ប្រភេទជាមូលដ្ឋាននៃការព្យាបាលកំដៅនៃលោហៈធាតុអាលុយមីញ៉ូម

ការបន្ទោរបង់ និងបំបាត់ភាពចាស់ គឺជាប្រភេទកំដៅមូលដ្ឋាននៃលោហធាតុអាលុយមីញ៉ូម។ Annealing គឺជាការព្យាបាលការបន្ទន់ ដែលគោលបំណងគឺដើម្បីធ្វើឱ្យយ៉ាន់ស្ព័រមានឯកសណ្ឋាន និងមានស្ថេរភាពក្នុងសមាសភាព និងរចនាសម្ព័ន្ធ លុបបំបាត់ការឡើងរឹងនៃការងារ និងស្ដារឡើងវិញនូវភាពប្លាស្ទិកនៃយ៉ាន់ស្ព័រ។ ការពន្លត់និងភាពចាស់គឺជាការព្យាបាលកំដៅដែលពង្រឹងគោលបំណងគឺដើម្បីបង្កើនភាពរឹងមាំនៃយ៉ាន់ស្ព័រហើយត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមដែលអាចត្រូវបានពង្រឹងដោយការព្យាបាលកំដៅ។

1 ការលាបពណ៌

យោងតាមតម្រូវការផលិតកម្មផ្សេងៗគ្នា ការ annealing អាលុយមីញ៉ូត្រូវបានបែងចែកទៅជាទម្រង់ជាច្រើន: ការបញ្ចូលភាពដូចគ្នា ការ annealing billet annealing កម្រិតមធ្យម និងការ annealing ផលិតផលបញ្ចប់។

1.1 ការបញ្ចូលភាពដូចគ្នា។

នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការ condensation យ៉ាងឆាប់រហ័ស និងការគ្រីស្តាល់មិនស្មើភាពគ្នា ingot ត្រូវតែមានសមាសភាពនិងរចនាសម្ព័ន្ធមិនស្មើគ្នាហើយក៏មានភាពតានតឹងខាងក្នុងដ៏អស្ចារ្យផងដែរ។ ដើម្បីផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាពនេះ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការការងារក្តៅនៃ ingot នោះ ការ annealing homogenization ជាទូទៅត្រូវបានទាមទារ។

ដើម្បីលើកកម្ពស់ការសាយភាយអាតូមិច សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងគួរតែត្រូវបានជ្រើសរើសសម្រាប់ការរលាយដូចគ្នា ប៉ុន្តែវាមិនត្រូវលើសពីចំណុចរលាយទាបនៃចំណុចរលាយ eutectic នៃយ៉ាន់ស្ព័រនោះទេ។ ជាទូទៅ សីតុណ្ហភាព annealing homogenization គឺ 5 ~ 40 ℃ ទាបជាងចំណុចរលាយ ហើយពេលវេលា annealing ភាគច្រើននៅចន្លោះ 12 ~ 24h ។

1.2 ការចាក់ម្ជុលវិទ្យាសាស្ត្រ

Billet annealing សំដៅលើការ annealing មុនពេលការខូចទ្រង់ទ្រាយត្រជាក់ដំបូងក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការសម្ពាធ។ គោលបំណងគឺដើម្បីធ្វើឱ្យ billet ទទួលបានរចនាសម្ព័ន្ធមានតុល្យភាពនិងមានសមត្ថភាព deformation ប្លាស្ទិចអតិបរមា។ ឧទហរណ៍ សីតុណ្ហភាពចុងរំកិលនៃបន្ទះដែកអាលុយមីញ៉ូមរមូរក្តៅគឺ 280 ~ 330 ℃។ បន្ទាប់ពីត្រជាក់យ៉ាងលឿននៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ បាតុភូតនៃការឡើងរឹងរបស់ការងារមិនអាចលុបចោលទាំងស្រុងបានទេ។ ជាពិសេស សម្រាប់យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមដែលបានពង្រឹងដោយកំដៅ បន្ទាប់ពីការធ្វើឱ្យត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័ស ដំណើរការគ្រីស្តាល់ឡើងវិញមិនបានបញ្ចប់ទេ ហើយដំណោះស្រាយដ៏រឹងមាំ supersaturated មិនត្រូវបាន decomposed ទាំងស្រុងនោះទេ ហើយផ្នែកមួយនៃប្រសិទ្ធភាពនៃការឡើងរឹង និងការងារនៅតែត្រូវបានរក្សាទុក។ វាពិបាកណាស់ក្នុងការរមៀលត្រជាក់ដោយផ្ទាល់ដោយមិនចាំបាច់ annealing ដូច្នេះការ annealing billet ត្រូវបានទាមទារ។ សម្រាប់លោហធាតុអាលុយមីញ៉ូមដែលបានពង្រឹងដោយមិនប្រើកំដៅ ដូចជា LF3 សីតុណ្ហភាព annealing គឺ 370 ~ 470 ℃ ហើយការត្រជាក់ខ្យល់ត្រូវបានអនុវត្តបន្ទាប់ពីរក្សាកំដៅរយៈពេល 1.5 ~ 2.5 ម៉ោង។ សីតុណ្ហ​ភាព​ដែល​ប្រើ​សម្រាប់​ដំណើរការ​បំពង់​ដែល​ទាញ​ដោយ​ត្រជាក់​គួរ​តែ​ខ្ពស់​សមរម្យ ហើយ​សីតុណ្ហភាព​កម្រិត​ខាងលើ​អាច​ត្រូវ​បាន​ជ្រើសរើស។ សម្រាប់លោហធាតុអាលុយមីញ៉ូមដែលអាចត្រូវបានពង្រឹងដោយការព្យាបាលកំដៅដូចជា LY11 និង LY12 សីតុណ្ហភាព annealing billet គឺ 390 ~ 450 ℃, រក្សានៅសីតុណ្ហភាពនេះសម្រាប់ 1 ~ 3 ម៉ោង, បន្ទាប់មកត្រជាក់នៅក្នុង furnace ទៅខាងក្រោម 270 ℃ក្នុងអត្រានៃការមិនលើសពី 30 ℃ / ម៉ោងហើយបន្ទាប់មកត្រជាក់ខ្យល់ចេញពី furnace ។

1.3 ការបញ្ចូលកម្រិតមធ្យម

ការ annealing កម្រិតមធ្យមសំដៅទៅលើការ annealing រវាងដំណើរការ deformation ត្រជាក់ គោលបំណងគឺដើម្បីលុបបំបាត់ការឡើងរឹងនៃការងារដើម្បីជួយសម្រួលដល់ការបន្ត deformation ត្រជាក់។ និយាយជាទូទៅបន្ទាប់ពីសម្ភារៈត្រូវបាន annealed វានឹងពិបាកក្នុងការបន្តការងារត្រជាក់ដោយគ្មានការ annealing កម្រិតមធ្យមបន្ទាប់ពីឆ្លងកាត់ការខូចទ្រង់ទ្រាយត្រជាក់ 45 ~ 85% ។

ប្រព័ន្ធដំណើរការនៃការ annealing កម្រិតមធ្យមគឺជាមូលដ្ឋានដូចគ្នានឹងការ annealing billet ។ យោងតាមតម្រូវការនៃកម្រិតនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយត្រជាក់ ការ annealing កម្រិតមធ្យមអាចបែងចែកជាបីប្រភេទគឺ ការ annealing ពេញលេញ (ការខូចទ្រង់ទ្រាយសរុបε≈60~70%), annealing សាមញ្ញ (ε≤50%) និងការ annealing បន្តិច (ε≈30~40%) ។ ប្រព័ន្ធ annealing ពីរដំបូងគឺដូចគ្នានឹង billet annealing ហើយក្រោយមកទៀតត្រូវបានកំដៅនៅ 320 ~ 350 ℃សម្រាប់ 1.5 ~ 2 ម៉ោងហើយបន្ទាប់មកខ្យល់ត្រជាក់។

១.៤. ការលាបផលិតផលដែលបានបញ្ចប់

ការ annealing ផលិតផលដែលបានបញ្ចប់គឺជាការព្យាបាលកំដៅចុងក្រោយដែលផ្តល់ឱ្យសម្ភារៈជាក់លាក់នៃរចនាសម្ព័ន្ធនិងមេកានិចយោងទៅតាមតម្រូវការនៃលក្ខខណ្ឌបច្ចេកទេសផលិតផល។

ការ annealing ផលិតផលដែលបានបញ្ចប់អាចត្រូវបានបែងចែកទៅជា annealing សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (ការផលិតនៃផលិតផលទន់) និងការ annealing សីតុណ្ហភាពទាប (ការផលិតនៃផលិតផលពាក់កណ្តាលរឹងនៅក្នុងរដ្ឋផ្សេងគ្នា) ។ ការស្រោបដោយសីតុណ្ហភាពខ្ពស់គួរតែធានាថា រចនាសម្ព័ន្ធកែច្នៃឡើងវិញពេញលេញ និងប្លាស្ទិកល្អអាចទទួលបាន។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការធានាថាសម្ភារៈទទួលបានរចនាសម្ព័ន្ធនិងដំណើរការល្អពេលវេលានៃការកាន់មិនគួរយូរពេកទេ។ សម្រាប់លោហធាតុអាលុយមីញ៉ូមដែលអាចត្រូវបានពង្រឹងដោយការព្យាបាលកំដៅ ដើម្បីទប់ស្កាត់ឥទ្ធិពលនៃខ្យល់ត្រជាក់ អត្រានៃការត្រជាក់គួរតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។

ការបន្ទោរបង់ដោយសីតុណ្ហភាពទាប រួមមានការបន្ធូរបន្ថយភាពតានតឹង និងការបន្ទន់ដោយផ្នែក ដែលត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់អាលុយមីញ៉ូមសុទ្ធ និងការពង្រឹងផ្នែកអាលុយមីញ៉ូមដែលមិនប្រើកំដៅ។ ការបង្កើតប្រព័ន្ធ annealing សីតុណ្ហភាពទាបគឺជាកិច្ចការដ៏ស្មុគស្មាញមួយ ដែលមិនត្រឹមតែត្រូវការគិតគូរពីសីតុណ្ហភាព annealing និងពេលវេលាកាន់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏ត្រូវគិតគូរពីឥទ្ធិពលនៃ impurities, alloying degree, deformation cold, intermediate annealing temperature និង hot deformation temperature ។ ដើម្បីបង្កើតប្រព័ន្ធ annealing សីតុណ្ហភាពទាប វាគឺជាការចាំបាច់ដើម្បីវាស់ខ្សែកោងការផ្លាស់ប្តូររវាងសីតុណ្ហភាព annealing និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច, ហើយបន្ទាប់មកកំណត់ជួរសីតុណ្ហភាព annealing នេះបើយោងតាមសូចនាករការអនុវត្តដែលបានបញ្ជាក់នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌបច្ចេកទេស។

2 ការពន្លត់

ការពន្លត់អាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានគេហៅផងដែរថា ការព្យាបាលដោយសូលុយស្យុង ពោលគឺការរំលាយធាតុយ៉ាន់ស្ព័រឱ្យបានច្រើននៅក្នុងលោហៈជាដំណាក់កាលទីពីរចូលទៅក្នុងដំណោះស្រាយរឹងតាមដែលអាចធ្វើបានតាមរយៈកំដៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ អមដោយភាពត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័សដើម្បីទប់ស្កាត់ទឹកភ្លៀងនៃដំណាក់កាលទីពីរ ដោយហេតុនេះទទួលបានដំណោះស្រាយ α អាលុយមីញ៉ូមដែលមិនឆ្អែតឆ្អែត ដែលត្រូវបានរៀបចំយ៉ាងល្អសម្រាប់ការព្យាបាលភាពចាស់បន្ទាប់។

ការសន្និដ្ឋាននៃការទទួលបាន supersaturated α ដំណោះស្រាយរឹងគឺថាការរលាយនៃដំណាក់កាលទីពីរនៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រនៅក្នុងអាលុយមីញ៉ូមគួរតែកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពបើមិនដូច្នេះទេគោលបំណងនៃការព្យាបាលដំណោះស្រាយរឹងមិនអាចសម្រេចបាន។ ធាតុលោហធាតុភាគច្រើននៅក្នុងអាលុយមីញ៉ូមអាចបង្កើតជាដ្យាក្រាមដំណាក់កាល eutectic ជាមួយនឹងលក្ខណៈនេះ។ ជាឧទាហរណ៍ដោយយកលោហៈធាតុ Al-Cu សីតុណ្ហភាព eutectic គឺ 548 ℃ ហើយការរលាយក្នុងសីតុណ្ហភាពបន្ទប់នៃទង់ដែងនៅក្នុងអាលុយមីញ៉ូមគឺតិចជាង 0.1% ។ នៅពេលដែលកំដៅដល់ 548 ℃ ភាពរលាយរបស់វាកើនឡើងដល់ 5.6% ។ ដូច្នេះ យ៉ាន់ស្ព័រ Al-Cu ដែលមានទង់ដែងតិចជាង 5.6% ចូលទៅក្នុងតំបន់ α ដំណាក់កាលតែមួយ បន្ទាប់ពីសីតុណ្ហភាពកំដៅលើសពីបន្ទាត់ solvus របស់វា ពោលគឺដំណាក់កាលទីពីរ CuAl2 ត្រូវបានរំលាយទាំងស្រុងនៅក្នុងម៉ាទ្រីស ហើយដំណោះស្រាយរឹង α supersaturated តែមួយអាចទទួលបានបន្ទាប់ពីការពន្លត់។

ការពន្លត់គឺជាប្រតិបត្តិការកំដៅដ៏សំខាន់ និងទាមទារបំផុតសម្រាប់លោហៈធាតុអាលុយមីញ៉ូម។ គន្លឹះសំខាន់គឺជ្រើសរើសសីតុណ្ហភាពកំដៅដែលសមស្រប និងធានាបាននូវអត្រានៃការត្រជាក់គ្រប់គ្រាន់ និងដើម្បីគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពរបស់ចង្រ្កានយ៉ាងតឹងរ៉ឹង និងកាត់បន្ថយការខូចទ្រង់ទ្រាយ quenching ។

គោលការណ៍នៃការជ្រើសរើសសីតុណ្ហភាព quenching គឺដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពកំដៅ quenching ឱ្យបានច្រើនតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន ខណៈពេលដែលធានាថាអាលុយមីញ៉ូមមិនឆេះ ឬគ្រាប់ធញ្ញជាតិលូតលាស់ខ្លាំងពេក ដើម្បីបង្កើន supersaturation នៃដំណោះស្រាយ α និងភាពរឹងមាំបន្ទាប់ពីការព្យាបាលភាពចាស់។ ជាទូទៅ ចង្រ្កានកំដៅអាលុយមីញ៉ូមទាមទារភាពត្រឹមត្រូវនៃការត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពរបស់ចង្រ្កានក្នុងរង្វង់ ± 3 ℃ ហើយខ្យល់នៅក្នុងចង្រ្កានត្រូវបានបង្ខំឱ្យចរាចរដើម្បីធានាបាននូវឯកសណ្ឋាននៃសីតុណ្ហភាពរបស់ចង្រ្កាន។

ការឆេះលើសចំណុះនៃលោហធាតុអាលុយមីញ៉ូមគឺបណ្តាលមកពីការរលាយផ្នែកខ្លះនៃសមាសធាតុដែលមានចំណុចរលាយទាបនៅខាងក្នុងលោហៈ ដូចជា binary ឬ multi-element eutectics។ ការដុតហួសប្រមាណមិនត្រឹមតែបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែវាក៏មានផលប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរទៅលើភាពធន់នឹងការ corrosion នៃយ៉ាន់ស្ព័រផងដែរ។ ដូច្នេះហើយ នៅពេលដែលលោហធាតុអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានដុតបំផ្លាញនោះ វាមិនអាចត្រូវបានលុបចោលទេ ហើយផលិតផលដែលធ្វើពីលោហធាតុគួរតែត្រូវបានលុបចោល។ សីតុណ្ហភាពឆេះលើសពិតនៃយ៉ាន់ស្ព័រ ត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយធាតុផ្សំនៃលោហធាតុ និងមាតិកាមិនបរិសុទ្ធ ហើយវាក៏ទាក់ទងទៅនឹងស្ថានភាពដំណើរការយ៉ាន់ស្ព័រផងដែរ។ សីតុណ្ហភាពនៃការដុតលើសទម្ងន់នៃផលិតផលដែលបានឆ្លងកាត់ដំណើរការខូចទ្រង់ទ្រាយផ្លាស្ទិចគឺខ្ពស់ជាងការបោះចោល។ ដំណើរការខូចទ្រង់ទ្រាយកាន់តែច្រើន វាកាន់តែងាយស្រួលសម្រាប់សមាសធាតុដែលមានចំណុចរលាយទាបដែលមិនមានលំនឹងដើម្បីរលាយចូលទៅក្នុងម៉ាទ្រីសនៅពេលត្រូវបានកំដៅ ដូច្នេះសីតុណ្ហភាពនៃការដុតពិតប្រាកដកើនឡើង។

អត្រាត្រជាក់កំឡុងពេលពន្លត់លោហៈធាតុអាលុយមីញ៉ូមមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងសំខាន់ទៅលើសមត្ថភាពពង្រឹងភាពចាស់ និងធន់នឹងច្រេះនៃយ៉ាន់ស្ព័រ។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការពន្លត់នៃ LY12 និង LC4 វាចាំបាច់ដើម្បីធានាថាដំណោះស្រាយ α រឹងមិនរលួយ ជាពិសេសនៅក្នុងតំបន់រសើបនៃសីតុណ្ហភាព 290 ~ 420 ℃ ហើយអត្រាត្រជាក់ធំគ្រប់គ្រាន់ត្រូវបានទាមទារ។ ជាធម្មតាវាត្រូវបានចែងថាអត្រានៃការត្រជាក់គួរតែលើសពី 50 ℃ / s ហើយសម្រាប់យ៉ាន់ស្ព័រ LC4 វាគួរតែឈានដល់ឬលើសពី 170 ℃ / s ។

ឧបករណ៍ពន្លត់អគ្គីភ័យដែលប្រើជាទូទៅបំផុតសម្រាប់លោហធាតុអាលុយមីញ៉ូមគឺទឹក។ ការអនុវត្តផលិតកម្មបង្ហាញថា អត្រានៃការត្រជាក់កាន់តែធំកំឡុងពេលពន្លត់ ភាពតានតឹងសំណល់ និងការខូចទ្រង់ទ្រាយសំណល់នៃសម្ភារៈ ឬដុំការងារកាន់តែធំ។ ដូច្នេះសម្រាប់ស្នាដៃតូចៗដែលមានរាងសាមញ្ញ សីតុណ្ហភាពទឹកអាចទាបជាងបន្តិច ជាទូទៅ 10 ~ 30 ℃ និងមិនគួរលើសពី 40 ℃។ សម្រាប់ស្នាដៃដែលមានរាងស្មុគ្រស្មាញ និងភាពខុសគ្នាធំនៃកម្រាស់ជញ្ជាំង ដើម្បីកាត់បន្ថយការខូចទ្រង់ទ្រាយ និងការប្រេះស្រាំ ជួនកាលសីតុណ្ហភាពទឹកអាចកើនឡើងដល់ 80 ℃។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាត្រូវតែត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញថានៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពទឹកនៃធុង quenching កើនឡើង កម្លាំង និងភាពធន់ទ្រាំ corrosion នៃសម្ភារៈក៏ថយចុះទៅតាមនោះដែរ។

3. ភាពចាស់

3.1 ការផ្លាស់ប្តូរអង្គការ និងការផ្លាស់ប្តូរការអនុវត្តក្នុងអំឡុងពេលវ័យចំណាស់។

ដំណោះស្រាយរឹង α supersaturated ដែលទទួលបានដោយការ quenching គឺជារចនាសម្ព័ន្ធមិនស្ថិតស្ថេរ។ នៅពេលដែលកំដៅ វានឹងរលួយ និងបំប្លែងទៅជារចនាសម្ព័ន្ធលំនឹង។ យកអាលុយមីញ៉ូម Al-4Cu ជាឧទាហរណ៍ រចនាសម្ព័ន្ធលំនឹងរបស់វាគួរតែជា α+CuAl2 (θ ដំណាក់កាល)។ នៅពេលដែលសូលុយស្យុង α supersaturated supersaturated តែមួយដំណាក់កាលបន្ទាប់ពីការពន្លត់ត្រូវបានកំដៅសម្រាប់ភាពចាស់ ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់នោះ ដំណាក់កាលθ នឹងត្រូវបាន precipitated ដោយផ្ទាល់។ បើមិនដូច្នោះទេ វានឹងត្រូវបានអនុវត្តជាដំណាក់កាល ពោលគឺបន្ទាប់ពីដំណាក់កាលអន្តរកាលកម្រិតមធ្យមមួយចំនួន ដំណាក់កាលលំនឹងចុងក្រោយ CuAl2 អាចឈានដល់។ រូបខាងក្រោមបង្ហាញពីលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់នៃដំណាក់កាលទឹកភ្លៀងនីមួយៗ កំឡុងពេលដំណើរការចាស់នៃលោហៈធាតុ Al-Cu ។ រូបភាព ក. គឺជារចនាសម្ព័ន្ធបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់នៅក្នុងស្ថានភាព quenched ។ នៅពេលនេះ វាគឺជាដំណោះស្រាយរឹង α supersaturated តែមួយដំណាក់កាល ហើយអាតូមទង់ដែង (ចំណុចខ្មៅ) ត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នា និងចៃដន្យនៅក្នុងបន្ទះឈើម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូម (ចំណុចពណ៌ស) ។ រូបភាព ខ. បង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទះឈើនៅដំណាក់កាលដំបូងនៃទឹកភ្លៀង។ អាតូមទង់ដែងចាប់ផ្តើមប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់នៃបន្ទះឈើម៉ាទ្រីសដើម្បីបង្កើតជាតំបន់ Guinier-Preston ដែលហៅថាតំបន់ GP ។ តំបន់ GP មានទំហំតូច និងមានរាងជាឌីស ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតប្រហែល 5~10μm និងកម្រាស់ 0.4~0.6nm។ ចំនួនតំបន់ GP នៅក្នុងម៉ាទ្រីសគឺធំខ្លាំងណាស់ ហើយដង់ស៊ីតេនៃការចែកចាយអាចឈានដល់ 10¹⁷~10¹⁸cm-³ ។ រចនាសម្ព័នគ្រីស្តាល់នៃតំបន់ GP នៅតែដូចគ្នានឹងម៉ាទ្រីសដែរ ទាំងពីរគឺជាគូបដែលផ្តោតលើមុខ ហើយវារក្សាចំណុចប្រទាក់ជាប់គ្នាជាមួយម៉ាទ្រីស។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារទំហំអាតូមទង់ដែងមានទំហំតូចជាងអាតូមអាលុយមីញ៉ូម ការពង្រឹងអាតូមទង់ដែងនឹងធ្វើឱ្យបន្ទះគ្រីស្តាល់នៅជិតតំបន់នេះរួញ ដែលបណ្តាលឱ្យខូចទ្រង់ទ្រាយបន្ទះឈើ។

ដ្យាក្រាមគំនូសតាងនៃការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់នៃយ៉ាន់ស្ព័រ Al-Cu កំឡុងពេលចាស់

រូបភាព ក. ស្ថានភាព quenched, ដំណាក់កាលតែមួយ α ដំណោះស្រាយរឹង, អាតូមទង់ដែង (ចំណុចខ្មៅ) ត្រូវបានចែកចាយរាបស្មើ;

រូបភាព ខ. នៅដំណាក់កាលដំបូងនៃភាពចាស់តំបន់ GP ត្រូវបានបង្កើតឡើង;

រូបភាព គ. នៅដំណាក់កាលចុងក្រោយនៃភាពចាស់ ដំណាក់កាលអន្តរកាលពាក់កណ្តាលត្រូវបានបង្កើតឡើង;

រូបភាព ឃ. ភាពចាស់នៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ការធ្លាក់ភ្លៀងនៃដំណាក់កាលលំនឹងមិនស៊ីសង្វាក់គ្នា។

តំបន់ GP គឺជាផលិតផលមុនទឹកភ្លៀងដំបូងដែលលេចឡើងក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការនៃភាពចាស់នៃលោហៈធាតុអាលុយមីញ៉ូម។ ការពង្រីកពេលវេលានៃភាពចាស់ ជាពិសេសការបង្កើនសីតុណ្ហភាពនៃភាពចាស់ ក៏នឹងបង្កើតជាដំណាក់កាលអន្តរកាលកម្រិតមធ្យមផ្សេងទៀតផងដែរ។ នៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រ Al-4Cu មានដំណាក់កាល θ” និង θ ' បន្ទាប់ពីតំបន់ GP ហើយទីបំផុតដំណាក់កាលលំនឹង CuAl2 ត្រូវបានឈានដល់។ θ” និង θ ' គឺជាដំណាក់កាលផ្លាស់ប្តូរទាំងពីរនៃដំណាក់កាលθ ហើយរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់គឺជាបន្ទះឈើការ៉េ ប៉ុន្តែថេរបន្ទះឈើគឺខុសគ្នា។ ទំហំនៃθមានទំហំធំជាងតំបន់ GP ដែលនៅតែមានរាងជាឌីសដែលមានអង្កត់ផ្ចិតប្រហែល 15 ~ 40nm និងកម្រាស់ 0.8 ~ 2.0nm ។ វាបន្តរក្សាចំណុចប្រទាក់ជាប់គ្នាជាមួយម៉ាទ្រីស ប៉ុន្តែកម្រិតនៃការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយបន្ទះឈើគឺខ្លាំងជាង។ នៅពេលផ្លាស់ប្តូរពីដំណាក់កាល θ” ទៅ θ ' ដំណាក់កាលទំហំបានកើនឡើងដល់ 20 ~ 600nm កម្រាស់គឺ 10 ~ 15nm ហើយចំណុចប្រទាក់ដែលជាប់គ្នាក៏ត្រូវបានបំផ្លាញដោយផ្នែកផងដែរ ក្លាយជាចំណុចប្រទាក់ពាក់កណ្តាល coherent ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព c. ផលិតផលចុងក្រោយនៃទឹកភ្លៀងភាពចាស់គឺជាចំណុចប្រទាក់លំនឹងនៃដំណាក់កាល 2Al និង θ ។ ក្លាយ​ជា​ចំណុច​ប្រទាក់​មិន​ស៊ីសង្វាក់​គ្នា ដូច​បង្ហាញ​ក្នុង​រូបភាព ឃ។

យោងតាមស្ថានភាពខាងលើ លំដាប់នៃទឹកភ្លៀងនៃភាពចាស់នៃយ៉ាន់ស្ព័រ Al-Cu គឺ αs →α+GP zone →α+θ”→α+θ'→α+θ។ ដំណាក់កាលនៃភាពចាស់នៃរចនាសម្ព័ន្ធអាស្រ័យទៅលើសមាសធាតុនៃលោហធាតុ និងលក្ខណៈនៃភាពចាស់។ ជារឿយៗមានផលិតផលចាស់ច្រើនជាងមួយនៅក្នុងស្ថានភាពដូចគ្នា។ សីតុណ្ហភាពនៃភាពចាស់កាន់តែខិតទៅជិតរចនាសម្ព័ន្ធលំនឹង។

ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការនៃភាពចាស់ តំបន់ GP និងដំណាក់កាលផ្លាស់ប្តូរដែលធ្លាក់ពីម៉ាទ្រីសមានទំហំតូច បែកខ្ញែកខ្លាំង និងមិនងាយខូចទ្រង់ទ្រាយ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ពួកវាបណ្តាលឱ្យខូចទ្រង់ទ្រាយបន្ទះឈើនៅក្នុងម៉ាទ្រីស និងបង្កើតជាវាលស្ត្រេស ដែលមានឥទ្ធិពលរារាំងយ៉ាងសំខាន់លើចលនានៃការផ្លាស់ទីលំនៅ ដោយហេតុនេះបង្កើនភាពធន់ទ្រាំទៅនឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយប្លាស្ទិកនៃយ៉ាន់ស្ព័រ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវកម្លាំងនិងភាពរឹងរបស់វា។ បាតុភូត​ឡើង​រឹង​ចាស់​នេះ​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ថា​ការ​ឡើង​រឹង​ដោយ​ទឹកភ្លៀង។ រូបខាងក្រោមបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរភាពរឹងរបស់យ៉ាន់ស្ព័រ Al-4Cu កំឡុងពេលការពន្លត់ និងការព្យាបាលភាពចាស់ក្នុងទម្រង់ជាខ្សែកោង។ ដំណាក់កាលទី I នៅក្នុងរូបភាពតំណាងឱ្យភាពរឹងរបស់យ៉ាន់ស្ព័រនៅក្នុងស្ថានភាពដើមរបស់វា។ ដោយសារប្រវត្តិការងារក្តៅខុសៗគ្នា ភាពរឹងនៃសភាពដើមនឹងប្រែប្រួល ជាទូទៅ HV=30~80។ បន្ទាប់ពីកំដៅនៅ 500 ℃ និង quenching (ដំណាក់កាល II) អាតូមទង់ដែងទាំងអស់ត្រូវបានរំលាយទៅក្នុងម៉ាទ្រីសដើម្បីបង្កើតជាដំណោះស្រាយ supersaturated α ដំណាក់កាលតែមួយជាមួយ HV=60 ដែលរឹងជាង 2 ដងនៃភាពរឹងនៅក្នុងស្ថានភាព annealed (HV=30) ។ នេះគឺជាលទ្ធផលនៃការពង្រឹងដំណោះស្រាយដ៏រឹងមាំ។ បន្ទាប់ពីការពន្លត់វាត្រូវបានដាក់នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ហើយភាពរឹងរបស់យ៉ាន់ស្ព័រត្រូវបានកើនឡើងជាបន្តបន្ទាប់ដោយសារតែការបង្កើតតំបន់ GP (ដំណាក់កាលទី III) ជាបន្តបន្ទាប់។ ដំណើរការនៃការឡើងរឹងនៃភាពចាស់នេះនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ត្រូវបានគេហៅថាភាពចាស់ធម្មជាតិ។

ខ្ញុំ - ស្ថានភាពដើម;

II - ស្ថានភាពនៃដំណោះស្រាយរឹង;

III - ភាពចាស់តាមធម្មជាតិ (តំបន់ GP);

IVa - ការព្យាបាលតំរែតំរង់នៅ 150 ~ 200 ℃ (រំលាយឡើងវិញនៅក្នុងតំបន់ GP);

IVb - ភាពចាស់សិប្បនិម្មិត (θ"+θ'ដំណាក់កាល);

V - ហួសកម្រិត (θ”+θ'ដំណាក់កាល)

នៅដំណាក់កាលទី IV យ៉ាន់ស្ព័រត្រូវបានកំដៅដល់ 150 អង្សាសេសម្រាប់ភាពចាស់ ហើយឥទ្ធិពលនៃការឡើងរឹងគឺជាក់ស្តែងជាងភាពចាស់នៃធម្មជាតិ។ នៅពេលនេះផលិតផលទឹកភ្លៀងភាគច្រើនគឺដំណាក់កាលθ" ដែលមានឥទ្ធិពលពង្រឹងខ្លាំងបំផុតនៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រ Al-Cu។ ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពនៃភាពចាស់កាន់តែកើនឡើង ដំណាក់កាលទឹកភ្លៀងនឹងផ្លាស់ប្តូរពីដំណាក់កាលθ" ទៅដំណាក់កាលθ' ឥទ្ធិពលរឹងចុះខ្សោយ ហើយភាពរឹងថយចុះ ចូលដំណាក់កាលទី V ។ ការព្យាបាលចាស់ដែលហៅថា ភាពចាស់នៃសិប្បនិមិត្ត និងវី។ ប្រសិនបើភាពរឹងឈានដល់តម្លៃរឹងអតិបរមាដែលយ៉ាន់ស្ព័រអាចឈានដល់បន្ទាប់ពីភាពចាស់ (ឧទាហរណ៍ដំណាក់កាល IVb) ភាពចាស់នេះត្រូវបានគេហៅថាភាពចាស់នៃកម្រិតកំពូល។ ប្រសិនបើតម្លៃនៃភាពរឹងកំពូលមិនត្រូវបានឈានដល់នោះ វាត្រូវបានគេហៅថាភាពចាស់ជាងវ័យ ឬភាពចាស់សិប្បនិម្មិតមិនពេញលេញ។ ប្រសិនបើតម្លៃខ្ពស់បំផុតត្រូវបានឆ្លងកាត់ហើយភាពរឹងថយចុះនោះវាត្រូវបានគេហៅថាហួសសម័យ។ ការព្យាបាលដោយស្ថេរភាពនៃភាពចាស់ក៏ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ភាពចាស់ផងដែរ។ តំបន់ GP ដែលបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលវ័យចំណាស់ធម្មជាតិគឺមិនស្ថិតស្ថេរខ្លាំងណាស់។ នៅពេលដែលកំដៅយ៉ាងលឿនទៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដូចជាប្រហែល 200 អង្សាសេ ហើយរក្សាកំដៅក្នុងរយៈពេលខ្លី តំបន់ GP នឹងរលាយត្រឡប់ទៅជាដំណោះស្រាយ α រឹងវិញ។ ប្រសិនបើវាត្រូវបានត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័ស (ពន្លត់) មុនពេលដំណាក់កាលផ្លាស់ប្តូរផ្សេងទៀតដូចជា θ” ឬ θ ' precipitate យ៉ាន់ស្ព័រអាចត្រលប់ទៅសភាពដើមរបស់វាវិញ។ បាតុភូតនេះត្រូវបានគេហៅថា "ការតំរែតំរង់" ដែលជាការធ្លាក់ចុះរឹងដែលបង្ហាញដោយបន្ទាត់ចំនុចនៅក្នុងដំណាក់កាល IVa នៅក្នុងរូបភាព។ យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមដែលបានរើឡើងរឹងនៅតែមានសមត្ថភាពដដែល។

ការឡើងរឹងតាមអាយុគឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការបង្កើតយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមដែលអាចព្យាបាលកំដៅបាន ហើយសមត្ថភាពនៃការឡើងរឹងតាមអាយុរបស់វាត្រូវបានទាក់ទងដោយផ្ទាល់ទៅនឹងសមាសធាតុលោហធាតុ និងប្រព័ន្ធព្យាបាលកំដៅ។ យ៉ាន់ស្ព័រប្រព័ន្ធគោលពីរ Al-Si និង Al-Mn មិនមានប្រសិទ្ធិភាពឡើងរឹងដោយទឹកភ្លៀងទេ ពីព្រោះដំណាក់កាលលំនឹងត្រូវបានទឹកភ្លៀងដោយផ្ទាល់ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការចាស់ ហើយជាយ៉ាន់អាលុយមីញ៉ូមដែលមិនអាចព្យាបាលកំដៅបាន។ ទោះបីជាយ៉ាន់ស្ព័រ Al-Mg អាចបង្កើតតំបន់ GP និងដំណាក់កាលផ្លាស់ប្តូរ β' ក៏ដោយ ពួកវាមានលទ្ធភាពនៃការឡើងរឹងទឹកភ្លៀងជាក់លាក់នៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រដែលមានម៉ាញ៉េស្យូមខ្ពស់។ យ៉ាន់ស្ព័រ Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Si និង Al-Zn-Mg-Cu យ៉ាន់ស្ព័រមានសមត្ថភាពទប់ទឹកភ្លៀងខ្លាំងនៅក្នុងតំបន់ GP និងដំណាក់កាលផ្លាស់ប្តូរ ហើយបច្ចុប្បន្នជាប្រព័ន្ធយ៉ាន់ស្ព័រសំខាន់ៗដែលអាចព្យាបាលកំដៅ និងពង្រឹងបាន។

3.2 ភាពចាស់តាមធម្មជាតិ

ជាទូទៅ លោហធាតុអាលុយមីញ៉ូមដែលអាចត្រូវបានពង្រឹងដោយការព្យាបាលកំដៅមានប្រសិទ្ធិភាពនៃភាពចាស់ធម្មជាតិបន្ទាប់ពីការពន្លត់។ ការពង្រឹងភាពចាស់តាមធម្មជាតិគឺបណ្តាលមកពីតំបន់ GP ។ ភាពចាស់ធម្មជាតិត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រ Al-Cu និង Al-Cu-Mg ។ ភាពចាស់តាមធម្មជាតិនៃយ៉ាន់ស្ព័រ Al-Zn-Mg-Cu មានរយៈពេលយូរពេក ហើយវាច្រើនតែចំណាយពេលច្រើនខែដើម្បីឈានដល់ដំណាក់កាលមានស្ថេរភាព ដូច្នេះប្រព័ន្ធភាពចាស់ធម្មជាតិមិនត្រូវបានប្រើទេ។

បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងភាពចាស់នៃសិប្បនិម្មិត បន្ទាប់ពីភាពចាស់តាមធម្មជាតិ កម្លាំងទិន្នផលនៃយ៉ាន់ស្ព័រគឺទាបជាង ប៉ុន្តែភាពធន់ និងផ្លាស្ទិចមានភាពល្អប្រសើរ ហើយភាពធន់នឹងច្រេះគឺខ្ពស់ជាង។ ស្ថានភាពនៃអាលុយមីញ៉ូមរឹងទំនើបនៃប្រព័ន្ធ Al-Zn-Mg-Cu គឺខុសគ្នាបន្តិចបន្តួច។ ភាពធន់នឹងការច្រេះបន្ទាប់ពីភាពចាស់សិប្បនិម្មិតជាញឹកញាប់ប្រសើរជាងបន្ទាប់ពីភាពចាស់ធម្មជាតិ។

3.3 ភាពចាស់សិប្បនិម្មិត

បន្ទាប់ពីការព្យាបាលភាពចាស់ដោយសិប្បនិម្មិត យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមជាញឹកញាប់អាចទទួលបានកម្លាំងទិន្នផលខ្ពស់បំផុត (ជាចម្បងការពង្រឹងដំណាក់កាលផ្លាស់ប្តូរ) និងស្ថេរភាពអង្គភាពកាន់តែប្រសើរ។ អាលុយមីញ៉ូរឹងខ្លាំង អាលុយមីញ៉ូមក្លែងក្លាយ និងអាលុយមីញ៉ូមដែលធ្វើពីដែកសុទ្ធមានអាយុកាលជាចម្បង។ សីតុណ្ហភាព និងពេលវេលានៃភាពចាស់ជរាមានឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់លើលក្ខណៈសម្បត្តិនៃលោហៈធាតុ។ សីតុណ្ហភាពនៃភាពចាស់ភាគច្រើនស្ថិតនៅចន្លោះ 120 ~ 190 ℃ ហើយពេលវេលានៃភាពចាស់មិនលើសពី 24 ម៉ោង។

បន្ថែមពីលើភាពចាស់សិប្បនិមិត្តមួយដំណាក់កាល យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមក៏អាចទទួលយកនូវប្រព័ន្ធនៃភាពចាស់សិប្បនិមិត្តដែលបានចាត់ថ្នាក់ផងដែរ។ នោះគឺកំដៅត្រូវបានអនុវត្តពីរដងឬច្រើនជាងនេះនៅសីតុណ្ហភាពខុសគ្នា។ ឧទាហរណ៍ លោហធាតុ LC4 អាចមានអាយុនៅ 115 ~ 125 ℃ សម្រាប់ 2 ~ 4 ម៉ោង ហើយបន្ទាប់មកនៅ 160 ~ 170 ℃ សម្រាប់ 3 ~ 5 ម៉ោង។ ភាពចាស់បន្តិចម្តងៗមិនត្រឹមតែអាចកាត់បន្ថយពេលវេលាបានយ៉ាងសំខាន់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូរបស់ Al-Zn-Mg និង Al-Zn-Mg-Cu ផងដែរ ហើយធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវភាពធន់នឹងការច្រេះ កម្លាំងអស់កម្លាំង និងភាពរឹងនៃការប្រេះស្រាំ ដោយមិនកាត់បន្ថយលក្ខណៈមេកានិចជាមូលដ្ឋាន។