดหลังจะตกตะกอนในรูปแบบของการรวมเฟส FeAl 3 เสมอ ซึ่งมีต้นกำเนิดยูเทคติกหรือปรากฏเนื่องจากการสลายตัวของสารละลายของแข็ง ตะกอนยูเทคติกสามารถก่อตัวได้ที่ความเข้มข้นของเหล็กต่ำกว่า 0.05% อย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากการตกผลึกที่ไม่สมดุล
ในอลูมิเนียมที่มีทั้งเหล็กและซิลิกอน นอกเหนือจากลักษณะเฟสที่ระบุของระบบไบนารี่แล้ว สารประกอบไตรนารีที่ซับซ้อนยังสามารถปรากฏขึ้น - α-FeAlSi และ β-FeAlSi ได้อีกด้วย สิ่งเหล่านี้อาจปรากฏขึ้นโดยตรงระหว่างการตกผลึกในกรณีที่มีสารเจือปนสูงหรือเป็นผลจากการสลายตัวของสารละลายที่เป็นของแข็ง สิ่งเจือปนของเหล็กและซิลิคอนในอะลูมิเนียมเป็นอันตราย เนื่องจากคุณสมบัติทางพลาสติกของอะลูมิเนียมลดลงอย่างมาก สิ่งเจือปนทั้งสองนี้ไม่เพียงแต่บรรจุอยู่ในอะลูมิเนียมปฐมภูมิเท่านั้น แต่ปริมาณของสิ่งเจือปนเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในโลหะผสมอะลูมิเนียมระหว่างการหลอมใหม่ เนื่องจากมีปฏิกิริยากับซิลิกาในวัสดุทนไฟและเครื่องมือหลอมเหล็ก (ช้อน เครื่องขูด) อย่างไรก็ตาม มีโลหะผสมหลายชนิดที่จงใจนำซิลิคอนและเหล็กมาใช้
ลักษณะเฉพาะของอลูมิเนียมที่เป็นพื้นฐานสำหรับโลหะผสมคือไม่ก่อให้เกิดสารละลายของแข็งต่อเนื่องกับโลหะใดๆ เฉพาะในระบบที่มีสังกะสี (รูปที่ 57) ที่อุณหภูมิสูงขึ้นเท่านั้นที่จะมีสารละลายของแข็งขนาดใหญ่เพียงพอ ในกรณีส่วนใหญ่ เฟสขั้นกลางที่เปราะจะปรากฏในระบบไบนารีโลหะอะลูมิเนียม ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเสริมความแข็งแกร่งให้กับอะลูมิเนียมโดยผ่านการก่อตัวของสารละลายที่เป็นของแข็งได้ในระดับที่จำกัดเท่านั้น ดังนั้นจึงใช้วิธีเสริมความแข็งแกร่งอีกวิธีหนึ่ง - ผ่านการก่อตัวของอนุภาคผสมในเมทริกซ์สารละลายที่เป็นของแข็ง เส้นทางนี้กำหนดไว้ล่วงหน้าอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในการใช้การชุบแข็งและความชรา สารละลายโซลิดที่มีขอบเขตจำกัดซึ่งใช้อะลูมิเนียม บังคับให้เราต้องระบุปริมาณของส่วนประกอบอัลลอยด์แต่ละชนิด ซึ่งจะไม่ทำให้เกิดเฟสขั้นกลางที่เปราะในปริมาณที่มากเกินไป
ตามกฎแล้วโลหะผสมอลูมิเนียมดัดประกอบด้วยส่วนประกอบโลหะผสม 2 - 3 ชิ้นขึ้นไปในปริมาณตั้งแต่ 0.2 ถึง 2 - 4% ต่อชิ้น ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือ AMts โลหะผสมสองเท่าที่มี 1.0 - 1.6% Mn แมงกานีสรวมอยู่ในองค์ประกอบของโลหะผสมอลูมิเนียมดัดส่วนใหญ่ในปริมาณ 0.2 - 1.5% จุดประสงค์คือเพื่อชะลอการตกผลึกซ้ำอย่างมีนัยสำคัญ เพิ่มอุณหภูมิของกระบวนการนี้ และด้วยเหตุนี้จึงทำให้โลหะผสมมีความแข็งแกร่งขึ้นที่อุณหภูมิสูง ขัดเกลาเกรนที่ตกผลึกซ้ำ และเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบเชิงซ้อนที่ให้ความต้านทานความร้อนของโลหะผสม
อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ดัดขึ้นรูปส่วนใหญ่สามารถทนต่อการชุบแข็ง (โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงแบบโพลีมอร์ฟิก) และการเสื่อมสภาพ และส่งผลให้มีความแข็งแกร่งขึ้นอย่างมาก ส่วนประกอบการผสมโดยทั่วไปของโลหะผสมที่พิจารณา นอกเหนือจากแมงกานีสแล้ว ได้แก่ ทองแดง แมกนีเซียม ซิลิคอน สังกะสี โลหะผสมทนความร้อนชนิดพิเศษประกอบด้วยเหล็ก นิกเกิล โครเมียม ไทเทเนียม ในปริมาณ 0.2 - 1% ในอะลูมิเนียมอัลลอยด์ทั้งหมด การใช้ไทเทเนียม 0.1 - 0.2% จะทำให้เกรนละเอียดมากในสถานะหล่อ ผลกระทบนี้จะยังคงอยู่บางส่วนหลังจากการตกผลึกซ้ำ เบริลเลียม (0.001 - 0.002%) ถูกเติมลงในโลหะผสมบางชนิดเพื่อลดการเกิดออกซิเดชันระหว่างการหลอมละลาย
ในรูป รูปที่ 58 และ 59 แสดงแผนภาพเฟสคู่ของอะลูมิเนียมที่มีทองแดงและแมกนีเซียม ในทั้งสองกรณี เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในความสามารถในการละลายขององค์ประกอบโลหะผสมในอลูมิเนียม การเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลายที่คล้ายกันนั้นพบได้ในระบบหลายองค์ประกอบซึ่งให้ความเป็นไปได้ในการเสริมสร้างการบำบัดความร้อน อย่างไรก็ตาม ในโลหะผสมเชิงซ้อน เฟสขององค์ประกอบและโครงสร้างที่ซับซ้อนจะอยู่ในสมดุลกับสารละลายอะลูมิเนียมตามแผนภาพเฟสที่สอดคล้องกัน
โลหะผสมอลูมิเนียมดัดทั่วไปเรียกว่า duralumin ซึ่งเป็นโลหะผสมของอลูมิเนียมที่มีทองแดง แมกนีเซียม และแมงกานีส องค์ประกอบของโลหะผสมอะลูมิเนียมดัดทั่วไปบางชนิดแสดงไว้ในตารางที่ 1 5. มีการระบุองค์ประกอบของสิ่งเจือปนของเกรดอลูมิเนียมเกรดหนึ่งด้วย
ตารางที่ 5. องค์ประกอบของโลหะผสมอะลูมิเนียมบางชนิด
| เกรดโลหะผสม | ส่วนประกอบที่เป็นโลหะผสม, % ส่วนที่เหลือของอัล | สิ่งเจือปน % ไม่มีอีกแล้ว | ||||||||
| ลูกบาศ์ก | มก | มน | ศรี | สังกะสี | คนอื่น | เฟ | ศรี | ลูกบาศ์ก | สังกะสี | |
| A5 | - | - | - | - | - | - | 0,3 | 0,3 | 0,02 | 0,06 |
| AMts | - | - | 1,0 - 1,6 | - | - | - | 0,7 | 0,6 | 0,2 | 0,1 |
| เอเอ็มจี6 | - | 5,8 - 6,8 | 0,5 - 0,8 | - | - | 0.1 ติ; 0.001 เว | 0,7 | - | 0,1 | 0,2 |
| D16 (ดูราลูมิน) | 3,8 - 4,9 | 1,2 - 1,8 | 0,3 - 0,9 | - | - | - | 0,2 | 0,25 | - | 0,1 |
| AK8 (ซุปเปอร์ดูราลูมิน) | 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 | - | - |
สมบัติทางกลของโลหะผสมเหล่านี้ในสถานะต่างๆ แสดงไว้ในตารางที่ 1 6. ดังที่เห็นได้จากการผสมการชุบแข็งด้วยความเย็นและการบำบัดความร้อนทำให้สามารถเพิ่มความแข็งแรง (จาก 100 เป็น 560 MPa) และความแข็ง HB (20 - 150) ของอลูมิเนียมได้หลายครั้ง สำหรับอะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูง ความแข็งแรงจำเพาะ (เช่น ที่เกี่ยวข้องกับความหนาแน่น) จะมากกว่าความแข็งแรงของเหล็กและโลหะผสมอื่นๆ นี่คือสิ่งที่กำหนดไว้ล่วงหน้าในการใช้งานเครื่องบิน
อะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เปลี่ยนรูปได้ นอกเหนือจากการแข็งตัวและการเสื่อมสภาพแล้ว มักผ่านการอบอ่อน-ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเนื่องจากการตกผลึกที่ไม่สมดุลในโลหะผสม จึงมีการแยกเดนไดรต์ที่รุนแรงมากเกิดขึ้น และส่วนประกอบยูเทคติกที่ไม่มีความสมดุลปรากฏขึ้น แมกนีเซียมและทองแดงมีการสูญเสียอย่างมากเป็นพิเศษ ดังนั้นตามแผนภาพสถานะสมดุล ส่วนประกอบยูเทคติกในโลหะผสมอลูมิเนียม - ทองแดงควรปรากฏที่ 5.65% Cu เท่านั้น แต่ปรากฏอยู่แล้วที่ 1.6 - 2% Cu คุณลักษณะของการทำความร้อนสำหรับการชุบแข็งอลูมิเนียมอัลลอยด์คือจำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิอย่างเคร่งครัด (±5°) เพื่อป้องกันความเหนื่อยหน่าย (การหลอมละลาย) และเพื่อให้บรรลุผลสูงสุดจากการบำบัดความร้อน ดังนั้นโลหะผสม D16 และ AK8 จึงแข็งตัวจากอุณหภูมิ 495 - 505 ° C และโลหะผสม V95 - จาก 465 - 480 ° C การชุบแข็งจะดำเนินการในน้ำ หลังจากการชุบแข็ง อลูมิเนียมอัลลอยด์จะต้องผ่านกระบวนการธรรมชาติ (20°C 4 - 5 วัน) หรือการบ่มโดยธรรมชาติ การบ่มแบบประดิษฐ์ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสม จะดำเนินการที่อุณหภูมิ 120 - 195 ° C เป็นเวลา 6 - 12 ชั่วโมง การหลอมการตกผลึกซ้ำจะดำเนินการที่ 300 - 350 ° C (อลูมิเนียมบริสุทธิ์) และที่ 350 - 420 ° C (โลหะผสม ).
ตามที่ระบุไว้แล้ว อลูมิเนียมบริสุทธิ์มีความทนทานต่อการกัดกร่อนในบรรยากาศสูง อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีทองแดงและสังกะสีนั้นแย่กว่ามากในเรื่องนี้ โลหะผสมคู่กับแมงกานีสและแมกนีเซียม (AMts และ AMg) ต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศได้เป็นอย่างดี
ตารางที่ 6. สมบัติทางกลของอลูมิเนียมและโลหะผสมบางชนิดในสถานะต่างๆ
| เกรดโลหะผสม | สถานะ | σ ใน, MPa | σ เสื้อ, MPa | δ, % | ψ, % | เนวาดา |
| A5 | อบอ่อน | 80 | 60 | 30 - 40 | 70 - 90 | 25 |
| แข็งตัว | 150 | 120 | 5 - 10 | 50 - 60 | 35 | |
| AMts | อบอ่อน | 130 | 50 | 20 | 70 | 30 |
| แข็งตัว | 220 | 180 | 5 | 50 | 55 | |
| เอเอ็มจี6 | อบอ่อน | 340 | 170 | 20 | - | 70 |
| D16 | อบอ่อน | 210 | 110 | 18 | 55 | 42 |
| แข็งแรงและแก่อย่างเป็นธรรมชาติ | 450 | 330 | 17 | 30 | 105 | |
| เอเค8 | 480 | 380 | 10 | 25 | 135 | |
| B95 | อบอ่อน | 260 | 130 | 13 | - | - |
| อารมณ์และอายุเทียม | 560 | 530 | 8 | 12 | 150 |
อลูมิเนียมอัลลอยด์แบบหล่อมีส่วนประกอบอัลลอยด์เกือบเหมือนกันกับที่ขึ้นรูป แต่ในปริมาณที่มากขึ้นและบนแผนภาพเฟสที่สอดคล้องกัน โลหะผสมแบบหล่อจะตั้งอยู่ใกล้กับความเข้มข้นของยูเทคติกมากกว่า ดังที่แสดงในมาตรา 18 เฉพาะโลหะผสมดังกล่าวเท่านั้นที่มีคุณสมบัติทางเทคโนโลยีการหล่อที่จำเป็นซึ่งทำให้สามารถได้รับการหล่อที่มีรูปทรงที่แข็งแรง
อลูมิเนียมอัลลอยด์หล่อหลายชนิดใช้ระบบอลูมิเนียม - ซิลิคอน (ดูรูปที่ 55) และถูกเรียก ซิลูมิน- อลูมิเนียมยูเทคติกคู่ - ซิลิคอนมีโครงสร้างหยาบมาก ซิลิคอนถูกปล่อยออกมาในรูปของแผ่นขนาดใหญ่ (ในส่วนที่บาง - ในรูปของเข็ม) (รูปที่ 60, a) ดังนั้นโลหะผสมดังกล่าวจึงต้องผ่านการดัดแปลงซึ่งประกอบด้วยการแนะนำโซเดียมในการหลอมก่อนการหล่อซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนกับฟลักซ์ที่มีโซเดียมฟลูออไรด์ ภายใต้อิทธิพลของหนึ่งในพันของเปอร์เซ็นต์ของโซเดียม ตะกอนซิลิกอนจะถูกบดอัดอย่างรวดเร็ว (รูปที่ 60, b) และความแข็งแรงและความเหนียวของโลหะผสมจะเพิ่มขึ้น
กลุ่มโลหะผสมที่สำคัญของการหล่ออะลูมิเนียมนั้นขึ้นอยู่กับระบบไตรภาคของอลูมิเนียม - ซิลิคอน - ทองแดง และระบบคู่ของอลูมิเนียม - แมกนีเซียม กลุ่มพิเศษประกอบด้วยอลูมิเนียมอัลลอยด์ทนความร้อนที่มีทองแดง 4 - 5% และโลหะทรานซิชันเพิ่มเติมเล็กน้อย คุณสมบัติการหล่อของโลหะผสมดังกล่าวต่ำมาก
โลหะผสมหล่ออลูมิเนียมหลายชนิดต้องผ่านการบำบัดความร้อนหลายประเภท ยอมรับการกำหนดโหมดการอบชุบด้วยความร้อนดังต่อไปนี้: T1 - การบ่ม (หลังจากการหล่อโดยไม่ทำให้แข็ง), T2 - การหลอม, T4 - การชุบแข็ง, T5 - การชุบแข็งและการแก่บางส่วน, T6 - การชุบแข็งและอายุที่สมบูรณ์จนถึงความแข็งสูงสุด, T7 - การชุบแข็ง และการรักษาเสถียรภาพ T8 - การชุบแข็งและการทำให้อ่อนลง คุณสมบัติของโลหะผสมหล่ออลูมิเนียมขึ้นอยู่กับวิธีการหล่ออย่างมีนัยสำคัญ โดยที่อัตราการเย็นลงระหว่างการหล่อแข็งตัวและระหว่างกระบวนการหล่อเย็น (สำหรับโลหะผสมที่รับการชุบแข็ง) มีบทบาทชี้ขาด โดยทั่วไปการเพิ่มขึ้นของอัตราการขจัดความร้อนจะทำให้ความแข็งแรงและคุณสมบัติของพลาสติกเพิ่มขึ้น ดังนั้นคุณสมบัติทางกลของการหล่อที่ได้จากการหล่อในแม่พิมพ์ดินทรายและการใช้แบบจำลองขี้ผึ้งจึงมีค่าต่ำกว่าเมื่อหล่อในแม่พิมพ์แบบเย็น และเมื่อหล่อภายใต้ความดัน คุณสมบัติจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากการระบายความร้อนที่คมชัดมาก ตัวอย่างเช่นสำหรับซิลูมินกลายเป็นการดัดแปลงโซเดียมโดยไม่จำเป็น ด้วยเหตุผลเดียวกัน เมื่อหล่อในแม่พิมพ์เย็นและภายใต้แรงกดดัน อนุญาตให้มีปริมาณเหล็กเจือปนที่เป็นอันตรายในปริมาณที่สูงกว่า
ตารางที่ 7. องค์ประกอบของโลหะผสมอลูมิเนียมหล่อบางชนิด
| เกรดโลหะผสม | ส่วนประกอบโลหะผสม % (ที่เหลือคืออัล) | สิ่งเจือปน % ไม่มีอีกแล้ว | ||||||||
| ศรี | ลูกบาศ์ก | มน | มก | เฟ | ศรี | มก | ลูกบาศ์ก | สังกะสี | ผลรวม | |
| อัล2 | 10 - 13 | - | - | - | 0,8 - 1,5 | - | 0,1 | 0,6 | 0,3 | 2,2 - 2,8 |
| อัล4 | 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 ลบ | 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 |
ในตาราง ตารางที่ 7 แสดงองค์ประกอบของโลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อทั่วไปบางส่วน และตาราง 8 - คุณสมบัติทางกล
โลหะผสม AL2 เป็นไซลูมินสองเท่าที่เรียบง่ายขององค์ประกอบยูเทคติกซึ่งไม่ทนต่อการชุบแข็ง การอบชุบด้วยความร้อนจะลดลงเป็นการอบอ่อนหลังการหล่อเพื่อลดความเครียด โลหะผสม AL4 เป็นซิลูมินขององค์ประกอบไฮโปยูเทคติกซึ่งมีแมกนีเซียมถูกนำมาใช้ ซึ่งให้ความเป็นไปได้ที่จะแข็งตัวและแก่ชราอันเป็นผลมาจากความสามารถในการละลายที่หลากหลายของสารประกอบ Mg 2 Si ในอลูมิเนียม โลหะผสมทั้งสองนี้ถูกดัดแปลงด้วยโซเดียม โลหะผสม AL10V (AK5M7) สร้างขึ้นบนพื้นฐานของระบบอลูมิเนียม - ซิลิคอน - ทองแดงพร้อมสารเติมแต่งแมกนีเซียม การแข็งตัวและการเสื่อมสภาพของโลหะผสมนั้นมั่นใจได้ด้วยการละลายได้หลากหลายของสารประกอบเชิงซ้อนในอะลูมิเนียม และคุณสมบัติการหล่อที่ดีนั้นมั่นใจได้ด้วยยูเทคติก A1-Si สองเท่าและยูเทคติกสามเท่า A1-Si-Al 2 Cu ที่เพียงพอ โลหะผสม AL8 เป็นโลหะผสมสองเท่าของอลูมิเนียมและแมกนีเซียม องค์ประกอบอยู่ไกลจากจุดยูเทคติก แต่ก็มีช่วงการตกผลึกมากจึงมีคุณสมบัติการหล่อต่ำ อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางกลที่ดี - ความหนาแน่นต่ำ (2.55 ก./ซม.2) ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม - ระบุถึงการใช้งานที่ค่อนข้างกว้าง การเพิ่มปริมาณแมกนีเซียมและเข้าใกล้องค์ประกอบยูเทคติกจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการหล่อ อย่างไรก็ตาม การหลอมแบบธรรมดาโดยไม่มีฟลักซ์การเคลือบกลายเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากการหลอมจะถูกออกซิไดซ์สูง โลหะผสม AL 19 เป็นวัสดุอุณหภูมิสูงทั่วไปที่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิ 300°C
ตารางที่ 8. คุณสมบัติทางกลของโลหะผสมอลูมิเนียมหล่อ
| เกรดโลหะผสม | สถานะ | σ ใน, MPa | δ, % | เนวาดา |
| อัล2 | แก้ไขนักแสดงแล้ว | 150 | 4 | 50 |
| ดัดแปลงและอบด้วยความร้อนตาม T2 (อบอ่อนที่ 300±10°C เป็นเวลา 3 ชั่วโมง) | 140 | 4 | 50 | |
| อัล4 | หล่อไม่มีการแก้ไข | 150 | 2 | 50 |
| ดัดแปลงและอบร้อนตาม T6 (ดับที่อุณหภูมิ 535±5°C ในน้ำ อบอ่อนที่ 175±5°C เป็นเวลา 15 ชั่วโมง) | 230 | 3 | 70 | |
| AL8 | อบด้วยความร้อนตามมาตรฐาน T4 (แข็งตัวเป็นน้ำมันหลังจากสัมผัสที่อุณหภูมิ 430±5°C, 20 ชั่วโมง) | 290 | 9 | 60 |
| AL10V (AK5M7) | หล่อด้วยแม่พิมพ์ดินทราย | 130 | - | 80 |
| หล่อแบบชิลๆ | 160 | - | 80 | |
| หล่อด้วยแม่พิมพ์ดินทราย อบด้วยความร้อนตามมาตรฐาน T1 (บ่มที่อุณหภูมิ 175°C 10 ชั่วโมง) | 150 | - | 80 | |
| หล่อในแม่พิมพ์แช่เย็น อบด้วยความร้อนตาม T1 (บ่มที่อุณหภูมิ 175°C 10 ชั่วโมง) | 170 | - | 90 | |
| AL19 | อบชุบด้วยความร้อนตามมาตรฐาน T5 (ชุบแข็งตั้งแต่ 545±5°C หลังจากสัมผัสกับน้ำเป็นเวลา 10 ชั่วโมง และบ่มที่อุณหภูมิ 175±5°C, 5 ชั่วโมง) | 340 | 4 | 90 |
ในโลหะผสมอลูมิเนียมหล่อทั้งหมด อนุญาตให้ใช้เหล็ก 0.8 - 1.2% เป็นสารเจือปน ซึ่งจะเข้าไปในโลหะอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างการหลอมใหม่ ดังนั้นในโลหะผสมทั้งหมดจึงมีการระบุเนื้อหาของแมงกานีสซึ่งจะทำให้ผลกระทบที่เป็นอันตรายของเหล็กอ่อนลงโดยเปลี่ยนการหลั่งของส่วนประกอบเหล็กที่มีรูปทรงเข็มให้กลายเป็นองค์ประกอบที่มีขนาดกะทัดรัด
มีโลหะผสมอลูมิเนียมกลุ่มใหญ่มากที่ได้จากการหลอมของเสียและผลิตในรูปของแท่งโลหะ ก่อนหน้านี้โลหะผสมเหล่านี้ถูกเรียกว่ารอง ในการจัดองค์ประกอบ แทบไม่ต่างจากโลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อทั่วไป แต่มีปริมาณเหล็กเพิ่มขึ้นและมีสิ่งเจือปนที่ไม่สามารถควบคุมได้บางส่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่งออกซิเจนในรูปของฟิล์มอะลูมิเนียมออกไซด์ โลหะผสมเหล่านี้ถูกกำหนดด้วยเครื่องหมายโดยเติมตัวอักษร "ch" (ในหมู)
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โลหะผสมสองชั้นต้านการเสียดสีที่มีพื้นฐานมาจากอลูมิเนียมได้ปรากฏขึ้น โดยมีพลวง ดีบุก ทองแดง และตะกั่วในปริมาณ 3 - 6% โลหะผสมมีไว้สำหรับเปลือกแบริ่งธรรมดา อลูมิเนียมอัลลอยด์ประเภทนี้ได้มาในรูปแบบของชั้นบนแถบเหล็กโดยการประมวลผลด้วยแรงดัน เม็ดมีดที่ทำจากอลูมิเนียม - โลหะผสมตะกั่วผลิตโดยโลหะผสมผง คุณลักษณะเฉพาะของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ต้านการเสียดสี (เช่นเดียวกับโลหะผสมต้านการเสียดสีโดยทั่วไป) คือโครงสร้างสองเฟส โดยเฟสต่างๆ มีความแข็งแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ในระหว่างการทำงาน ในระหว่างการเสียดสีกับคอของเพลาเหล็ก เฟสอ่อนจะเกิดขึ้นอย่างแข็งแกร่งยิ่งขึ้น และช่องว่างที่เกิดขึ้นจะทำหน้าที่เป็นช่องทางธรรมชาติที่สารหล่อลื่นถูกกระจายไปทั่วพื้นผิวเสียดสีทั้งหมด ในโลหะผสมของอลูมิเนียมที่มีพลวงและทองแดง เฟสแข็งคือสารประกอบ AlSb และ A1 2 Cu และเฟสอ่อนคือตัวอลูมิเนียมเอง ในโลหะผสมที่มีดีบุกและตะกั่ว เป็นโลหะเหล่านี้ที่สร้างชั้นอ่อนตามขอบเขตของเมล็ดอะลูมิเนียมที่แข็งกว่า
อาจารย์ V.S. Zolotorevskyข้อมูลทั่วไปการใช้งาน
อลูมิเนียมหลัก
บทบาทของสิ่งสกปรกและธาตุผสม
ระบบการผสมและการจำแนกประเภทเบื้องต้น
โลหะผสม
โครงสร้างและคุณสมบัติของแท่งโลหะและการหล่อ
โครงสร้างและคุณสมบัติของข้ออ้อย
ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป
โลหะผสมอลูมิเนียมอุตสาหกรรม
(รายงานของนักเรียน)
09.02.2017
2
วรรณกรรมการศึกษา
ฉัน. โนวิคอฟ V.S. Zolotorevsky, V.K. ช่างตัดเสื้อและฯลฯ โลหะวิทยา เล่มที่ 2 MISiS, 2014 (บทที่ 15)
ปริญญาตรี โคลาเชฟ, V.I. ลิวานอฟ, V.I. อีลาจิน.
โลหะวิทยาและการบำบัดความร้อนของวัสดุที่ไม่ใช่เหล็ก
โลหะและโลหะผสม มิซิส, 2548.
ปะทะ Zolotorevsky, N.A. ที่รัก โลหะวิทยา
โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ส่วน: อลูมิเนียมอัลลอยด์
MISiS, 2000. (ฉบับที่ 1564).
วรรณกรรมอื่น ๆ (อย่างน้อย 5 แหล่ง)
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
3
หัวข้อรายงานพร้อมการนำเสนอ
1.2.
3.
4.
5.
6.
ซิลูมินส์
ดูราลูมิน
แมกนาเลีย
อลูมิเนียมอัลลอยด์ทนความร้อน
อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูง
อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีลิเธียม
รายงาน (20-30 นาที) หารือเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมี
โครงสร้างและคุณสมบัติของโลหะผสมอุตสาหกรรม พื้นที่
การใช้งาน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
4
ลักษณะทั่วไปของอะลูมิเนียมและโลหะผสม
ปริมาณสำรองขนาดใหญ่ (8% Al) ในเปลือกโลกอันดับที่ 1 ในบรรดาโลหะที่ไม่ใช่เหล็กโดยปริมาตร
การผลิต – มากกว่า 30 ล้านตัน/ปี (15% ของสหพันธรัฐรัสเซีย)
ราคา - 1,500-2,600 เหรียญสหรัฐฯ/ตัน (~1,500 เหรียญสหรัฐฯ/ตัน)
ความสว่าง - น้ำหนักเฉพาะ 2.7 g/cm3
ความแข็งแรงสูง (โลหะผสม) - สูงถึง 700 MPa
ทนต่อการกัดกร่อนสูง
ค่าการนำไฟฟ้าสูง (2/3 ของ Cu)
เทคโนโลยีชั้นสูงสำหรับการประมวลผลทุกประเภท
ความเป็นไปได้ของการใช้ขยะ
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
5
พื้นที่ใช้งานของอลูมิเนียมและโลหะผสม
วิทยาศาสตร์การบินและจรวดการขนส่งทางบกและทางน้ำ
วิศวกรรมเครื่องกล
วิศวกรรมไฟฟ้า
การก่อสร้าง
บรรจุภัณฑ์ (สำหรับอาหาร ยา ฯลฯ)
เครื่องใช้ในครัวเรือน
พื้นที่พิเศษ
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
6
อลูมิเนียมปฐมภูมิ องค์ประกอบทางเคมีของอลูมิเนียมปฐมภูมิเกรดมาตรฐานบางเกรด (GOST 11069-2001) “อลูมิเนียมทุติยภูมิ” - อัลอัลลอยด์จากเศษเหล็ก
อะลูมิเนียมหลักองค์ประกอบทางเคมีของเกรดมาตรฐานบางเกรดของประถมศึกษา
อลูมิเนียม (GOST 11069-2001)
"อลูมิเนียมรีไซเคิล" - อัลอัลลอยด์จากเศษและของเสีย
ยี่ห้อ
เฟ,%
ศรี, %
ลูกบาศ์ก,%
สังกะสี, %
ที, %
ที่เหลืออยู่, %
ทั้งหมด
สิ่งเจือปน,%
อัล, %
ไม่
น้อย
มีความบริสุทธิ์สูง
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
ความบริสุทธิ์ทางเทคนิค
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 (เฟ+ซี)
0,05
0,1
0,02
0,03
1,00
99,35
A0
0.95 (เฟ+ซี)
0,05
0,1
0,02
0,03
1,00
99,00
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
7
สมบัติทางกายภาพของอัลเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะชนิดอื่น
คุณสมบัติอัล
เฟ
ลูกบาศ์ก
จุดหลอมเหลว 0C
660
1539
1083
650
1652
จุดเดือด 0С 2494
ความหนาแน่น ก./ซม.3
2872
2,7
2595
7,86
1107
8,9
3000
1,738
4,5
คอฟฟ์. ภาคเรียน. ขยายออกไป, 106* K-1
23,5
12,1
17,0
26,0
8,9
อุดร ความต้านทานไฟฟ้า 108* โอห์ม*ม
2,67
10,1
1,69
4,2
54
การนำความร้อน W*m-1*K-1
238
78,2
397
156
21,6
ความร้อนของการหลอมเหลว, J*g-1
405
272
205
293
358
ความร้อนของการระเหย kJ*g-1
10,8
6,1
6,3
5,7
9,0
โมดูลัสความยืดหยุ่น GPa
70
220
132
44
112
มก
ติ
Pure Al มีความแข็งต่ำ - 10-15НВ, ความแข็งแรง = 50-70 MPa และสูง
ความเป็นพลาสติก =30-45%
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
8
สิ่งเจือปนหลักในอะลูมิเนียมและโลหะผสม
เหล็กซิลิคอน
Fe+Si – เฟส Al3Fe, Al5FeSi (β) และ Al8Fe2Si (α)
สังกะสี
ทองแดง
แมกนีเซียม
ตะกั่วและดีบุก
โซเดียม
ไฮโดรเจน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
9
10. ระบบพื้นฐานหลักสำหรับโลหะผสมอะลูมิเนียมอุตสาหกรรม
อัล-ซี, อัล-ซี-มก. (ซิลูมิน)Al-Si-Cu-Mg (ทองแดงซิลูมิน)
อัล-คู [-Mn] (ทนความร้อน)
Al-Mg (แมกนีเซียม)
อัล-มก-ซี (เครื่องบิน)
Al-Cu-Mg (ดูราลูมิน)
Al-Cu-Mg-Si (การปลอม)
Al-Zn-Mg (เชื่อมได้)
Al-Zn-Mg-Cu (ความแข็งแรงสูง)
อัล-ลี-คู-มก. (อัลตราไลท์)
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
10
11. การจำแนกประเภทขององค์ประกอบโลหะผสมและสิ่งสกปรกในโลหะผสมอลูมิเนียมอุตสาหกรรมตามผลกระทบต่อการก่อตัวขององค์ประกอบโครงสร้างต่างๆ
การจำแนกประเภทของธาตุเจือและสิ่งเจือปนในอลูมิเนียมอัลลอยด์อุตสาหกรรมตามผลกระทบ
การก่อตัวขององค์ประกอบโครงสร้างต่างๆ
องค์ประกอบโครงสร้าง
เกิดจากสารเติมแต่งและ
สิ่งสกปรก
การผสม
องค์ประกอบและสิ่งสกปรก
สารละลายโซลิด (Al) และเฟสหลัก Cu, Mg, Si, Zn, Li, (Mn) –
- เสริมสร้างความชรา
การผสมหลัก
องค์ประกอบ - เลเยอร์ 12-14
ยูเทคติกส์ที่ไม่ละลายน้ำ (ระหว่างการอบอ่อน) - Fe, Si, Ni, Mn, (Mg, Cu)
เฟสอิคัล
คริสตัลปฐมภูมิ
เฟ, Ni, Mn, ศรี, (Zr, Cr, Ti)
สารกระจายตัวที่อุณหภูมิสูง - Mn, Zr, Cr, Ti, Sc (บางครั้ง
ไม่มีเครื่องทำความร้อน
+ลูกบาศ์ก เฟ ศรี ฯลฯ)
สารเติมแต่งขนาดเล็กที่มีผลเพียงเล็กน้อยต่อ Be, Cd, Sr, Na, Ti, B
09.02.2017
หลักสูตรองค์ประกอบเฟส “โครงสร้างและคุณสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
11
12. แผนภาพเฟส Al-Cu
13. แผนภาพเฟส Al-Mg
14. แผนภาพเฟสอัลซี
15. ลักษณะของแผนภาพเฟสประเภทยูเทคติกที่เกิดจากอลูมิเนียมที่มีองค์ประกอบโลหะผสมหลัก
№ฉันยาเสพติด - Sp,
สิ่งต่างๆ
น้ำหนัก%
องค์ประกอบ (ที่%)
เสีย
น้ำหนัก%
(ที่.%)
ละลาย
0ซี
เฟสในสภาวะสมดุลด้วย (Al)
(เนื้อหา
ที่สอง
ส่วนประกอบ, น้ำหนัก%)
1
ลูกบาศ์ก
5,7 (2,5)
33,2
(17,5)
548
CuAl2 (52% Cu)
2
มก
17,4 (18,5) 35
(36) 450
Mg5Al8 (35%มก.)
3
สังกะสี
82
(49,3)
94,9
(75) 382
(สังกะสี)
(>99%สังกะสี)
4
ศรี
1,65
(1,59)
12
(12)
(ศรี)
(>99.5%ศรี)
09.02.2017
577
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
15
16. ลักษณะของแผนภาพเฟสคู่ของอลูมิเนียมที่มีโลหะทรานซิชันอยู่ในโลหะผสมอลูมิเนียมเป็นสิ่งเจือปนหรือ
ลักษณะของไดอะแกรมเฟสคู่ของอะลูมิเนียมด้วยโลหะทรานซิชันที่มีอยู่ในอลูมิเนียม
โลหะผสมเป็นสิ่งเจือปนหรือองค์ประกอบการผสม (ดูสไลด์
11)
№
การผสม
องค์ประกอบ
(ประเภทแผนภูมิ)
เอสพี,
น้ำหนัก%
(ที่.%)
1
ค่าธรรมเนียม)
0,05
(0,03) 1,8
(0,9) 655
FeAl3 (40%เฟ)
2
นิ(อี)
0,04
(0,02) 6,0
(2,8) 640
NiAl3 (42%Ni)
3
ซี(อี)
0,05
(0,01) 12
(2,6) 650
CeAl4 (57%Ce)
3
มิน(อี)
1,8
(0,89) 1,9
(0,91) 658
4
ส(อี)
0,3
(0,2)
0,6
(0,4) 655
ScAl3 (36%Sc)
5
เคล็ดลับ)
1,3
(0,8)
0,12
(0,08) 661
TiAl3 (37%Ti)
6
ซอาร์(พี)
0,28
(0,1)
0,11
(0,04)
661
ZrAl3 (53%Zr)
7
เครดิต(พี)
0,8
(0,4)
0,4
(0,2) 661
CrAl7 (22%Cr)
09.02.2017
ซี,พี ,
น้ำหนัก%
(ที่.%)
เต, พี, 0ซี
เฟสอยู่ในสภาวะสมดุลด้วย
(อัล)
(เนื้อหา
องค์ประกอบที่สอง
น้ำหนัก%)
MnAl6 (25% ล้าน)
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
16
17. พื้นที่องค์ประกอบของโลหะผสมอะลูมิเนียมและการจำแนกประเภทตามโครงสร้าง
1.โลหะผสมชนิดสารละลายของแข็ง(เมทริกซ์) (ล้นหลาม
เปลี่ยนรูปได้มากที่สุด
โลหะผสมเช่นเดียวกับโรงหล่อ
ขึ้นอยู่กับระบบ Al – Cu, Al – Mg และ AlZn-Mg);
2. โลหะผสมไฮโปยูเทคติก
(โลหะผสมซิลูมินส่วนใหญ่ซึ่งมีความสำคัญมากที่สุด
องค์ประกอบการผสมคือ
ซิลิคอน เช่น ประเภท AK7 และ
AK8M3 ก็เช่นกัน
โลหะผสมดัดใน
โดยเฉพาะประเภท AK4-1);
3.โลหะผสมยูเทคติก (ซิลูมิน
พิมพ์ AK12 และ AK12M2);
4.โลหะผสมไฮเปอร์ยูเทคติก
(ไซลูมินไฮเปอร์ยูเทคติก
เช่น AK18)
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
17
18.
คุณสมบัติทั่วไปโครงสร้างและคุณสมบัติของแท่งโลหะ
และการหล่ออลูมิเนียม
โลหะผสม
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
18
19. การตกผลึกที่ไม่มีความสมดุล
โครงสร้างจุลภาคโลหะผสม Cu อัล-5%
เอ็น
จ
09.02.2017
ผลลัพธ์ของการตกผลึกที่ไม่สมดุลคือผลลัพธ์
การแพร่กระจายไม่สมบูรณ์เมื่อ
อัตราการทำความเย็นที่แท้จริง
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
19
20. รูปแบบที่ Metastable ของไดอะแกรมเฟส Al-PM
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
20
21. โครงสร้างมาโครและจุลภาคทั่วไปของโลหะผสมอลูมิเนียมหล่อไฮโปยูเทคติก
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
21
22. โครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมหล่อ
23. ลักษณะของโครงสร้างนักแสดง
1) รูปร่างและขนาดของผลึก (ธัญพืช)2) รูปร่างและขนาดของเซลล์เดนไดรต์ (Al);
3) องค์ประกอบ โครงสร้าง สัณฐานวิทยา และเศษส่วนปริมาตรของอนุภาค
ขั้นตอนการกำเนิดการตกผลึกส่วนเกิน
4) การกระจายตัวขององค์ประกอบผสมและสิ่งสกปรกเข้า
(อัล)
5) ลักษณะของโครงสร้างพื้นฐาน (การกระจายและ
ความหนาแน่น
ความคลาดเคลื่อน
ขนาด
เมล็ดย่อย
และ
เซลล์เคลื่อน มุมที่ผิดทิศทาง
สารคัดหลั่งทุติยภูมิ);
6) จำนวน ขนาด และการกระจายของรูขุมขน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
23
24. ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของเซลล์เดนไดรต์ (d) และอัตราการทำความเย็น (Vcool) d=A V-nocool
โวห์ล เค/ซี10-3
ง, ไมโครเมตร
1000
เงื่อนไขในการรับการหล่อ
100
100
ต่อเนื่อง
การคัดเลือกนักแสดง
103
10
หล่อเม็ดใหญ่(ลงน้ำ)
106
1
การได้รับตาชั่ง (การปั่น)
109
0,1
การได้รับเกล็ดที่บางเฉียบ
09.02.2017
หล่อขนาดใหญ่ลงดิน
การคัดเลือกนักแสดง
แท่งโลหะ,
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
แม่พิมพ์เย็น
24
25. ขีดจำกัดความเข้มข้นสำหรับลักษณะของยูเทคติกที่ไม่สมดุล (Sk บนสไลด์ที่ 20)
ขีดจำกัดความเข้มข้นของการปรากฏตัวยูเทคติกไม่มีความสมดุล (C บนสไลด์ 20)
ถึง
กับ, %
ลูกบาศ์ก
มก
สังกะสี
ศรี
สมดุล
สุดยอด
ความสามารถในการละลาย
เอสพี, %
5,65
17,4
82,2
1,65
0.5-2 เคลวิน/นาที
0,1
4,5
20,0
0,1
80-100 เคลวิน/นาที
0,1
0,5
2,0
0,1
1,000 เคลวิน/นาที
0,3
1,0
3,0
0,2
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
25
26. เศษส่วนปริมาตร (QV) และขนาด (m) ของอนุภาคของเฟสและรูขุมขนส่วนเกิน
QV = Cx/Ce)1/(1-K),ที่ไหน
Ce – ความเข้มข้นของยูเทคติก
K - สัมประสิทธิ์การกระจาย (Czh/Ctv)
Cx คือความเข้มข้นของธาตุผสมในโลหะผสม
ม. = บีดี,
โดยที่ d คือขนาดของเซลล์เดนไดรต์
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
26
27. สัณฐานวิทยาของระยะส่วนเกิน
รูปร่างอนุภาคจำนวนมากและหลากหลายของเฟสส่วนเกินในรวมถึงเฟสเดียวกันระหว่างการตกผลึกที่แตกต่างกัน
เงื่อนไข:
1) หลอดเลือดดำตามขอบเขตของเซลล์เดนไดรต์
2) โครงกระดูก;
3) เข็ม, จาน;
4) คริสตัลที่แตกต่างอย่างประณีต (ด้านใน
ยูเทคติกส์) ในโลหะผสมที่อยู่ใกล้กับจุดยูเทคติก ฯลฯ
ด้วยการเพิ่มอัตราการทำความเย็นและการตกผลึกขนาดอนุภาค
ลด
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
27
28. สัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันของระยะส่วนเกิน
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
28
29. การปรับเปลี่ยนโครงสร้างการหล่อ
การปรับเปลี่ยนสำหรับการบดผลึกปฐมภูมิ
ตัวอย่างของตัวดัดแปลง: เกรน (อัล) - Ti และ
Ti+B, ปฐมภูมิ (Si) – Cu+P
การดัดแปลงยูเทคติกส์
ตัวดัดแปลง (Si) ในยูเทคติก: คลอไรด์, Sr,
REM - เปลี่ยนรูปร่างของผลึกเดี่ยว
ตกผลึกภายในยูเทคติก
อาณานิคม
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
29
30. เฟสที่มี Fe- และ Si หลักในโลหะผสมอลูมิเนียม
Al3Fe, α(Al8Fe2Si), β(Al5FeSi)Al15(เฟ,Mn)3Si2
Al6(เฟ, Cu, Mn), Al7FeCu2
Al9FeNi
Al8FeMg3Si6
การกระจายตัวของธาตุผสมบนหน้าตัด
เซลล์ dendritic (Al) - สไลด์ 23
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
30
31. โครงสร้างภายในของเดนไดรต์ (Al)
32.
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและคุณสมบัติของแท่งโลหะและการหล่อ
ด้วยการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
การหลอม
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
32
33. การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระหว่างการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและการชุบแข็ง
การละลายของเฟสส่วนเกินที่ไม่สมดุลต้นกำเนิดการตกผลึก
2) การกำจัดของเหลวในผลึกภายใน
องค์ประกอบการผสม
3) การสลายตัวของสารละลายอลูมิเนียมในระหว่าง
การคงตัวของอุณหภูมิคงที่กับการก่อตัว
ทรานซิชันโลหะอลูมิไนด์ (ในโลหะผสม
ที่มีสารเติมแต่งดังกล่าว)
4)
เปลี่ยน
สัณฐานวิทยา
เฟส
การตกผลึก
ต้นทาง,
ไม่
ละลายได้ในสารละลายที่เป็นของแข็ง
1)
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
33
34. การละลายของเฟสที่ไม่สมดุลอันเป็นผลมาจากการแพร่กระจาย
ที่ไหนP= (Q A d/2) / (D S (B+K Q) ,
P - เวลาที่การสลายตัวโดยสมบูรณ์ของเฟส
d คือขนาดของเซลล์เดนไดรต์
Q คือเศษส่วนปริมาตรของเฟสที่ไม่สมดุล
S คือพื้นผิวทั้งหมดของการรวม
D คือค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายขององค์ประกอบอัลลอยด์เข้า
(อัล);
A, B และ K - ค่าสัมประสิทธิ์คงที่สำหรับโลหะผสม
องค์ประกอบที่กำหนด
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
34
35. การสลายตัวของเฟสที่ไม่สมดุล
สมการเชิงประจักษ์:p=b0 + b1m หรือ p = amв
โดยที่ m คือความหนาของอนุภาคที่ละลาย
- การหล่อโลหะผสม AMg9 ที่อุณหภูมิ
ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน 4400C p = -1.6 + 0.48m,
- แท่งโลหะผสม D16 ที่อุณหภูมิการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
4800C p = 0.79 + 1.66m หรือ
p = 0.63 m1.2 (m - เป็นไมครอน, p - ต่อชั่วโมง)
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
35
36. การกำจัดของเหลวในผลึก
= 5.8l02/(2D),โดยที่ l0 = d/2
สัมประสิทธิ์ D การแพร่กระจายที่ Tg, cm2/s:
มก. สังกะสี ศรี - 10-9
ลูกบาศ์ก - 10-10
พรรณี - 10-12
เฟ, Mn, Cr, Zr -10-13 - 10-14
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
36
37. Dispersoids ของ Mn, Zr และ Ti aluminide
38. การกระจายตัวและการทำให้เป็นทรงกลมของซิลิคอนยูเทคติกระหว่างการให้ความร้อนเพื่อดับ
39.
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในระหว่างทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและการแข็งตัว
(ต่อจากสไลด์ 33)
5) การเปลี่ยนแปลงของเกรนและความคลาดเคลื่อน
โครงสร้างของสารละลายอะลูมิเนียมแข็ง
6) การสลายตัวของสารละลายอลูมิเนียมตามหลัก
องค์ประกอบการผสมระหว่างการทำความเย็นหลังจากนั้น
การถือครองอุณหภูมิคงที่
7) การพัฒนาความพรุนทุติยภูมิ
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
39
40. โครงสร้างที่ดีหลังการชุบแข็งและอายุของการหล่อ (FEM)
41.
คุณสมบัติทั่วไปโครงสร้างและคุณสมบัติ
พิการ
ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
41
42. . โครงสร้างและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ขึ้นรูปกึ่งสำเร็จรูป
การเสียรูป:“เย็น” - ที่อุณหภูมิห้อง
อบอุ่น - ระหว่างอุณหภูมิห้องถึง
0.5-0.6 Tmel
ร้อน - สูงกว่า 0.5-0.6 Tmel
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
42
43. แรงดันไหล
แรงดันไฟฟ้าในปัจจุบัน-
การเสียรูปเย็นและร้อนของความเครียดจากการไหลของอะลูมิเนียมเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง
เพิ่มขึ้นตั้งแต่เริ่มเกิดการเสียรูปจนถึงขั้นถูกทำลายตามกฎแห่งอำนาจ
กฎ:
- ที่
โดยที่และ m คือสัมประสิทธิ์ m< 1
- พร้อม OMD สุดฮอต
= ม.
σ ค่าคงที่โดยประมาณ (ระยะคงที่)
หลังจากการเสียรูป 10-50%
- อิทธิพลรวมของอุณหภูมิ T และอัตราความเครียดต่อ σ
กำหนด (ผ่านโครงสร้าง) โดยพารามิเตอร์ Zener-Holomon:
Z = ประสบการณ์(Q/kTdef)
σ ขึ้นอยู่กับ logZ เป็นเส้นตรง
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
43
44.
โครงสร้างของการเปลี่ยนรูปผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปก่อนและหลัง
การบำบัดความร้อน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
44
45. โครงสร้างเส้นใย (a) และตกผลึกใหม่ (b) โครงสร้างเกรน (SM)
ก09.02.2017
ข
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
45
46. แผนผังโครงสร้างหลังการกลิ้งซ้ำโดยการวิเคราะห์รูปแบบของอิเล็กตรอนแบบกระจายกลับ EBSD ใน SEM
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
46
47. พื้นผิวที่ผิดรูป
1. ในแผ่นรีด - เนื้อกลิ้งคู่ (110)<112>(หลักเข้าเทคนิคอัล) และ (112)<111>(หลักเป็นโลหะผสม)
2. หลังจากกด ดึง กลิ้งแท่งและสายไฟแล้ว
หน้าตัดแบบกลม ทำให้เกิดพื้นผิวแกนคู่<111>และ
<100>.
3. ในแถบกดและโปรไฟล์ผนังบาง - พื้นผิว
การกลิ้ง + แกนสำหรับอัตราส่วนความหนาที่มาก
ความกว้าง.
4. ในท่อที่ผลิตโดยการกด รีด และวาด เนื้อ "ทรงกระบอก" (เนื้อกลิ้งหลังการตัด
ท่อแล้วหมุนให้แบน)
5. แท่งอารมณ์เสียมีพื้นผิวตามแนวแกน<110>
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
47
48. แผนผังสถานะโครงสร้างของโลหะผสมดัดแข็ง AK8 ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและอัตราการเปลี่ยนรูปด้วยความร้อนระหว่างการเปลี่ยนรูป
แผนภาพสถานะโครงสร้างของการชุบแข็งทำโลหะผสม AK8 ขึ้นอยู่กับ
อุณหภูมิและอัตราการเปลี่ยนรูปร้อนที่
ร่าง
การกด
การประทับตรา
กลิ้ง
การปลอม
09.02.2017
1 - การตกผลึกซ้ำ
เลขที่;
2- เต็ม
การตกผลึกซ้ำ;
3- การตกผลึกซ้ำ
เริ่มหลังจาก
การเสียรูป;
4- โครงสร้างแบบผสม
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
48
49. โครงสร้างย่อย (Al) หลังจากการส่งคืนและการเย็บอนุภาคในผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่เป็นเส้นใย
0.5 ไมโครเมตร09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
49
50. สารดิสเพอร์ซอยด์ในโครงสร้างสุดท้ายของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่มีรูปทรงผิดปกติ (FEM)
1 ไมโครเมตร1ไมโครเมตร
200 นาโนเมตร
200 นาโนเมตร
51. การแปรรูปโลหะผสมอลูมิเนียมด้วยความร้อนเชิงกล
HTMO – การเปลี่ยนรูปร้อนเมื่อได้รับโครงสร้างรูปหลายเหลี่ยมที่ยังคงอยู่หลังจากนั้น
การดับหรือการหลอม - เสริมความแข็งแกร่งเมื่อเปรียบเทียบกับ
สถานะตกผลึกใหม่ (Al) (“ผลกระทบจากการกด” หรือ “การเสริมความแข็งแกร่งของโครงสร้าง”)
CTMO – การเปลี่ยนรูปเย็น (กลิ้ง) หลังจากนั้น
แข็งตัวก่อนอายุ
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
51
52. วิธีการรับโครงสร้างนาโนคริสตัลไลน์ - โดยการแนะนำระหว่างการสลายตัวของ (อัล) อนุภาคนาโนของขั้นตอนการเสริมกำลัง (ในการหล่อและโลหะผสมดัด
วิธีการได้รับโครงสร้างนาโนคริสตัลไลน์
- การแนะนำเฟสเสริมกำลังอนุภาคนาโนระหว่างการสลายตัวของอนุภาคนาโน (Al)
(ในการหล่อและโลหะผสมขึ้นรูป)
- ด้วยพลาสติกชนิดเข้มข้น
การเสียรูปในรูปแบบต่างๆ:
แรงบิดภายใต้อุทกสถิต
ความดัน (KGD)],
การกดเชิงมุมช่องเท่ากัน
(อีแคป)
กลิ้งหลายครั้ง
การผสมทางกล
และอื่นๆเพื่อให้ได้เมล็ดพืชขนาดนาโน
ใน (อัล)
53.
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
53
54. การเสียรูปพลาสติกอย่างรุนแรง (SPD)
1จริง(1)
พลาสติกเข้มข้น
การเสียรูป (IPD)
ขนาดของการเสียรูปในงาน SPD
คำนวณโดยใช้สูตร ε=-ln(1- /1) โดยที่ สำหรับ
แผ่นคือความแตกต่างของขนาดดั้งเดิม (เส้นผ่านศูนย์กลาง
หรือความหนา) ของชิ้นงานและขนาดภายหลังการเสียรูป
เช่น ถ้าชิ้นงานเดิมมีความหนา 10
มม. และจากการกลิ้งเราได้แผ่นหนึ่งจากมัน
หนา 1 มม. แล้ว
ε=-ln(1- (10-1)/10)=ln(0.1)=2.3
ด้วย IPD ε สามารถเข้าถึง 3-4 ขึ้นไปในครั้งเดียว
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
54
55. แผนการ ECAP และ QGD
ECAP - การกดตัวอย่างซ้ำๆ ผ่านช่องโดยไม่ต้องเปลี่ยน
แบบฟอร์ม
.
การเสียรูปของ QGD เนื่องจากแรงเสียดทานตาม
พื้นผิวตัวอย่างดิสก์
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
55
56. โลหะผสมอลูมิเนียมหล่ออุตสาหกรรม
ระบบการผสมขั้นพื้นฐานการทำเครื่องหมาย
องค์ประกอบทางเคมีและเฟส
คุณสมบัติของโครงสร้างและคุณสมบัติ
ซิลูมินและโลหะผสมหล่อสำหรับ
ขึ้นอยู่กับระบบ Al – Mg, Al – Cu และ Al – Zn
– มก
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
56
57. ระบบการกำหนดโลหะผสมอลูมิเนียมหล่ออุตสาหกรรมในรัสเซียและสหรัฐอเมริกา
ระบบพื้นฐานอัล-คู
อัล-ซี-คู, อัล-ซี-มก,
อัล-ซี-คู-มก
อัล-ซี
อัล-มก
อัล-Zn
อัล-ซน
09.02.2017
สหรัฐอเมริกา (เอเอ)
2XX.0 (224.0)
3XX.0 (356.0)
4XX.0 (413.0)
5XX.0 (514.0)
7XX.0 (710.0)
8XX.0 (850.0)
รัสเซีย (GOST 1583-89)
(AM5)
(AK12M2MgN)
(AK12)
(AMg5K)
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
57
58. ลักษณะเปรียบเทียบคุณสมบัติของโลหะผสมหล่อ
ระบบทนทาน
คร.
ชั้นวาง
สว่าง
นักบุญ
สวาร์.
อัล-ซี
1
2
1
2
3
3
อัล-ซี-มก
2
1-2
1
2
3
3
อัล-ซี-คู
2
1-2
2
1
3
3
อัล-ซี-คู-มก
2-3
1
2
1
2-3
3
อัล-คู
3
3
3
1
1
2
อัล-มก
1-2
3
1
3
2
3
09.02.2017
พลาสติก. ทนความร้อน
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
58
59. รับประกันคุณสมบัติทางกลของซิลูมินตาม GOST 1583-93
แสตมป์โลหะผสม
ทาง
การคัดเลือกนักแสดง
สถานะ
AK7ch
ถึง
T6
235
1
70
AK9ch
ซี เค
T6
230
3
70
AK8M3ch
ถึง
T5
390
4
110
AK12MMg
เอ็น
ถึง
T6
215
0,7
100
09.02.2017
ใน, MPa, %
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
เนวาดา
59
60. สมบัติทางกลของการหล่อโลหะผสมตามระบบ Al–Cu และ Al–Mg ตาม GOST 1583-93
อัลลอยAM5
AM4.5Kd
AMg6l
AMg6lch
AMg10(AL27)
09.02.2017
ทาง
การคัดเลือกนักแสดง
ใน MPa
, %
เนวาดา
ซี
333
4
90
ถึง
333
4
90
ถึง
490
4
120
ซี
190
4
60
ถึง
220
6
60
ซี เค
230
6
60
ซี
200
5
60
ถึง
240
10
60
ซี เค
250
10
60
ซี เค
320
12
75
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
60
61. โลหะผสมที่ทำขึ้นทางอุตสาหกรรม
ระบบการผสมขั้นพื้นฐาน เครื่องหมายองค์ประกอบทางเคมีและเฟส
โลหะผสมที่ไม่แข็งตัวด้วยความร้อนขึ้นอยู่กับ
ระบบ Al – Fe – Si, Al – Mg, Al – Mn,
คุณสมบัติของโครงสร้างและคุณสมบัติ
โลหะผสมที่ชุบแข็งด้วยความร้อนได้
ระบบ Al – Cu, Al – Mg, Al – Mg – Si,
อัล – Cu – Mg, อัล – สังกะสี – Mg – Cu, Al – Mg – Cu –
หลี่.
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
61
62. ระบบการกำหนดโลหะผสมอลูมิเนียมดัดอุตสาหกรรมในรัสเซียและสหรัฐอเมริกา
ขั้นพื้นฐานระบบ
>99.0% อัล
อัล-คู
อัล-มิน
อัล-ซี
อัล-มก
อัล-มก-ซี
อัล-Zn
พักผ่อน
09.02.2017
สหรัฐอเมริกา (เอเอ)
1XXX
2XXX
3XXX
4XXX
5XXX
6XXX
7XXX
8XXX
(1180)
(2024)
(3005)
(5086)
(6010)
(7075)
(8111)
รัสเซีย (GOST 4784-74)
ตัวเลข – (ตัวอักษร)
10ปปป –
(AD1)
11ปป – (D16, AK4-1)
14ปป – (AM)
15ปป – (AMg6)
13ปป – (AB, AD31)
19ปป –
(B95)
–
- (AZh0.8)
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
62
63. ความเข้มข้นขององค์ประกอบการผสมหลักในโลหะผสมดัดอุตสาหกรรม
ลูกบาศ์ก,%มก., %
สังกะสี, %
ศรี, %
หลี่ .%
อัล-คู-มก
3-5
0,5-2
-
-
-
อัล-มก-ซี
-
0,3-1,2
-
0,3-1,2
-
อัล-สังกะสี-มก
-
1-3
3-6
-
-
อัล-คู-มก-ซี
1-5
0,3-1,2
-
0,3-1,2
-
อัล-Zn-Mg-Cu
0,5-3
1-3
5-9
-
-
อัล-ลี-คู-มก
0–4
0-5
–
–
1–3
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
63
64. ลักษณะเปรียบเทียบคุณสมบัติของโลหะผสมที่เปลี่ยนรูปได้
ขั้นพื้นฐานระบบ
ทนทาน พลาสติก. จารอป.
คร.
เดฟอร์.
สวาร์.
อัล-มก
1-2
3
1
3
2
3
อัล-คู
3
3
3
1
2
2
อัล-มก-ซี
2
3
2
3
3
2
อัล-คู-มก
3
3
2
1
3
1
อัล-สังกะสี-มก
1
2
1
3
3
2
อัล-Zn-Mg-Cu
3
2
1
2
2
1
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
64
65. การกำหนดบางสถานะสำหรับโลหะผสมอะลูมิเนียมที่เปลี่ยนรูปได้
ประเภทของการบำบัดความร้อนการกำหนดใน
RF1)
การกำหนด
ในสหรัฐอเมริกา2)
ไม่มีการบำบัดความร้อน ไม่มีการควบคุมการแข็งตัวของงาน
–
เอฟ
การหลอมเพื่อการชุบแข็งที่สมบูรณ์
ม
โอ
สภาวะงานเย็นโดยไม่มีการบำบัดความร้อน
เอ็น
H1
สถานะงานเย็นและอบอ่อนบางส่วน
H1, H2, H3
H2
สถานะแข็งตัวเย็นและเสถียร
–
H3
แข็งตัวหลังจากการเสียรูปบวกกับธรรมชาติ
ริ้วรอย
ต
T4
แข็งตัวหลังจากการเสียรูปบวกกับความชรา
ความแข็งแรงสูงสุด
T1
T6
การแข็งตัวหลังจากการเสียรูปบวกกับอายุที่มากเกินไป
ที2,ที3
T7
การดับหลังจากการเสียรูป, การเสียรูปเย็น,
ความชราเทียม (ATMA)
T1H
T8
1)
ตัวอักษรรัสเซีย,
09.02.2017
2)
ตัวอักษรละติน
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
65
66. สมบัติเชิงกลทั่วไปของโลหะผสมอะลูมิเนียมดัดที่ไม่แข็งตัวด้วยความร้อน
อัลลอยประเภทของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป
สถานะ
วี
MPa
0,2,
MPa
, %
AD00
แผ่น
ม
60
–
28
AD1
แผ่น
เอ็น
145
–
4
AMts
แผ่น
เอ็น
185
–
4
เอเอ็มจี2
แผ่น
ม
165
–
18
เอเอ็มจี2
ประวัติโดยย่อ
ม
225
60
13
เอเอ็มจี3
แผ่น
ม
195
100
15
เอเอ็มจี6
แผ่น
ม
155
155
15
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
66
67. สมบัติเชิงกลทั่วไปของโลหะผสมที่ทำจากอลูมิเนียมชุบแข็งด้วยความร้อน
อัลลอยประเภทของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป
สถานะ
ใน MPa
0.2, เมกะปาสคาล
, %
D16
แผ่น
ต
440
290
11
D20
การตีขึ้นรูป
T1
375
255
10
เอเค8
บาร์
T1
450
–
10
เอบี
แผ่น
ม
145
–
20
เอบี
ประวัติโดยย่อ
T1
294
225
10
AD31
บาร์
T1
195
145
8
B95
บาร์
T1
510
420
6
V96ts
การตีขึ้นรูป
T1
590
540
4
1915
แผ่น
ต
315
195
10
เอเค4-1
บาร์
T1
390
315
6
1420
ประวัติโดยย่อ
T1
412
275
7
1450
แผ่น
T1
490
430
4
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
67
68. ตัวอย่างตั๋วทดสอบ
1.2.
3.
4.
5.
ในพื้นที่ใดของแผนภาพสถานะ
มีส่วนผสมของอลูมิเนียมอัลลอยด์ด้วย
คุณสมบัติการหล่อที่ดี?
กระบวนการใดเกิดขึ้นระหว่างการชุบแข็ง?
ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่ผิดรูปจาก
อลูมิเนียมอัลลอยด์?
การปรับเปลี่ยนโครงสร้างโรงหล่อ
อลูมิเนียมอัลลอยด์
โครงสร้างและคุณสมบัติของดูราลูมิน
ซิลูมินที่ปราศจากทองแดง
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
68
69. โลหะทนไฟและโลหะผสม
70. แผนมาตรา
โลหะทนไฟซึ่งมีอยู่มากมายในเปลือกโลกแอปพลิเคชัน. โลหะสี่บิ๊ก
คุณสมบัติทั่วไปของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์และคริสตัล
โลหะทนไฟที่มีโครงตาข่าย bcc
คุณสมบัติทางกายภาพ
คุณสมบัติทางเคมี วิธีการปกป้องโลหะทนไฟจาก
ปฏิสัมพันธ์กับก๊าซอากาศ
องค์ประกอบของสารเคลือบป้องกันและวิธีการใช้กับวัสดุทนไฟ
โลหะและโลหะผสม
สมบัติทางกล: ปัญหาความเปราะเย็นและทนความร้อน
หลักการผสมโลหะทนไฟเพื่อสร้าง
โลหะผสมทนความร้อน
โลหะผสมอุตสาหกรรม
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
70
71. อุณหภูมิการทำงานสูงสุดของโลหะผสมทนความร้อนบนฐานต่างๆ
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
71
72. คุณสมบัติของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์
โลหะทนไฟของกลุ่ม IV-VII – เฉพาะกาลd-องค์ประกอบ
V และ Cr อยู่ในช่วงหลักที่ 1 Zr
Nb และ Mo ใน II, Ta, W, Nb และ Re ใน III
ดังนั้นจึงไม่ได้เติมให้เต็ม
ระดับ 3d-, 4d- และ 5d และจำนวนอิเล็กตรอนต่อ
ระดับภายนอกเกือบจะเท่ากัน
ส่งผลให้โครงสร้างผลึกทั้งหมด
โลหะเหล่านี้ก็อยู่ใกล้กันเช่นกัน
การแก้ไขอย่างน้อยหนึ่งรายการมี BCC
กระจังหน้าที่มีคุณสมบัติครบถ้วน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
72
73. ความอุดมสมบูรณ์ในเปลือกโลก โครงสร้างผลึก และคุณสมบัติทางกายภาพบางประการของโลหะทนไฟ
ความหนาแน่น,กรัม/ซม3
เฉพาะเจาะจง
ความต้านทานไฟฟ้า,
ไมโครโอห์ม ซม
อุณหภูมิ
การเปลี่ยนแปลง
สื่อกระแสไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม
สถานะ,
ถึง
ขวาง
ส่วน
การจับกุม
ความร้อน
นิวตรอน
โรงนา
โลหะ
เนื้อหา
วี
บนบก
เห่า,
%
พิมพ์
ผลึก
ตะแกรง
เซอร์โคเนียม
0,022
-จีพี
-โอทีสเค
1852
6,5
42
0,7
0,18
วาเนเดียม
0,0150
สำเนาลับถึง
1900
6,14
24,8
5,13
4,98
ไนโอเบียม
0,0024
สำเนาลับถึง
2468
8,58
12,7
9,22
1,15
แทนทาลัม
0,00021
สำเนาลับถึง
3000
16,65
12,4
4,38
21
โครเมียม
0,020
สำเนาลับถึง
1875
7,19
12,8
-
3,1
โมลิบดีนัม
0,0015
สำเนาลับถึง
2625
10,2
5,78
0,9-0,98
2,7
ทังสเตน
0,0069
สำเนาลับถึง
~3400
19,35
5,5
0,05
19,2
รีเนียม
1·10-7
แพทย์ทั่วไป
3180
21,02
19,14
1,7
86
ทองแดง
0,007
09.02.2017
จุดหลอมเหลว 0C
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
73
74. จุดหลอมเหลวของโลหะทรานซิชันคาบยาวสามคาบ
Tmelt สูงสุด – ที่6 (d+s)-อิเล็กตรอน
สูงสุดเมื่อใด
ความแข็งแรงของแรงพันธะระหว่างอะตอม
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
74
75. คุณสมบัติทางเคมี แผนภาพแสดงการขึ้นต่อของอัตราการออกซิเดชันตรงเวลาที่อุณหภูมิคงที่
ความเป็นกรดเริ่มต้นขึ้นแข็งแกร่ง
r 400-5,000C.
ที่ t-rah
เหตุผล
และออกซิไดซ์เชิงเส้น
- จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของออกไซด์ต่ำ
(279 และ 3630С สำหรับ Re2O7, 795 และ
14600Сสำหรับ MoO3)
- คริสหลวม กระจังหน้าแข็งแรง
แตกต่างจากโลหะ
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
75
76. ปฏิกิริยากับไฮโดรเจนและไนโตรเจน
มีไฮโดรเจน โลหะหมู่ VI และรีเนียมเข้าสถานะของแข็งไม่โต้ตอบ
โลหะกลุ่ม IV และ V มีการใช้งานอย่างแข็งขัน
ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนที่สูงกว่า 250-3000C
ด้วยการก่อตัวของไฮไดรด์
สารทนไฟทั้งหมดมีปฏิกิริยากับไนโตรเจน
โลหะ โดยเฉพาะกลุ่ม IV น้อยกว่าโครเมียมอื่นๆ
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
76
77. บรรยากาศป้องกันและการเคลือบ
บรรยากาศในการป้องกัน: สุญญากาศ, อาร์กอน,ไฮโดรเจน (สำหรับ W และ Mo)
ได้รับการเคลือบป้องกัน
ชุบโครเมี่ยม, ชุบซิลิกอน,
ออกซิเดชัน (Al2O3, ThO2, ZrO2)
การสะสมสูญญากาศหลายชั้น (Cr,
Si) ตามด้วยการแพร่กระจาย
การหลอม
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
77
78. สมบัติทางกล ปัญหาหลัก 2 ประการ - ความเปราะเย็นและการทนความร้อน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของการหดตัวแบบสัมพัทธ์
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
78
79. ธรรมชาติของความเปราะเย็นของโลหะ bcc
1. บทบาทของสิ่งสกปรก โดยเฉพาะสารละลายที่ก่อตัวขึ้นการดำเนินการ
- การจำกัดความสามารถในการละลาย
- การแบ่งแยกความคลาดเคลื่อน
- การแบ่งแยกสมดุลที่ชายแดน
ธัญพืช
- การก่อตัวของอนุภาคของเฟสส่วนเกิน
2. ผลกระทบของโครงสร้างความคลาดเคลื่อน
3. ผลของโครงสร้างเกรน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
79
80. การละลายของคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจนในโลหะทนไฟของกลุ่มย่อย VA และ V1A ที่อุณหภูมิห้อง
โลหะความสามารถในการละลาย ▪ 10-4,%
คาร์บอน
ไนโตรเจน
ออกซิเจน
โมลิบดีนัม
0,1 -1
1
1
ทังสเตน
< 0,1
<0,1
<1
ไนโอเบียม
100
200
1000
แทนทาลัม
70
1000
200
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
80
81. แบบแผนโครงสร้างของโลหะ bcc ทนไฟในสถานะต่าง ๆ ของโครงสร้าง a – d ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง d – g - โครงสร้างความคลาดเคลื่อนเหม็น
แบบแผนโครงสร้างของโลหะ bcc ทนไฟในรูปแบบต่างๆรัฐ
a – d - โครงสร้างในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
d – g - โครงสร้างความคลาดเคลื่อนของฟอยล์ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
a – สถานะนักแสดง; ข – พิการ;
c - สถานะตกผลึกใหม่ d – ผลึกเดี่ยว;
d – การกระจายตัวของการเคลื่อนที่ที่เป็นเนื้อเดียวกัน
อี – โครงสร้างเซลล์ g – โครงสร้างรูปหลายเหลี่ยม
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
81
82. แบบแผนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของการเปลี่ยนผ่านแบบเปราะ - เหนียวของโลหะทนไฟ (Txr) ระหว่างการผสม
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
82
83.วิธีลดความเปราะบางจากความเย็นจัด
ลดความเข้มข้นของสิ่งสกปรกการดำเนินการ
การถอดตาข่ายขอบเขตมุมสูง
การสร้างโครงสร้างรูปหลายเหลี่ยม
การบดเมล็ดพืช
ผสมกับรีเนียมและทางเคมี
องค์ประกอบที่ใช้งานอยู่
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
83
84. การพึ่งพาอุณหภูมิของความต้านทานแรงดึง (a) และความแข็งแรงจำเพาะ (b) ของโลหะทนไฟ
ก09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
ข
84
85. ผลของการผสมต่อการต้านทานความร้อน
สารละลายแข็งเสริมความแข็งแกร่งด้วยสารเติมแต่งเพิ่มขึ้นหรือลดลงเล็กน้อย
โซลิดัสของโลหะ – พื้นฐาน เช่น คนอื่น
องค์ประกอบทนไฟ
เฟส - สารทำให้แข็ง: ส่วนใหญ่มักเป็นคาร์ไบด์และ
ไนไตรด์, ออกไซด์, โบไรด์ด้วย
วิธีการแนะนำอนุภาคของขั้นตอนการเสริมความแข็งแกร่ง –
ผงโลหะวิทยา,
- เทคโนโลยี "ลิ่ม"
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
85
86. แผนภาพเฟสของ Ti – Mo
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
86
87. แผนภาพเฟส Mo – W
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
87
88. แผนภาพเฟสของ Zr – Nb
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
88
89. โครงการออกแบบองค์ประกอบของโลหะผสมทนความร้อนโดยใช้โลหะ "บิ๊กโฟร์"
มีเบส (Mo, W, Nb, Ta) + ละลายได้สารเติมแต่งเพื่อเพิ่มความต้านทานความร้อน (ได้แก่
โลหะชนิดเดียวกัน) และอุณหภูมิต่ำ
ความเป็นพลาสติก (Ti, Zr, Hf, โลหะหายาก) + สารเติมแต่ง
ขั้นตอนการขึ้นรูป – ตัวเสริมความแข็งแกร่ง (C และ
เมทัลลอยด์อื่นๆ)
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
89
90. การพึ่งพาอุณหภูมิของความต้านทานแรงดึงของโลหะผสมทังสเตน
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
90
91.
การถอดรหัสเส้นโค้งบนสไลด์ 94ตัวเลข
คดเคี้ยว
อัลลอย
วิธีการรับสินค้า
สภาพหรือการประมวลผล
1
100%W
ผงโลหะวิทยา
แผ่นผิดรูป
2
กว้าง 100% กว้าง
-”-
บาร์ปลอมแปลง
3
W+10%โม
-”-
-”-
4
W +15%โม
อาร์คละลาย
-”-
5
W+20%โม
การหลอมลำอิเล็กตรอน
12050С, 1 ชั่วโมง
6
W+25%โม
ผงโลหะวิทยา
บาร์ปลอมแปลง
7
W+30%โม
การหลอมลำอิเล็กตรอน
12050С, 1 ชั่วโมง
8
W +50%โม
ผงโลหะวิทยา
บาร์ปลอมแปลง
9
W +1%Th02
-”-
-”-
10
W +2%Th02
-”-
-”-
11
W +0.12%Zr
อาร์คละลาย
การกดการปลอม
12
W +0.57%Nb
-”-
-”-
13
W +0.88%Nb
-”-
-”-
14
W +0.38%แทซี
ผงโลหะวิทยา
การตีขึ้นรูป + 10,000С, ครึ่ง ชม
15
W +1.18%NF + 0.086%С
-”-
การกดการปลอม
16
W +0.48%Zr + 0.048%C
-”-
-”-
17
อัลลอยด์ BB2
อาร์คละลาย
-”-
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
91
92. องค์ประกอบทางเคมีและสมบัติของโลหะผสมโมลิบดีนัมในสถานะอบอ่อน
เนื้อหาเฉลี่ย %อุณหภูมิ
เริ่ม
การตกผลึกซ้ำ, 0С
σвที่
1315 0С,
MPa
σ100
ที่
1315 0С,
MPa
ยี่ห้อ
โลหะผสม
ติ
ซ.ร
ว
ไม่มี
ค
โม
-
-
-
-
<0.005
1100
150
30
ทีเอสเอ็ม-5
-
0,45
-
-
0,05
1600
360
140
ทีเอสเอ็ม-2เอ
0,2
0,1
-
-
≤0,004
1300
160 ณ
1,400 0ซ
65
มากถึง 0.6
-
≤0,01
1300
190 ณ
1,400 0ซ
90 ณ
1200 0ซ
-
1,4
0,3
1650
380
265
วีเอ็ม-1
วีเอ็ม-3
09.02.2017
มากถึง 0.4 0.15
1
0,45
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
92
93. องค์ประกอบทางเคมีและสมบัติของโลหะผสมไนโอเบียม
ความหนาแน่น,กรัม/ซม3
อุณหภูมิ
เริ่ม
การตกผลึกซ้ำ, 0С
ขีดจำกัด
ความแข็งแกร่งใน
อบอ่อน
เงื่อนไข
ที่ 12,000С
σв, MPa
กลุ่ม
โลหะผสม
ยี่ห้อ
โลหะผสม
เฉลี่ย
เนื้อหา
การผสม
องค์ประกอบ %
ความแข็งแรงต่ำ
วีเอ็น-2
4.5 เดือน
8,6
1000
190
วีเอ็น-2เอ
4 โม; 0.7Zr;<0,08C
8,65
1200
240
วีเอ็น-3
4.6Mo; 1.4Zr; 0.12C
8,6
1200
250
วีเอ็น-4
9.5Mo; 1.5Zr;
0.3C; 0.03ซีอี; ลา
-
1400
2500
ความแข็งแรงปานกลาง
มีความแข็งแรงสูง
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
93
94. โลหะกัมมันตภาพรังสี
95. แผนส่วน
การสลายกัมมันตภาพรังสีและปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ดาวยูเรนัส
สมบัติทางกายภาพ เคมี และทางกลของยูเรเนียม
ความเสียหายจากรังสีต่อยูเรเนียม การเจริญเติบโตแบบแผ่รังสี
ยูเรเนียม
การพองตัวของก๊าซยูเรเนียม และวิธีการแก้ไข
ความไม่เสถียรมิติของยูเรเนียมระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์
องค์ประกอบการผสมหลัก
โลหะผสมยูเรเนียม
พลูโตเนียมและโลหะผสมของมัน
ทอเรียมและโลหะผสมของมัน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
95
96. องค์ประกอบของนิวเคลียสของอะตอม
-23โลหะกัมมันตภาพรังสีส่วนใหญ่ใช้ U, Pu และ Th
-นิวเคลียสประกอบด้วยนิวคลีออน - โปรตอนที่มีประจุบวกและ
นิวตรอนที่มีมวลประมาณเท่ากัน
-จำนวนโปรตอน Z (ประจุบวกของนิวเคลียส) เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน
-ประจุของนิวเคลียส Z เท่ากับจำนวนโปรตอน (หรืออิเล็กตรอน) ทั้งหมด
-จำนวนนิวคลีออน (เลขมวล) M = Z + N (N – จำนวนนิวตรอน)
- องค์ประกอบหลายตัวที่มีหนึ่ง Z มีค่าหลายค่าคือ N และ M
-ไอโซโทปคืออะตอมที่มี Z เหมือนกัน แต่มี M ต่างกัน
-นิวเคลียสในนิวเคลียสถูกพันธะด้วยแรงนิวเคลียร์ ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่า 6 ลำดับความสำคัญ
มากกว่าแรงผลักไฟฟ้าสถิตของโปรตอน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
96
97. การสลายและการหลอมรวมของนิวเคลียส เมื่อ Z เพิ่มขึ้น แรงนิวเคลียร์จะเพิ่มขึ้นก่อนแล้วจึงลดลงสำหรับธาตุหนัก การสังเคราะห์ปอดและการสลายของหนัก
การสลายและการหลอมรวมของนิวเคลียสเมื่อ Z เพิ่มขึ้น แรงนิวเคลียร์จะเพิ่มขึ้นก่อน จากนั้นจึงเพิ่มแรงหนัก
องค์ประกอบจะลดลง
การสังเคราะห์แสงและการสลายตัวของนิวเคลียสหนักจะมาพร้อมกับการปล่อยนิวเคลียสขนาดใหญ่
พลังงาน.
สภาพเสถียรภาพหลัก:
ม
ซี
2
1.98067 0.0149624 ม.3
ข้อบกพร่องมวลเนื่องจากการสูญเสียหรือได้รับพลังงาน: m = E/c2,
โดยที่ E คือปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาหรือได้มา
c คือความเร็วแสง
เมื่อฮีเลียม 1 กิโลกรัมเกิดขึ้นจากการหลอมรวมของนิวเคลียส m = 80 กรัม
พลังงานที่ปล่อยออกมา E = 4.47 · 1,028 MeV (เช่นในระหว่างการเผาไหม้ถ่านหิน 20,000 ตัน)
การสลายนิวเคลียสของธาตุหนักยังก่อให้เกิดพลังงานมหาศาล (ที่
การสลายตัวของนิวเคลียส 1 กิโลกรัม U น้อยกว่าระหว่างการสังเคราะห์ 1 กิโลกรัม He 8 เท่า)
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
97
98. ประเภทของปฏิกิริยาการสลายตัวของนิวเคลียสไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (กัมมันตภาพรังสีธรรมชาติ)
1.2.
3.
- สลายตัวเมื่อมีการปล่อยอนุภาคออกมา (ฮีเลียมนิวเคลียสด้วย
M=4 และ Z=2) ในกรณีนี้จะเกิดนิวเคลียสใหม่ขึ้น
ตัวอย่างเช่น 226Ra88 4 2 + 222Rn86
โพซิตรอนหรือ + สลายตัว (โพซิตรอน – 0e+1)
ตัวอย่างเช่น 30P15 0e+1 + 30Si14 + 0 0 ,
ที่ไหน
-นิวตริโน
เค – จับภาพ นิวเคลียสจับอิเล็กตรอนจากเปลือก
อะตอมของมัน (ส่วนใหญ่มักมาจาก K-shell) ซึ่ง
รวมกับโปรตอนเกิดเป็นนิวตรอน
ตัวอย่างเช่น 55Fe26 + 0e-1 54Mn25 + 1n0
หากมีนิวตรอนมากเกินไปในนิวเคลียส นิวเคลียสจะสลายตัว: 1n0
1P1 + 0e-1 +0 0.
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
98
99. ปฏิกิริยาเมื่อโจมตีนิวเคลียสด้วยอนุภาค
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ - การดูดซับอนุภาคที่ระดมยิงด้วยนิวเคลียสหากนิวเคลียสไม่ดูดซับอนุภาค แสดงว่าอนุภาคกระจัดกระจาย
หากอนุภาคถูกดูดกลืนโดยนิวเคลียสจะมีอายุสั้น
(<10-16 сек) ядро, превращающееся в другое, испуская одну или
หลายอนุภาค
การก่อตัวของนิวเคลียสที่ "ตื่นเต้น" เกิดขึ้นได้ซึ่งจะปล่อยออกมา
พลังงานส่วนเกินในรูปของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ทั้งหมด Z และ M ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และใน
พลังงานถูกปล่อยหรือดูดซับอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยา
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
99
100. ภาพตัดขวางที่มีประสิทธิผล ของนิวเคลียสที่ถูกทิ้งระเบิด (ระบุลักษณะความน่าจะเป็นของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น)
ภาพตัดขวางที่มีประสิทธิภาพนิวเคลียสที่ถูกทิ้งระเบิด (ลักษณะ
ความน่าจะเป็นที่จะผ่านนิวเคลียร์
ปฏิกิริยา)
P = F ยังไม่มี ง ,
โดยที่ P คือจำนวนกระบวนการนิวเคลียร์
F – จำนวนอนุภาคกระสุนปืน
d คือความหนาของฟอยล์เป้าหมาย
N – จำนวนคอร์
-ขนาด – โรงนา (1 โรงนา = 10-24 ตร.ซม.)
-อนุภาคที่ระดมยิงได้ดีที่สุดคือนิวตรอนซึ่ง
สามารถหาได้ง่ายในเครื่องปฏิกรณ์และไม่มีเลย
มีสิ่งกีดขวางคูลอมบ์
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
100
101. แผนภาพแสดงการพึ่งพาพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสต่อ 1 นิวไคลด์ (Q/M) บนเลขมวล M
ปฏิกิริยาหน่วยงาน
สามารถ
จัดการ
จากแกน
สังเคราะห์
และ
(ไป
ในเทอร์โมนิวเคลียร์
ปฏิกิริยา) จนถึงขณะนี้
ไม่สามารถควบคุมได้
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
101
102. แผนภาพแสดงการขึ้นต่อกันของ % ผลผลิตของยูเรเนียมและนิวเคลียสทอเรียมที่เกิดขึ้นระหว่างฟิชชันบนเลขมวล M
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
102
103. ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์
เมื่อนิวเคลียสแตกตัวอันเป็นผลมาจากการทิ้งระเบิดนิวตรอนจะปล่อยพลังงานและรูปแบบออกมา
นิวตรอนฟิชชัน - ทันที (10-15 วินาที) และ
ล่าช้า (0.114-54.3 วินาทีหลังการแบ่ง)
■ นิวตรอนที่เกิดขึ้นจะแยกนิวเคลียสอื่นๆ
เป็นผลให้มีการผลิตนิวตรอนเพิ่มมากขึ้นและ
มีปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์เกิดขึ้นจาก
แทนที่จะสูญเสียทุกอย่างไปในกระบวนการ
ฟิชชันของนิวเคลียสของนิวตรอนเกิดขึ้นโดยเฉลี่ย
มากกว่าหนึ่งนิวตรอน
■ ปฏิกิริยาลูกโซ่สามารถควบคุมได้เท่านั้น
เนื่องจากการมีอยู่ของนิวตรอนล่าช้า
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
103
104. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นอุปกรณ์ที่กระบวนการแบ่งส่วนที่ถูกควบคุมเกิดขึ้น
แกน
เพื่อการผ่านโซ่อย่างต่อเนื่อง
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันจะต้องได้รับการชดเชย
การสูญเสียนิวตรอน - จำนวนนิวตรอนที่เกิดขึ้นในระหว่างนั้น
การแยกตัวของนิวตรอนนิวเคลียร์จะต้องเท่ากับ
หรือมากกว่าจำนวนนิวตรอนตั้งต้น
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
104
105. แผนผังของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ง่ายที่สุด (มีมวลใกล้วิกฤต)
ค่าสัมประสิทธิ์การสืบพันธุ์
K = ฉ n
เศษส่วนที่ไม่ดูดซับอยู่ที่ไหน
นิวตรอนปฐมภูมิ
f คือเศษส่วนของนิวตรอนจากเศษส่วนนั้น
ทำให้เกิดความแตกแยก
n คือจำนวนนิวตรอนใหม่
เกิดขึ้นในช่วงดิวิชั่นหนึ่ง
K ต้องเท่ากับหรือมากกว่า
1 (แต่เล็กน้อย - สูงถึง ~1.01) อย่างนั้น
มีห่วงโซ่ควบคุม
ปฏิกิริยา.
ถ้า K=2 มันจะเกิดขึ้น
ระเบิดปรมาณูใน 10-6 วินาที
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
105
106. แผนผังของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ชนิดต่างกัน
1 – แท่งยูเรเนียม (แท่งเชื้อเพลิง);2 – ผู้ดูแล (ด้วย
P ขั้นต่ำและอะตอม
น้ำหนัก - กราไฟท์, เป็น);
3 – แผ่นสะท้อนแสง (ทำจากวัสดุ
คล้ายกับผู้ดูแล);
4 – การป้องกัน;
5 – ก้านควบคุม
(มี P ใหญ่)
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
106
107. แผนผังของแท่งเชื้อเพลิง (หน้าตัด)
1 – แท่งนิวเคลียร์เชื้อเพลิง;
2 – ภายใน
เปลือก;
3 – เปลือกนอก;
4 – ช่องสำหรับ
สารหล่อเย็น
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
107
108. ยูเรเนียม องค์ประกอบไอโซโทปของยูเรเนียมและปฏิกิริยาระหว่างการจับนิวตรอนด้วยนิวเคลียส 238U
ไอโซโทปของยูเรเนียม:234U
238U
(0.006%), 235U (0.712%), 238U (99.28%)
ฟิชไซล์โดยนิวตรอนเร็วที่มีพลังงานสูงเท่านั้น ที่
ปฏิสัมพันธ์กับนิวตรอนความร้อน:
+ n 239U92 +
239U 239Np+อี
92
93
-1
239Np 239Pu + 0e
93
94
-1
238U
238U
235U
09.02.2017
92
ปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่มีการปลดปล่อยพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ
เป็นวัตถุดิบเชื้อเพลิงสำหรับการผลิตปู
เป็นไอโซโทปที่แตกตัวได้ง่ายด้วยนิวตรอนความร้อน
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
108
109. คุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และการเปลี่ยนแปลงแบบโพลีมอร์ฟิกในยูเรเนียม
จุดหลอมเหลวของยูเรเนียมคือ 1132 0C(bcc) - การดัดแปลง U จะเสถียรเมื่อระบายความร้อนเป็น 764 775
0ซี
-เฟส (โครงตาข่าย tetragonal เชิงซ้อน) – มีอยู่ใน
ช่วงตั้งแต่ 7750 ถึง 665 0С
0
(ตารางเพชร) – ต่ำกว่า 665 C
การเปลี่ยนแปลง β →α เกิดขึ้นพร้อมกับปริมาณที่ลดลงอย่างมาก
(ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นจาก 18.1 เป็น 19.1 g/cm3) นี่
ทำให้เกิดความเครียดภายในอย่างมาก
การนำไฟฟ้าและความร้อนต่ำ
(= 30 ไมโครโอห์ม ซม.)
■ มีฤทธิ์ทางเคมีสูงในอากาศ (สูงถึง
การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองของผง) ในน้ำและตัวกลางอื่น ๆ อีกมากมายด้วย
ทำปฏิกิริยาอย่างอ่อนกับสารหล่อเย็นโลหะเหลว
- ยูเรเนียมธรรมชาติมีความปลอดภัยจากรังสี
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
109
110. อิทธิพลของอุณหภูมิที่มีต่อคุณสมบัติเชิงกลของยูเรเนียมที่รีดในบริเวณ - พร้อมการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วตามมา
ผลของอุณหภูมิต่อกลไกคุณสมบัติของยูเรเนียมที่รีดเข้า-ภูมิภาคด้วย
ตามด้วยการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว
ที่อุณหภูมิห้อง
ในบริสุทธิ์ (99.95%)
ยูเรเนียม σв=300-500
เมกะปาสคาล =4-10%
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
110
111. การเปลี่ยนแปลงรูปร่างและขนาดของ U ระหว่างการฉายรังสีและ TCO
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
111
112. ความเสียหายจากรังสี - การเปลี่ยนแปลงรูปร่างและขนาดของแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์, ความแข็งที่เพิ่มขึ้น, การเปราะ, การก่อตัวของรูขุมขน ฯลฯ
ความเสียหายจากรังสี –การเปลี่ยนแปลงรูปร่างและขนาดของแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เพิ่มมากขึ้น
ความแข็ง, การเปราะ, การก่อตัวของรูขุมขนและรอยแตก, ความหยาบ
พื้นผิว
สาเหตุของการ “เติบโต” ของรังสี:
1) การกระจัดของอะตอมจากตำแหน่งสมดุล
2) การแนะนำผลิตภัณฑ์ฟิชชันให้เป็นผลึก
ตะแกรง,
3) การเกิดขึ้นของ "ยอดเขาความร้อน"
4) แอนไอโซโทรปีของโครงตาข่ายคริสตัล
อาการบวม - ก๊าซบวมสูง
อุณหภูมิ (>400 0С) เนื่องจากการก่อตัวที่
ฟิชชันของซีนอนและนิวเคลียสคริปทอน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
112
113. ความไม่เสถียรของมิติภายใต้เงื่อนไขของรอบความร้อนหลายรอบ
สังเกตได้เมื่อมีเนื้อสัมผัสที่แข็งแรงการกำจัดพื้นผิวช่วยขจัด
การสร้าง
ยิ่งเมล็ดมีขนาดใหญ่เท่าไรการเจริญเติบโตก็จะน้อยลงเท่านั้น
พื้นผิวจะนูนขึ้น
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง: การตกผลึกใหม่
การเกิดหลายเหลี่ยม, การสร้างรูขุมขน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
113
114. การขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความยาวของแท่งยูเรเนียมกับจำนวนรอบการทำความร้อนและความเย็น 100 0С 500 0С 1 – หลังจากรีดที่ 300 0С และหลอมที่ 575 0С;
ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความยาวของแท่งยูเรเนียมกับตัวเลขรอบการทำความร้อนและความเย็น 100 0С 500 0С
1 – หลังจากรีดที่อุณหภูมิ 300 0С และหลอมที่ 575 0С;
2 – หลังจากรีดที่อุณหภูมิ 600 0С และหลอมที่ 575 0С; 3 – หลังจากกลิ้งที่ 600
0С และการแข็งตัวจาก – ภูมิภาค
เอสเอส
โอเค
โอ
ร
โอ
กับ
ต
ข
ความเร็ว
การเติบโตกำลังลดลง
กับ
ด้วยความอ่อนแอ
ถึง
เนื้อสัมผัส
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
114
115. โลหะผสมยูเรเนียม
โลหะผสมที่มีโครงสร้าง α –โลหะผสมต่ำ (10-2% Al, Fe, Si)
โลหะผสมที่มี Mo, Zr, Nb (มากถึง 10%) – หมายเลข
เนื้อละเอียด กระจายตัว
อนุภาค
โลหะผสมที่มีโครงสร้าง γ (bcc) กับ Mo, Zr, Nb
(มากกว่า 10%) – ลดลง
รูปร่างเพิ่มขึ้น
ความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อน
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
115
116. เชื้อเพลิงเซรามิกและเชื้อเพลิงนิวเคลียร์แบบกระจายตัว (NF)
สารประกอบเซรามิก YG – U เป็นต้นโลหะกัมมันตภาพรังสีที่มีเมทัลลอยด์ (O, C,
N) – ได้มาจากวิธีผง
โลหะวิทยา
YaG แบบกระจายเป็นวัสดุผสมที่มี
อนุภาคที่ไม่ต่อเนื่องของสารประกอบ
โลหะกัมมันตภาพรังสีในสารที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสี
เมทริกซ์ (โลหะ, กราไฟท์หรือ
เซรามิก)
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
116
117. แผนภาพเฟสของระบบ U – Mo
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
117
118. แผนภาพเฟสของระบบ U – Zr
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
118
119. พลูโตเนียมและโลหะผสม พลูโตเนียมโพลิมอร์ฟิซึม
โพลีมอร์ฟิกการเปลี่ยนแปลง
ในพลูโตเนียม
ทีพีพี,
0ซ
ตาข่ายคริสตัล
จัดสรร
การปรับเปลี่ยนปู
ความหนาแน่น,
กรัม/ซม3
472
- โอซีซี
16,5
450
- มีร่างกายเป็นศูนย์กลาง
16
เหลี่ยม
310
- จีซีซี
15,9
218
- ใบหน้าเป็นศูนย์กลาง
17,1
ขนมเปียกปูน
119
- มีร่างกายเป็นศูนย์กลาง
17,8
โมโนคลินิก
- โมโนคลินิกแบบง่าย
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
19,8
119
120. คุณสมบัติของพลูโตเนียม
■ -Pu – มีฤทธิ์ทางเคมีมากกว่ายูเรเนียมรังสีที่เป็นอันตรายเนื่องจาก - และ - รังสี
มี CTE และความต้านทานไฟฟ้าสูงมาก
(145 ไมโครโอห์ม.ซม.);
- ความต้านทานแรงดึง 350-400 MPa,<1%.
■ -Pu ที่มีโครงตาข่าย fcc เป็นพลาสติก มีคุณสมบัติไอโซโทรปิก
มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นบวก
ความต้านทานไฟฟ้าและ TCR เชิงลบ
■ การเปลี่ยนแปลงปริมาตรขนาดใหญ่ด้วย polymorphic
การเปลี่ยนแปลง;
■ ความเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้ Pu บริสุทธิ์ในนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
120
121. น้ำลายพลูโตเนียม
โลหะผสม Pu กับ Al (ขึ้นอยู่กับ Al - กระจาย YG - sl. 128)โลหะผสมทรานซิชัน (Zr, Ce, Fe)
โลหะผสม Pu-U, Pu-Th และ Pu-U-Mo สำหรับเครื่องปฏิกรณ์
นิวตรอนเร็ว
Fissium – U-Pu อัลลอยด์ที่มีส่วนผสมของผลิตภัณฑ์
ฟิชชัน (ส่วนใหญ่เป็น Mo และ Ru)
โลหะผสมของ Pu กับ Fe, Ni, Co มีจุดหลอมเหลวต่ำ
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์เหลว
■ โลหะผสม Pu และ Ga – ความเสถียรของเฟสมีความแข็งแกร่ง
ลดการเปลี่ยนแปลงปริมาตร
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
121
122. อุณหภูมิขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความยาวของ Pu และโลหะผสมกับ Ga
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
122
123. ความสามารถในการละลายของสารเติมแต่งบางชนิดในการดัดแปลง และ ของ Pu
ความสามารถในการละลายของสารเติมแต่งบางชนิดในและการปรับเปลี่ยน Pu
เฟส
การผสม
องค์ประกอบ
อลูมิเนียม
13 – 16
12
สังกะสี
6
3–6
ซีเรียม
24
14
ทอเรียม
4
4–5
ไทเทเนียม
4,5
8
เหล็ก
1,4 – 1,5
3
เซอร์โคเนียม
70 – 72
เต็ม
ดาวยูเรนัส
1
เต็ม
09.02.2017
อิทธิพลของการผสม
องค์ประกอบไปที่ด้านล่าง
ชายแดนของภูมิภาค
เพิ่มขึ้น
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
123
124. แผนภาพเฟสของระบบ Pu – Al
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
124
125. แผนภาพเฟสของระบบ Pu – Zr
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
125
126. แผนภาพเฟสของระบบ Pu – U
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
126
127. แผนภาพเฟสของระบบ Pu – Fe
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
127
128. ทอเรียมและโลหะผสมของมัน ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงของ 232Th เป็น 233U
ทอเรียมและโลหะผสมของมันปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลง
232ท
232ท+
+
n
90
90
233ปา
232ท
ที่ 233U
0อี
+
91
-1
233U
92
+อี
อุณหภูมิหลอมละลายทางเทคนิค Th 1690 0C.
ที่ 1400 0C -Th พร้อม fcc lattice เปลี่ยนเป็น -Th ด้วย bcc lattice
ความหนาแน่น - Th 11.65 g/cm3,
ความต้านทานไฟฟ้า 20-30 µOhm cm
KTE 11.7 10-6 deg-1 - น้อยกว่า U หลายเท่า
มีความเหนียวและคุณสมบัติไอโซโทรปิกที่ดีเนื่องจาก fcc
ขัดแตะ แต่มีกำลังต่ำ (HV 40-80)
ทนความร้อนสูง
กิจกรรมทางเคมีต่ำกว่ายูเรเนียม
โดยส่วนใหญ่มักใช้ในรูปของโลหะผสมที่มียูเรเนียมเพิ่มขึ้น
ความเข้มข้น 235U
09.02.2017
หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
128
129. แผนภาพเฟสของระบบ Th – U
09.02.2017หลักสูตร “โครงสร้างและสมบัติของโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก”
ในรูป แผนภาพเฟส Al-Mg จะปรากฏขึ้น ส่วนตรงกลางของแผนภาพจะแสดงในขนาดที่ใหญ่ขึ้น
เฟส β(Al3Mg2), γ(Al12Mgl7), ζ(Al52Mg48), ε(Al30Mg23) ถูกสร้างขึ้นในระบบ เฟส β และ γ ละลายเท่ากันที่อุณหภูมิ 453 และ 460 °C ตามลำดับ ระยะ ε และ ζ เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเพอริเทคติกที่อุณหภูมิ 450 และ 452 °C ตามลำดับ
สมดุลยูเทคติกในระบบมีสามประการ: Ж ↔Mg+ γ ที่อุณหภูมิ 438 °С, Ж ↔(А1) + β ที่ 450 °С, Ж ↔ε + β ที่ 448 °С เช่นเดียวกับสมดุลยูเทคตอยด์สองตัว ε ↔ β + ζ ที่ -428 °C และ ζ ↔β + γ ที่ 410 °C
ความสามารถในการละลายของ Mgb (A1) ได้รับการศึกษาในหลายงาน
ความสามารถในการละลาย Mg:
% (ที่.) ......................
% (โดยมวล) ...............
ความสามารถในการละลายสูงสุดของ Mgb (A1) ถูกกำหนดไว้ที่ 16.5% (at.) เช่นเดียวกับงานอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งที่ไม่ได้ใช้วิธีการวิเคราะห์ด้วยรังสีเอกซ์ ข้อมูลความสามารถในการละลายของ A1 ใน (Mg) ที่ได้รับในการศึกษาต่างๆ ก็แตกต่างกันไปเช่นกัน ค่าที่เป็นไปได้มากที่สุดมีดังนี้:
ความสามารถในการละลายของอัล:
% (ที่.) .....................
% (โดยมวล) ............
แหล่งที่มา:
- แผนภาพแสดงระบบฐานเหล็กแบบไบนารีและหลายองค์ประกอบ Bannykh O.A., Budberg P.B., Alisova S.P. และคณะ, 1986
- ระบบสององค์ประกอบและหลายองค์ประกอบที่ใช้ทองแดง แก้ไขโดย ชูคาร์ดินา เอส.วี. วิทยาศาสตร์, 2522
- แผนภาพเฟสของระบบโลหะไบนารีเอ็ด Lyakisheva N.P. วิศวกรรมเครื่องกล พ.ศ. 2539-2543
โลหะผสมจำนวนมากผลิตขึ้นจากอลูมิเนียม โดยมีความหนาแน่นต่ำ (สูงถึง 3 กรัม/ซม.3) ความต้านทานการกัดกร่อนสูง การนำความร้อน การนำไฟฟ้า ความต้านทานความร้อน ความแข็งแรงและความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ และแสงที่ดี การสะท้อนแสง ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์สามารถนำไปใช้ได้อย่างง่ายดายด้วยการเคลือบป้องกันและการตกแต่งและสามารถแปรรูปได้อย่างง่ายดายโดยการตัดและเชื่อมโดยการเชื่อมด้วยความต้านทาน
โลหะผสมอะลูมิเนียม พร้อมด้วยโลหะฐาน อะลูมิเนียม สามารถประกอบด้วยส่วนประกอบโลหะผสมหลักหนึ่งหรือหลายส่วนประกอบจากห้าส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ทองแดง ซิลิคอน แมกนีเซียม สังกะสี และแมงกานีส รวมทั้งเหล็ก โครเมียม ไทเทเนียม นิกเกิล โคบอลต์ เงิน ลิเธียม วานาเดียม เซอร์โคเนียม ดีบุก ตะกั่ว แคดเมียม บิสมัท ฯลฯ ส่วนประกอบที่เป็นโลหะผสมจะถูกละลายอย่างสมบูรณ์ในอลูมิเนียมเหลวที่อุณหภูมิสูงพอสมควร ความสามารถในการละลายของของแข็งเพื่อสร้างสารละลายของแข็งนั้นจำกัดสำหรับทุกองค์ประกอบ อนุภาคที่ไม่ละลายจะก่อตัวเป็นผลึกอิสระ ซึ่งส่วนใหญ่มักแข็งและเปราะในโครงสร้างโลหะผสม หรือมีอยู่ในรูปของธาตุบริสุทธิ์ (ซิลิคอน ดีบุก ตะกั่ว แคดเมียม บิสมัท) หรือในรูปของสารประกอบระหว่างโลหะกับอะลูมิเนียม ( 2 ลูกบาศ์ก; 3 อัล2 มก 3 - อัล 6 ล้าน; อัลมิน;
อัล เฟ; เอ 7 Cr;อัล 3 ติ;อัล2 อัล 3 พรรณี; 2 อัลลี) ในโลหะผสมที่มีสอง
หรือ
ส่วนประกอบอัลลอยด์สามชนิด สารประกอบระหว่างโลหะเป็นส่วนหนึ่งของดับเบิ้ล ( ศรี Zn , Mg), แบบไตรภาค [α (AlFeSiα )] และขั้นตอนที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น α สารละลายของแข็งที่เกิดขึ้นและการมีอยู่ของส่วนประกอบโครงสร้างที่ต่างกันจะเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และเทคโนโลยีของโลหะผสม ผลของการผสมต่อโครงสร้างของโลหะผสมอธิบายไว้ในแผนภาพเฟสซึ่งกำหนดลักษณะของกระบวนการแข็งตัว องค์ประกอบของเฟสผลลัพธ์ และความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในสถานะของแข็ง ในรูป ลำดับ 1 - 9 พิจารณาแผนผังสถานะของโลหะผสมอะลูมิเนียมแบบไบนารีและแบบไตรภาคθ อัลลอย θ ").
ส่วนประกอบอัลลอยด์สามชนิด สารประกอบระหว่างโลหะเป็นส่วนหนึ่งของดับเบิ้ล ( ระบบอัล-คูศรี. แผนภาพแสดงปริมาณทองแดงตั้งแต่ 0 ถึง 53% ระบบยูเทคติกอย่างง่าย Al() – Al 2 Cu(θ) กับยูเทคติกที่อุณหภูมิ 548°C และปริมาณ 33% Cu ความสามารถในการละลายสูงสุด (ที่อุณหภูมิยูเทคติก) ของทองแดงใน -สารละลายแข็ง - 57% ความสามารถในการละลายของทองแดงจะลดลงตามอุณหภูมิที่ลดลง และที่อุณหภูมิ 300°C คือ 0.5% ทองแดงที่ไม่ละลายน้ำจะอยู่ในสถานะสมดุลในรูปของเฟส A 2 Cu ที่อุณหภูมิเฉลี่ยอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของสารละลายของแข็งที่มีความอิ่มตัวยวดยิ่งทำให้เกิดเฟสกลางที่แพร่กระจายได้ (6 " และ ระบบอัล -
ส่วนประกอบอัลลอยด์สามชนิด สารประกอบระหว่างโลหะเป็นส่วนหนึ่งของดับเบิ้ล ( ระบบนี้เป็นระบบยูเทคติกล้วนๆ โดยมีอุณหภูมิ 577°C และมีปริมาณ 12.5% ช่วงของปริมาณแมกนีเซียมในโลหะผสมตั้งแต่ 0 ถึง 37.5% เป็นยูเทคติก ยูเทคติกมีอยู่ที่อุณหภูมิ 449°C และมีปริมาณ 34.5%มก - ความสามารถในการละลายของแมกนีเซียมที่อุณหภูมินี้สูงสุดคือ 17.4% ที่อุณหภูมิ 300°C นิ้ว α - สารละลายที่เป็นของแข็งละลายได้ 6.7%มก.; ที่ 100°C - l .9% Mg - แมกนีเซียมที่ไม่ละลายน้ำมักพบในโครงสร้างในรูปแบบβ-เฟส (อัล 3 มก 2 ).
ส่วนประกอบอัลลอยด์สามชนิด สารประกอบระหว่างโลหะเป็นส่วนหนึ่งของดับเบิ้ล ( ระบบอัล-สังกะสี โลหะผสมของระบบนี้ก่อให้เกิดระบบยูเทคติกที่อุณหภูมิ 380°C โดยมียูเทคติกที่อุดมไปด้วยสังกะสีที่ปริมาณ 97%สังกะสี - ความสามารถในการละลายสูงสุดของสังกะสีในอลูมิเนียมคือ 82% ในพื้นที่ α - สารละลายของแข็งมีการแตกร้าวต่ำกว่าอุณหภูมิ 391°C อุดมด้วยสังกะสี α - เฟสที่อุณหภูมิ 275°C สลายตัวเป็นส่วนผสมยูเทคติกของอลูมิเนียม 31.6%สังกะสี และสังกะสีที่มีอัล 0.6% นอกจากนี้ความสามารถในการละลายของสังกะสีจะลดลงและที่อุณหภูมิ 100°C จะเหลือเพียง 4% เท่านั้น
แผนภาพเฟสโลหะผสม ระบบอัล-มิน, อัล-เฟ บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของยูเทคติกที่ความเข้มข้นต่ำมากของธาตุผสม ยกเว้นแมงกานีส ความสามารถในการละลายขององค์ประกอบในสถานะของแข็งนั้นน้อยมาก เช่น เหล็ก< 0,05%.
ในโลหะผสม ระบบอัล-ติ (ดูรูปที่ 1.14) อัล- ครความสามารถในการละลายขององค์ประกอบคือหนึ่งในสิบของเปอร์เซ็นต์
ใน โลหะผสม ระบบอัล-พีบี เมื่ออุณหภูมิลดลง ส่วนประกอบจะแยกออกจากกันในการหลอมเหลวและเกิดเป็นของเหลวสองเฟส การแข็งตัวเริ่มต้นเกือบที่อุณหภูมิหลอมเหลวของอะลูมิเนียม และสิ้นสุดที่อุณหภูมิหลอมเหลวของธาตุโลหะผสม (การตกผลึกเชิงเดี่ยว)
ส่วนประกอบอัลลอยด์สามชนิด สารประกอบระหว่างโลหะเป็นส่วนหนึ่งของดับเบิ้ล ( ระบบอัล - มก. - ศรี ประกอบด้วยยูเทคติกแบบไตรภาคสองอัน เทอร์นารียูเทคติกอัล-มก 2 Si - Si ประกอบด้วย Si 12% และ Mg 5% ละลายที่อุณหภูมิ 555°C ยูเทคติกอัล-มก 2 Si-AlbMg2 โดยมีจุดหลอมเหลวที่ 451°C แทบไม่ต่างจากระบบไบนารี่เลยอัล - อัล 3 มก2 - เส้นของเหลวที่เชื่อมต่อจุดยูเทคติกทั้งสามจุดจะผ่านสูงสุดที่อุณหภูมิ 595°C ตามแนวกึ่งไบนารี่พอดี (8.15%มก. และ 4.75% ศรี - เนื่องจากแมกนีเซียมส่วนเกิน (สัมพันธ์กับมก 2 ศรี ) ความสามารถในการละลายของซิลิคอนใน α - สารละลายที่เป็นของแข็งลดลงอย่างมาก โลหะผสมอัล-มก โดยเฉพาะโรงหล่อมีซิลิคอนอยู่สองสามในสิบของเปอร์เซ็นต์ดังนั้นจึงอยู่ในระบบบางส่วนอัล-มก 2 ศรี-อัล 3 มก 2 .
ส่วนประกอบอัลลอยด์สามชนิด สารประกอบระหว่างโลหะเป็นส่วนหนึ่งของดับเบิ้ล ( ระบบอัล-คู-มก. แผนภาพสถานะของระบบนี้แสดงให้เห็นว่าพร้อมกับเฟสคู่เอ 3 มก 2 (β ) และ Al 2 Cu(θ) ในสภาวะสมดุลกับสารละลายของแข็ง α อาจมีสองขั้นตอนที่ประกอบไปด้วยส และ T. หลังจากการเปลี่ยนแปลงเพอริเทคติกที่มีปริมาณทองแดงสูง จะมีการสร้างภาพตัดขวางที่ใกล้กับกึ่งไบนารี่เอ-เอส (อุณหภูมิยูเทคติก 518°C) และบริเวณยูเทคติกบางส่วนอัล - ส - อัล 2 ลูกบาศ์ก (อุณหภูมิยูเทคติก 507°C) เฟส T ที่อุดมด้วยแมกนีเซียม (อัล 6 มก 4 ลูกบาศ์ก ) เกิดขึ้นตามเฟสส อันเป็นผลจากปฏิกิริยาสี่เฟสเพอริเทคติกที่อุณหภูมิ 467°C ที่อุณหภูมิ 450°C จะเกิดปฏิกิริยาสี่เฟสแบบเพอริเทคติกตามมา โดยที่เฟส T จะเปลี่ยนเป็น β
ส่วนประกอบอัลลอยด์สามชนิด สารประกอบระหว่างโลหะเป็นส่วนหนึ่งของดับเบิ้ล ( ระบบอัล-คู-ซี. แผนภาพเฟสของโลหะผสมแสดงให้เห็นว่าอลูมิเนียมก่อตัวเป็นระบบบางส่วนยูเทคติกแบบไตรภาคอย่างง่ายด้วยซิลิคอนและเฟส A 2 Cu (อุณหภูมิยูเทคติก 525 ° C) การมีอยู่ของทองแดงและซิลิกอนรวมกันไม่ส่งผลต่อความสามารถในการละลายร่วมกัน α - สารละลายที่เป็นของแข็ง
ส่วนประกอบอัลลอยด์สามชนิด สารประกอบระหว่างโลหะเป็นส่วนหนึ่งของดับเบิ้ล ( ระบบอัล-สังกะสี-มก. เฟสคู่เกี่ยวข้องกับการสร้างมุมอลูมิเนียมของระบบอัล 3 มก 2 , มก 2 และสามเฟส T ซึ่งสอดคล้องกับองค์ประกอบทางเคมีโดยเฉลี่ยอัล 2 มก 3 สังกะสี 3 - ส่วน Al - MgZn 2 และอัล -T ยังคงเป็นเสมือนไบนารี่ (อุณหภูมิยูเทคติก 447°C) ในพื้นที่บางส่วนอัล - ที - สังกะสี ที่อุณหภูมิ 475°C จะเกิดปฏิกิริยาสี่เฟสแบบเพริเทคติก ซึ่งเฟส T จะเปลี่ยนเป็นมก. 2 - ต่อมาในระหว่างปฏิกิริยาสี่เฟสที่อุณหภูมิ 365°C จากเฟสมก2 เมื่อมีปริมาณสังกะสีสูงจะเกิดเฟสขึ้นมก. 5 ซึ่งเมื่อรวมกับอะลูมิเนียมและสังกะสี จะตกผลึกโดยปฏิกิริยายูเทคติกที่อุณหภูมิ 343°C
ในโลหะผสมที่มีอะลูมิเนียมเป็นหลัก การผสมกับส่วนประกอบหลักจะทำให้ปริมาณรวมของส่วนประกอบนั้นต่ำกว่าความสามารถในการละลายสูงสุด ข้อยกเว้นคือซิลิคอน ซึ่งเนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลที่ดีของยูเทคติก จึงถูกนำมาใช้ในความเข้มข้นของยูเทคติกและไฮเปอร์ยูเทคติก
สิ่งเจือปนและสารเติมแต่งสามารถปรับเปลี่ยนแผนภาพเฟสได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น องค์ประกอบเหล่านี้ส่วนใหญ่มักจะละลายอย่างอ่อนในสารละลายของแข็งและก่อให้เกิดการตกตะกอนที่แตกต่างกันในโครงสร้าง
เนื่องจากความเข้มข้นภายในผลึกปฐมภูมิของสารละลายอะลูมิเนียมแข็งในระหว่างการแข็งตัวไม่สมบูรณ์ พื้นที่ยูเทคติกอาจปรากฏในโครงสร้างที่ความเข้มข้นต่ำกว่าความสามารถในการละลายสูงสุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานะหล่อ พวกมันตั้งอยู่ตามแนวขอบเขตของเกรนหลักและรบกวนความสามารถในการแปรรูป
เนื่องจากสารเติมแต่งอัลลอยด์ละลายในสารละลายของแข็ง ส่วนประกอบที่มีโครงสร้างต่างกันจึงสามารถกำจัดออกได้โดยการให้ความร้อนเป็นเวลานานที่อุณหภูมิสูง (การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน) โดยการแพร่กระจาย ในระหว่างการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อน ตะกอนที่เปราะตามขอบเขตของเมล็ดพืชจะถูกทำลายโดยกลไกและกระจายไปในโครงสร้างในโหมดริ้ว กระบวนการนี้เป็นลักษณะของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างแบบหล่อให้เป็นแบบผิดรูป
อลูมิเนียมอัลลอยด์แบ่งออกเป็นโลหะผสมที่ขึ้นรูปและหล่อตามวิธีการประมวลผล
การวิเคราะห์ผลลัพธ์ที่ได้จากการเลือกองค์ประกอบโลหะผสมสำหรับอลูมิเนียมแสดงให้เห็นว่าการเสริมกำลังที่ยิ่งใหญ่ที่สุดนั้นมาจากแมกนีเซียมเนื่องจากมีกลไกการเสริมกำลังสองกลไก - สารละลายที่เป็นของแข็ง - เนื่องจากเกณฑ์α (18.9) และโดยการบำบัดความร้อน γ = 0.57. โลหะผสมของระบบ Al-Mn มีความเหนียวทางเทคโนโลยีและทนความร้อนได้สูงกว่า เนื่องจากเกณฑ์ ω และ τ มีความสำคัญมากที่สุดสำหรับโลหะผสมเหล่านี้ – 0.77 และ 0.99 ตามลำดับ นอกจากนี้ความพรุนยังมีการพัฒนาน้อยที่สุดเนื่องจากค่าของเกณฑ์δนั้นน้อยมาก อย่างไรก็ตาม พวกมันไม่ได้ผ่านกระบวนการเสริมความร้อนเช่นโลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียม: สำหรับพวกมัน γ = 0.96 แทนที่จะเป็น 0.57
โลหะผสมของระบบ Al-Si มีความลื่นไหลสูงสุดตามคำจำกัดความของเกณฑ์ lam ค่าของมันคือค่าสูงสุดของสารเติมแต่งอัลลอยด์ที่พิจารณา - 7.3 แทนที่จะเป็น 6.5 สำหรับทองแดงและ 5.3 สำหรับแมกนีเซียม Silumins มีความต้านทานความร้อนค่อนข้างสูง - τ = 0.91 ซึ่งน้อยกว่าแมงกานีสเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ข้อเสียที่สำคัญของพวกเขาคือความเป็นพลาสติกทางเทคโนโลยีต่ำ ω = 0.13 แทนที่จะเป็น 0.77 สำหรับแมงกานีสและ 0.50 สำหรับแมกนีเซียม และความเป็นไปไม่ได้ของการชุบแข็งด้วยความร้อน - γ = 0.98
เมื่อสรุปข้างต้น เราสามารถระบุได้ว่าโลหะผสมดัดขึ้นรูปหลักที่ไม่ผ่านการบำบัดความร้อนคือโลหะผสมของระบบ Al-Mn ซึ่งสามารถชุบแข็งด้วยความร้อนได้ - Al-Mg, การหล่อ - Al-Si ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว และคุณค่าของมันอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ผลลัพธ์ที่เสนอโดย B.B. เกณฑ์ของ Gulyaev สำหรับไดอะแกรมสถานะสะท้อนถึงสถานะที่แท้จริง และสามารถนำมาใช้เมื่อเลือกองค์ประกอบการผสมเพื่อสร้างคุณสมบัติเชิงปฏิบัติการและเทคโนโลยีในระดับที่กำหนดสำหรับโลหะผสมพื้นฐานทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น
4.4.5 แผนภาพเฟสของโลหะผสมอะลูมิเนียมไบนารี
เพื่อเป็นตัวอย่างในการเรียนรู้วิธีการเลือกองค์ประกอบโลหะผสมและเชิงซ้อนของโลหะผสมที่ทำจากอะลูมิเนียม มีการใช้วิธีที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด ซึ่งมีการนำเสนอข้อมูลอย่างกว้างขวางในเอกสารทางเทคนิคและเอกสารอ้างอิง
| รูปที่ 4.4. แผนภาพเฟสอัลกา |
 | |
| รูปที่ 4.5. แผนภาพเฟส Al-Ge | |
 | |
| รูปที่ 4.6. แผนภาพเฟสอัล-ลี |
 | |
| รูปที่ 4.7. แผนภาพเฟส Al-Ag | |
 | |
| รูปที่ 4.8. แผนภาพเฟสอัล-คู | |
 | |
| รูปที่ 4.9. แผนภาพเฟส Al-Zn | |
 | |
| รูปที่ 4.10. แผนภาพเฟส Al-Mg | |
 | |
| รูปที่ 4.11. แผนภาพเฟส Al-Mn | |
 | |
| รูปที่ 4.12. แผนภาพเฟสอัลซี |
กำลังโหลด...
