ការស៊ើបអង្កេតលើការបង្ក្រាប និងចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ អ៊ីងហ្គោត ដែកអ៊ីណុក ៧០៥០

1. កត្តាម៉ាក្រូស្កូបដែលរួមចំណែកដល់ការបង្កើតស្នាមប្រេះ

1.1 កំឡុងពេលចាក់ពាក់កណ្តាលបន្ត ទឹកត្រជាក់ត្រូវបានបាញ់ដោយផ្ទាល់ទៅលើផ្ទៃ ingot បង្កើតជម្រាលសីតុណ្ហភាពដ៏ចោតនៅក្នុង ingot ។ នេះបណ្តាលឱ្យមានការកន្ត្រាក់មិនស្មើគ្នាក្នុងចំណោមតំបន់ផ្សេងៗគ្នា ដែលបណ្តាលឱ្យមានការអត់ធ្មត់គ្នាទៅវិញទៅមក និងបង្កើតភាពតានតឹងកម្ដៅ។ នៅក្រោមវាលស្ត្រេសជាក់លាក់ ភាពតានតឹងទាំងនេះអាចនាំឱ្យមានការប្រេះឆា។

1.2 នៅក្នុងផលិតកម្មឧស្សាហកម្ម ការប្រេះស្រាំជាញឹកញាប់កើតឡើងនៅដំណាក់កាលដំបូង ឬចាប់ផ្តើមជា microcracks ដែលក្រោយមកបន្តពូជក្នុងអំឡុងពេលត្រជាក់ ដែលអាចរីករាលដាលពាសពេញ ingot ទាំងមូល។ បន្ថែមពីលើការប្រេះ ពិការភាពផ្សេងទៀតដូចជាការបិទត្រជាក់ ការរហែក និងការព្យួរក៏អាចកើតមានផងដែរក្នុងដំណាក់កាលនៃការសម្ដែងដំបូង ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាដំណាក់កាលសំខាន់ក្នុងដំណើរការចាក់ទាំងមូល។

1.3 ភាពងាយនឹងបង្កជាភាពត្រជាក់ដោយផ្ទាល់ទៅនឹងការប្រេះក្តៅត្រូវបានរងឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដោយសមាសធាតុគីមី ការបន្ថែមលោហធាតុមេ និងបរិមាណនៃសារធាតុចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិដែលបានប្រើ។

1.4 ភាពរសើបនៃការបំបែកក្តៅនៃយ៉ាន់ស្ព័រគឺដោយសារតែភាពតានតឹងផ្នែកខាងក្នុងដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើតការចាត់ទុកជាមោឃៈ និងស្នាមប្រេះ។ ការបង្កើត និងការចែកចាយរបស់ពួកគេត្រូវបានកំណត់ដោយធាតុយ៉ាន់ស្ព័រ គុណភាពលោហធាតុរលាយ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រពាក់កណ្តាលបន្តបន្ទាប់បន្សំ។ ជាពិសេស ការបញ្ចូលលោហៈធាតុអាលុយមីញ៉ូមស៊េរី 7xxx ដែលមានទំហំធំជាពិសេសងាយនឹងប្រេះស្រាំដោយសារធាតុយ៉ាន់ស្ព័រច្រើន ជួររឹងធំទូលាយ ភាពតានតឹងក្នុងការសម្ដែងខ្ពស់ ការបំបែកអុកស៊ីតកម្មនៃធាតុយ៉ាន់ស្ព័រ គុណភាពលោហធាតុមិនសូវល្អ និងទម្រង់ទាបនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។

1.5 ការសិក្សាបានបង្ហាញថា វាលអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក និងធាតុយ៉ាន់ស្ព័រ (រួមទាំងសារធាតុចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ ធាតុយ៉ាន់ស្ព័រសំខាន់ៗ និងធាតុដាន) ប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់រចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូ និងភាពងាយនឹងបំបែកក្តៅនៃយ៉ាន់ស្ព័រស៊េរី 7xxx ពាក់កណ្តាលបន្ត។

1.6 បន្ថែមពីលើនេះ ដោយសារតែសមាសធាតុស្មុគ្រស្មាញនៃយ៉ាន់អាលុយមីញ៉ូម 7050 និងវត្តមាននៃធាតុអុកស៊ីតកម្មយ៉ាងងាយស្រួល ការរលាយមានទំនោរស្រូបយកអ៊ីដ្រូសែនកាន់តែច្រើន។ នេះរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយនឹងការរួមបញ្ចូលអុកស៊ីដនាំឱ្យមានការរួមរស់នៃឧស្ម័ននិងការរួមបញ្ចូលដែលបណ្តាលឱ្យមានមាតិកាអ៊ីដ្រូសែនខ្ពស់នៅក្នុងរលាយ។ មាតិកាអ៊ីដ្រូសែនបានក្លាយទៅជាកត្តាសំខាន់ដែលប៉ះពាល់ដល់លទ្ធផលត្រួតពិនិត្យ ឥរិយាបថប្រេះស្រាំ និងដំណើរការអស់កម្លាំងនៃវត្ថុធាតុដើមកែច្នៃ។ ដូច្នេះ ដោយផ្អែកលើយន្តការនៃវត្តមានអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងការរលាយ ចាំបាច់ត្រូវប្រើប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយ adsorption និងឧបករណ៍ចម្រាញ់ដើម្បីយកអ៊ីដ្រូសែន និងការរួមបញ្ចូលផ្សេងទៀតចេញពីការរលាយ ដើម្បីទទួលបានការរលាយយ៉ាន់ស្ព័រដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់។

2. មីក្រូទស្សន៍មូលហេតុនៃការបង្កើតស្នាមប្រេះ

2.1 ការប្រេះស្រាំក្តៅត្រូវបានកំនត់ជាចម្បងដោយអត្រានៃការរួញរឹង អត្រានៃការផ្តល់ចំណី និងទំហំសំខាន់នៃតំបន់ដែលមានផ្សិត។ ប្រសិនបើ​ទំហំ​នៃ​តំបន់​ស្លេស្ម​លើសពី​កម្រិត​សំខាន់ ការ​ប្រេះ​ក្តៅ​នឹង​កើតឡើង​។

2.2 ជាទូទៅ ដំណើរការរឹងនៃយ៉ាន់ស្ព័រអាចបែងចែកជាដំណាក់កាលជាច្រើន៖ ការចិញ្ចឹមជាដុំ ការចិញ្ចឹម interdendritic ការបំបែក dendrite និងការភ្ជាប់ស្ពាន dendrite។

2.3 ក្នុងកំឡុងដំណាក់កាលបំបែក dendrite ដៃ dendrite កាន់តែមានភាពស្អិតរមួត ហើយលំហូររាវត្រូវបានកម្រិតដោយភាពតានតឹងលើផ្ទៃ។ ភាពជ្រាបចូលនៃតំបន់ផ្សិតត្រូវបានកាត់បន្ថយ ហើយការរួញរឹងគ្រប់គ្រាន់ និងភាពតានតឹងកម្ដៅអាចនាំឱ្យមាន microporosity ឬសូម្បីតែស្នាមប្រេះក្តៅ។

2.4 នៅក្នុងដំណាក់កាលស្ពាន dendrite មានតែបរិមាណតិចតួចនៃអង្គធាតុរាវដែលនៅសល់នៅប្រសព្វបីដង។ នៅចំណុចនេះ សម្ភារៈពាក់កណ្តាលរឹងមានភាពរឹងមាំ និងប្លាស្ទិកគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ហើយការជ្រាបចូលនៃសភាពរឹងគឺជាយន្តការតែមួយគត់ដើម្បីទូទាត់សងសម្រាប់ការរួញរឹង និងភាពតានតឹងកម្ដៅ។ ដំណាក់​កាល​ទាំង​ពីរ​នេះ​ទំនង​ជា​បង្កើត​ជា​ការ​រួញ​តូច ឬ​ស្នាម​ប្រេះ​ក្តៅ។

3. ការរៀបចំបន្ទះឈើដែលមានគុណភាពខ្ពស់ ដោយផ្អែកលើយន្តការនៃការបង្កើតស្នាមប្រេះ

3.1 បន្ទះក្តារបន្ទះដែលមានទំហំធំ ជារឿយៗបង្ហាញការប្រេះបែកលើផ្ទៃ ភាពផុយស្រួយខាងក្នុង និងការរួមបញ្ចូល ដែលជះឥទ្ធិពលយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់ឥរិយាបទមេកានិកកំឡុងពេលធ្វើឱ្យលោហៈធាតុរឹង។

3.2 លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិកនៃយ៉ាន់ស្ព័រអំឡុងពេលរឹង ភាគច្រើនអាស្រ័យលើលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុង រួមទាំងទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ មាតិកាអ៊ីដ្រូសែន និងកម្រិតនៃការដាក់បញ្ចូល។

3.3 សម្រាប់យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ dendritic គម្លាតដៃ dendrite បន្ទាប់បន្សំ (SDAS) ប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងទាំងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច និងដំណើរការរឹង។ SDAS ល្អិតល្អន់នាំទៅរកការបង្កើត porosity មុន និងប្រភាគ porosity ខ្ពស់ កាត់បន្ថយភាពតានតឹងសំខាន់សម្រាប់ការបង្ក្រាបក្តៅ។

3.4 ពិការភាពដូចជាការរួញតូច interdendritic ចាត់ទុកជាមោឃៈនិងការរួមបញ្ចូលយ៉ាងខ្លាំងធ្វើឱ្យចុះខ្សោយយ៉ាងខ្លាំងនៃភាពរឹងនៃគ្រោងរឹងនិងកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងភាពតានតឹងសំខាន់ដែលត្រូវការសម្រាប់ការបង្ក្រាបក្តៅ។

3.5 រូបវិទ្យាគ្រាប់ធញ្ញជាតិគឺជាកត្តាមីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធដ៏សំខាន់មួយទៀតដែលជះឥទ្ធិពលលើឥរិយាបថនៃការបំបែកក្តៅ។ នៅពេលដែលគ្រាប់ធញ្ញជាតិផ្លាស់ប្តូរពី columnar dendrites ទៅគ្រាប់ធញ្ញជាតិដែលមានរាងមូល យ៉ាន់ស្ព័របង្ហាញសីតុណ្ហភាពនៃភាពរឹងទាប និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពជ្រាបចូលនៃសារធាតុរាវ interdendritic ដែលរារាំងការលូតលាស់នៃរន្ធញើស។ លើសពីនេះ គ្រាប់ធញ្ញជាតិល្អិតល្អន់អាចផ្ទុកនូវកម្រិតសំពាធ និងសំពាធធំជាងមុន និងបង្ហាញផ្លូវនៃការបន្តពូជការបំបែកដែលស្មុគស្មាញជាងមុន ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយទំនោរនៃការបំបែកក្តៅទាំងមូល។

3.6 នៅក្នុងការផលិតជាក់ស្តែង ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការគ្រប់គ្រងការរលាយ និងបច្ចេកទេសការបោះចោល ដូចជាការគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងនូវការដាក់បញ្ចូល និងមាតិកាអ៊ីដ្រូសែន ព្រមទាំងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រាប់ធញ្ញជាតិផងដែរ អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់ខាងក្នុងនៃបន្ទះឈើទៅនឹងការបំបែកក្តៅ។ រួមផ្សំជាមួយនឹងការរចនា និងវិធីសាស្រ្តកែច្នៃឧបករណ៍ដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង វិធានការទាំងនេះអាចនាំទៅដល់ការផលិតបន្ទះក្តារបន្ទះដែលមានទិន្នផលខ្ពស់ ទ្រង់ទ្រាយធំ និងគុណភាពខ្ពស់។

4. ការចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិនៃ Ingot

យ៉ាន់អាលុយមីញ៉ូម 7050 ជាចម្បងប្រើឧបករណ៍ចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិពីរប្រភេទ៖ Al-5Ti-1B និង Al-3Ti-0.15C ។ ការ​សិក្សា​ប្រៀបធៀប​លើ​កម្មវិធី​ក្នុង​បន្ទាត់​នៃ​ក្រុមហ៊ុន​ចម្រាញ់​ទាំងនេះ​បង្ហាញ​ថា​៖

4.1 Ingots ចម្រាញ់ជាមួយ Al-5Ti-1B បង្ហាញទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិតូចជាងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ និងការផ្លាស់ប្តូរឯកសណ្ឋានបន្ថែមទៀតពីគែម ingot ទៅកណ្តាល។ ស្រទាប់​គ្រាប់​ធញ្ញជាតិ​ស្តើង​ជាង ហើយ​ឥទ្ធិពល​នៃ​ការ​ចម្រាញ់​គ្រាប់​ធញ្ញជាតិ​ទាំងមូល​គឺ​ខ្លាំង​ជាង​នៅ​ទូទាំង​ស្រទាប់​ខាងក្នុង។

4.2 នៅពេលដែលវត្ថុធាតុដើមដែលបានចម្រាញ់ពីមុនជាមួយ Al-3Ti-0.15C ត្រូវបានប្រើ ឥទ្ធិពលចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិរបស់ Al-5Ti-1B ត្រូវបានថយចុះ។ ជាងនេះទៅទៀត ការបង្កើនការបន្ថែម Al-Ti-B លើសពីចំណុចជាក់លាក់មួយ មិនបង្កើនការចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិតាមសមាមាត្រឡើយ។ ដូច្នេះការបន្ថែម Al-Ti-B គួរតែត្រូវបានកំណត់មិនលើសពី 2 គីឡូក្រាមក្នុងមួយតោន។

4.3 Ingots ចម្រាញ់ជាមួយ Al-3Ti-0.15C មានជាចម្បងនៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិដែលមានរាងមូលល្អ ទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិគឺស្មើគ្នានៅទូទាំងទទឹងនៃបន្ទះ។ ការបន្ថែម 3-4 គីឡូក្រាម/t នៃ Al-3Ti-0.15C មានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការធ្វើឱ្យគុណភាពផលិតផលមានស្ថេរភាព។

4.4 គួរកត់សម្គាល់ថានៅពេលដែល Al-5Ti-1B ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រ 7050 ភាគល្អិត TiB₂ មានទំនោរបំបែកឆ្ពោះទៅរកខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីតនៅលើផ្ទៃ ingot ក្រោមលក្ខខណ្ឌត្រជាក់យ៉ាងលឿន បង្កើតជាចង្កោមដែលនាំឱ្យមានការបង្កើត slag ។ កំឡុងពេលការឡើងរឹង ចង្កោមទាំងនេះរួញចូល ដើម្បីបង្កើតជាផ្នត់ដូចចង្អូរ ដែលផ្លាស់ប្តូរភាពតានតឹងលើផ្ទៃនៃការរលាយ។ នេះបង្កើន viscosity រលាយ និងកាត់បន្ថយភាពរាវ ដែលជាលទ្ធផលជំរុញការបង្កើតស្នាមប្រេះនៅមូលដ្ឋាននៃផ្សិត និងជ្រុងនៃមុខធំទូលាយ និងតូចចង្អៀតនៃ ingot ។ នេះបង្កើនទំនោរបំបែកយ៉ាងសំខាន់ និងប៉ះពាល់អវិជ្ជមានដល់ទិន្នផល។

4.5 ដោយពិចារណាលើឥរិយាបទនៃការបង្កើតយ៉ាន់ស្ព័រ 7050 រចនាសម្ព័ន្ធគ្រាប់ធញ្ញជាតិនៃសារធាតុផ្សំក្នុងស្រុក និងអន្តរជាតិស្រដៀងគ្នា និងគុណភាពនៃផលិតផលដែលបានដំណើរការចុងក្រោយ Al-3Ti-0.15C ត្រូវបានគេពេញចិត្តថាជាឧបករណ៍ចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិក្នុងជួរសម្រាប់ការចាក់យ៉ាន់ស្ព័រ 7050 លុះត្រាតែលក្ខខណ្ឌជាក់លាក់ទាមទារបើមិនដូច្នេះទេ។

5. ឥរិយាបទចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ Al-3Ti-0.15C

5.1 នៅពេលដែលសារធាតុចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិត្រូវបានបន្ថែមនៅ 720 °C នោះគ្រាប់ធញ្ញជាតិមានរចនាសម្ព័ន្ធស្មើគ្នាជាចម្បងជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធរងមួយចំនួន ហើយមានទំហំល្អបំផុត។

5.2 ប្រសិនបើការរលាយត្រូវបានទុកយូរពេកបន្ទាប់ពីបន្ថែមសារធាតុចម្រាញ់ (ឧ. លើសពី 10 នាទី) ការលូតលាស់ dendritic coarse គ្របដណ្តប់ ដែលបណ្តាលឱ្យមានគ្រាប់ធញ្ញជាតិ coarser ។

5.3 នៅពេលដែលបរិមាណបន្ថែមនៃសារធាតុចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិគឺ 0.010% ទៅ 0.015% គ្រាប់ធញ្ញជាតិដែលមានលក្ខណៈស្មើគ្នាល្អត្រូវបានសម្រេច។

5.4 ដោយផ្អែកលើដំណើរការឧស្សាហកម្មនៃយ៉ាន់ស្ព័រ 7050 លក្ខខណ្ឌនៃការចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិល្អបំផុតគឺ: សីតុណ្ហភាពបន្ថែមនៅជុំវិញ 720 °C ពេលវេលាពីការបន្ថែមទៅការរឹងចុងក្រោយគ្រប់គ្រងក្នុងរយៈពេល 20 នាទី និងបរិមាណចម្រាញ់ប្រហែល 0.01-0.015% (3-4 kg/t នៃ Al-3Ti-0.15C) ។

5.5 ថ្វីបើមានការប្រែប្រួលនៃទំហំ ingot ក៏ដោយ ពេលវេលាសរុបពីការបន្ថែមសារធាតុចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិបន្ទាប់ពីការរលាយចេញ តាមរយៈប្រព័ន្ធក្នុងជួរ រនាំង និងផ្សិត រហូតដល់ការរឹងចុងក្រោយគឺជាធម្មតា 15-20 នាទី។

5.6 នៅក្នុងការកំណត់ឧស្សាហកម្ម ការបង្កើនបរិមាណចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិលើសពីមាតិកា Ti នៃ 0.01% មិនធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវការចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិនោះទេ។ ផ្ទុយទៅវិញ ការបន្ថែមលើសកំណត់នាំទៅរកការពង្រឹង Ti និង C ដែលបង្កើនលទ្ធភាពនៃពិការភាពសម្ភារៈ។

5.7 ការធ្វើតេស្តនៅចំនុចផ្សេងៗគ្នា - ច្រកចូល degas ច្រកចេញ degas និង trough បង្ហាញពីភាពខុសគ្នាតិចតួចបំផុតនៅក្នុងទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការបន្ថែមឧបករណ៍ចម្រាញ់ដោយផ្ទាល់នៅត្រង់កន្លែងចាក់ដោយមិនមានការច្រោះ បង្កើនហានិភ័យនៃពិការភាពកំឡុងពេលត្រួតពិនិត្យអ៊ុលត្រាសោននៃសម្ភារៈកែច្នៃ។

5.8 ដើម្បីធានាបាននូវការចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិឯកសណ្ឋាន និងទប់ស្កាត់ការប្រមូលផ្តុំសារធាតុចម្រាញ់ សារធាតុចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិគួរតែត្រូវបានបន្ថែមនៅច្រកចូលនៃប្រព័ន្ធ degassing ។