אויספאָרשונג אויף קראַקינג און גריין ראַפינירונג פון 7050 אַלוי פּלאַטע ינגאָטס

1. מאַקראָסקאָפּישע פאַקטאָרן וואָס ביישטייערן צו ריס פאָרמירונג

1.1 בעת האַלב-קאָנטינעווער גוסונג, ווערט קיל וואַסער גלייך געשפּריצט אויף דער שטאַנג ייבערפלאַך, שאַפֿנדיק אַ שטאַרקן טעמפּעראַטור גראַדיענט אינעווייניק אין דער שטאַנג. דאָס רעזולטירט אין אומגלייכע קאָנטראַקציע צווישן פֿאַרשידענע געגנטן, וואָס פֿאַראורזאַכט קעגנצייַטיקע צוריקהאַלטונג און דזשענערירט טערמישע דרוק. אונטער געוויסע דרוק פֿעלדער, קענען די דרוק פֿירן צו שטאַנג קראַקינג.

1.2 אין אינדוסטריעלער פּראָדוקציע, פּאַסירן אָפט ריסן אין די שטאַנגען ביים ערשטן גיסן־פאַזע, אָדער זיי שטאַמען פֿון מיקראָ־ריסן, וואָס פֿאַרשפּרייטן זיך שפּעטער בעתן קילן, און מעגלעך פֿאַרשפּרייטן זיך איבערן גאַנצן שטאַנגען. אין דערצו צו ריסן, קענען אויך פּאַסירן אַנדערע חסרונות, ווי קאַלטע פֿאַרמאַכונגען, קרום ווערן און הענגען, בעתן ערשטן גיסן־פאַזע, וואָס מאַכט עס אַ קריטישע פֿאַזע אין דעם גאַנצן גיסן־פּראָצעס.

1.3 די סאַסעפּטאַבילאַטי פון דירעקט קאַלט גיסן צו הייס קראַקינג איז באַדייטנד ינפלוענסט דורך כעמישער זאַץ, מאַסטער צומיש צוגעבן, און די קוואַנטיטי פון קערל ראַפיינערז געניצט.

1.4 די הייסע קראַקינג סענסיטיוויטי פון אַלויז איז דער הויפּט רעכט צו אינערלעכע דרוק וואָס פאַראורזאַכן די פאָרמירונג פון ליידיקייטן און ריסן. זייער פאָרמירונג און פאַרשפּרייטונג ווערן באַשטימט דורך אַלוינג עלעמענטן, צעשמעלץ מעטאַלורגישע קוואַליטעט, און האַלב-קאָנטינעואַס גוס פּאַראַמעטערס. ספּעציפֿיש, גרויס-גרייס ינגאָטס פון 7xxx סעריע אַלומינום אַלויז זענען באַזונדערס פּראָנע צו הייס קראַקינג רעכט צו קייפל אַלוינג עלעמענטן, ברייט סאָלידיפיקאַטיאָן ראַנגעס, הויך גוס דרוק, אַקסאַדיישאַן סעגרעגאַציע פון ​​אַלוינג עלעמענטן, לעפיערעך שלעכט מעטאַלורגישע קוואַליטעט, און נידעריק פאָרמאַביליטי ביי צימער טעמפּעראַטור.

1.5 שטודיעס האבן געוויזן אז עלעקטראמאגנעטישע פעלדער און צומיש עלעמענטן (אריינגערעכנט קערל רעפינערס, הויפט צומיש עלעמענטן, און שפור עלעמענטן) באאיינפלוסן באדייטנד די מיקראסטרוקטור און הייסע קראַקינג סאַסעפּטאַבילאַטי פון האַלב-קאָנטינואַסלי געגאסן 7xxx סעריע צומישן.

1.6 דערצו, צוליב דער קאָמפּליצירטער צוזאַמענשטעלונג פֿון דער 7050 אַלומינום צומיש און דער אנוועזנהייט פֿון לייכט אָקסידירטע עלעמענטן, טענדירט דער צעלאָז צו אַבזאָרבירן מער וואַסערשטאָף. דאָס, צוזאַמען מיט אָקסייד אינקלוזיעס, פֿירט צו דער קאָעקזיסטענץ פֿון גאַז און אינקלוזיעס, וואָס רעזולטירט אין אַ הויכן וואַסערשטאָף אינהאַלט אין דער צעלאָז. וואַסערשטאָף אינהאַלט איז געוואָרן אַ שליסל פֿאַקטאָר וואָס באַאײַנפֿלוסט דורכקוק רעזולטאַטן, בראָך נאַטור, און מידקייט פאָרשטעלונג פֿון פּראַסעסט ינגאָט מאַטעריאַלס. דעריבער, באַזירט אויף דעם מעכאַניזם פֿון וואַסערשטאָף אנוועזנהייט אין דער צעלאָז, איז עס נייטיק צו נוצן אַדסאָרפּציע מעדיע און פֿילטראַציע-ראַפֿינירן ויסריכט צו באַזייַטיקן וואַסערשטאָף און אַנדערע אינקלוזיעס פֿון דער צעלאָז צו באַקומען אַ העכסט פּיוראַפייד צומיש צעלאָז.

2. מיקראָסקאָפּישע סיבות פון ריס פאָרמירונג

2.1 הייסע קראַקינג אין שטיינער ווערט בפֿרט באַשטימט דורך דער ראַטע פֿון פֿאַרהאַרטונג פֿון שרינקען, דער פֿיטערונג־ראַטע, און דער קריטישער גרייס פֿון דער מאַשי־זאָנע. אויב די גרייס פֿון דער מאַשי־זאָנע איבערשטײַגט אַ קריטישן שוועל, וועט הייסע קראַקינג פּאַסירן.

2.2 בכלל, קען מען צוטיילן דעם סאלידיפיקאציע פראצעס פון צומישן אין עטליכע שטאפלען: גרויסע צופיטערונג, אינטערדענדריטישע צופיטערונג, דענדריט צעשיידונג, און דענדריט ברידזשינג.

2.3 בעת דעם דענדריט צעשיידונג שטאפל, ווערן דענדריט ארעמס מער ענג איינגעפאקט און די פליסיקייט שטראם ווערט באגרענעצט דורך אויבערפלאך שפּאַנונג. די דורכדרינגלעכקייט פון דער מאַשי זאָנע ווערט רעדוצירט, און גענוגנדיקע סאלידיפיקאַציע שרינקונג און טערמישער דרוק קען פירן צו מיקראָפּאָראָזיטי אָדער אפילו הייסע ריסן.

2.4 אין דער דענדריט ברידזשינג סטאַגע, בלייבט נאָר אַ קליינע מאָס פליסיקייט ביי טריפּלע דזשאַנקשאַנז. אין דעם פונקט, האט דער האַלב-האַרט מאַטעריאַל אַ באַטייטנדיקע שטאַרקייט און פּלאַסטיסיטי, און האַרט-שטאַט קריפּ איז דער איינציקער מעханіזם צו קאָמפּענסירן פֿאַר סאָלידיפיקאַציע שרינקינג און טערמישער דרוק. די צוויי סטאַגעס זענען די מערסט מסתּמא צו שאַפֿן שרינקינג ליידיקייטן אָדער הייסע ריסן.

3. צוגרייטונג פון הויך-קוואַליטעט פּלאַטע ינגאָטס באַזירט אויף ריס פאָרמירונג מעקאַניזאַמז

3.1 גרויסע פּלאַטע שטאַנגען ווײַזן אָפט אויף אויבערפלאַך ריסן, אינערלעכע פּאָראָזיטעט און אינקלוזשאַנז, וואָס האָבן אַ שווערע השפּעה אויף די מעכאַנישע נאַטור בעת דער סאָלידיפיקאַציע פון ​​אַלוי.

3.2 די מעכאנישע אייגנשאפטן פון דער צומיש בעת פארהארטעוועטקייט הענגען שטארק אפ פון אינערליכע סטרוקטורעלע אייגנשאפטן, אריינגערעכנט קערל גרייס, וואסערשטאף אינהאלט, און איינשליסונג לעוועלס.

3.3 פֿאַר אַלומינום אַלויז מיט דענדריטיק סטרוקטורן, די סעקאָנדערי דענדריט אָרעם ספּייסינג (SDAS) אַפעקטירט באַדייטנד ביידע מעכאַנישע אייגנשאַפטן און דעם סאַלידיפיקאַטיאָן פּראָצעס. פיינער SDAS פירט צו פריער פּאָראָסיטי פאָרמירונג און העכער פּאָראָסיטי פראַקשאַנז, רידוסינג די קריטיש דרוק פֿאַר הייס קראַקינג.

3.4 חסרונות ווי אינטערדענדריטישע שרינקונג לעכער און אינקלוזיעס שוואכן שטארק די טאפקייט פון דעם הארטן סקעלעט און רעדוצירן באדייטנד דעם קריטישן דרוק וואס איז נויטיג פאר הייסע קראַקינג.

3.5 קערל מאָרפאָלאָגיע איז נאָך אַ קריטישער מיקראָסטרוקטורעלער פאַקטאָר וואָס השפּעה האָט אויף די הייסע קראַקינג נאַטור. ווען קערלעך גייען איבער פון קאָלומנאַר דענדריטן צו גלאָבולאַרע גלייכאַקסיקע קערלעך, ווייזט די צומיש אַ נידעריקערע שטייפקייט טעמפּעראַטור און פֿאַרבעסערטע אינטערדענדריטישע פליסיק דורכדרינגלעכקייט, וואָס סאַפּרעסיז פּאָרע וווּקס. דערצו, פיינערע קערלעך קענען אַקאַמאַדירן גרעסערע שפּאַנונג און שפּאַנונג ראַטעס און פאָרשטעלן מער קאָמפּלעקסע קראַקינג פאַרשפּרייטונג פּאַטס, דערמיט רידוסינג די קוילעלדיק הייס קראַקינג טענדענץ.

3.6 אין פּראַקטישער פּראָדוקציע, קען אָפּטימיזירן צעשמעלץ האַנדלינג און גיסן טעקניקס - אַזאַ ווי שטרענג קאָנטראָלירן ינקלוזשאַן און הידראָגען אינהאַלט, ווי אויך קערל סטרוקטור - פֿאַרבעסערן די אינעווייניקסטע קעגנשטעל פון פּלאַטע ינגאָטס צו הייס קראַקינג. קאַמביינד מיט אָפּטימיזירטע טולינג פּלאַן און פּראַסעסינג מעטהאָדס, קענען די מיטלען פירן צו דער פּראָדוקציע פון ​​הויך-פּראָדוקציע, גרויס-וואָג, הויך-קוואַליטעט פּלאַטע ינגאָטס.

4. קערל ראַפינירן פון ינגאָט

7050 אַלומינום צומיש ניצט הויפּטזעכלעך צוויי טיפּן פון קערל ראַפיינערז: Al-5Ti-1B און Al-3Ti-0.15C. פאַרגלייַכנדיקע שטודיעס אויף די אין-ליין אַפּלאַקיישאַן פון די ראַפיינערז ווייַזן:

4.1 שטאַנגען ראַפינירט מיט Al-5Ti-1B ווײַזן באַדײַטנד קלענערע קערל גרייסן און אַ מער איינהייטלעכן איבערגאַנג פֿון די שטאַנגען ברעג צום צענטער. די גראָב-קערנדיקע שיכט איז דינער, און דער אַלגעמיינער קערל ראַפינירונג ווירקונג איז שטאַרקער איבער די שטאַנגען.

4.2 ווען מען ניצט רוי מאַטעריאַלן וואָס זענען פריער ראַפינירט געוואָרן מיט Al-3Ti-0.15C, ווערט דער קערנדל ראַפינירנדיקער ווירקונג פון Al-5Ti-1B פֿאַרמינערט. דערצו, פֿאַרגרעסערן די Al-Ti-B צוגאב ווייטער פֿון אַ געוויסן פּונקט פֿאַרבעסערט נישט פּראָפּאָרציאָנעל די קערנדל ראַפינירנדיקייט. דעריבער, זאָלן Al-Ti-B צוגאבן זיין באַגרענעצט צו נישט מער ווי 2 ק"ג/ט.

4.3 שטאַנגען ראַפינירט מיט Al-3Ti-0.15C באַשטייען הויפּטזעכלעך פון פיינע, גלאָבולאַרע גלייכאַקסיקע קערלעך. די קערל גרייס איז לעפיערעך אייניג איבער דער ברייט פון דער פּלאַטע. א צוגאב פון 3-4 קג/ט פון Al-3Ti-0.15C איז עפעקטיוו אין סטאַביליזירן פּראָדוקט קוואַליטעט.

4.4 באַמערקענסווערט, ווען Al-5Ti-1B ווערט גענוצט אין אַ 7050 צומיש, טענדירן TiB₂ פּאַרטיקלען צו זיך צעשיידן צו דער אָקסייד פילם אויף דער שטיינער ייבערפלאַך אונטער שנעלע קיל באַדינגונגען, פאָרמענדיק קלאַסטערס וואָס פירן צו שלאַג פאָרמירונג. בעת שטיינערנע האַרדיפיקאַציע, שרינקען די קלאַסטערס אינעווייניק צו פאָרמירן גרוב-ווי פאָולדז, ענדערנדיק די ייבערפלאַך שפּאַנונג פון דער צעלאָזט מאַטעריאַל. דאָס פאַרגרעסערט די וויסקאָסיטי פון דער צעלאָזט מאַטעריאַל און רעדוצירט פליסיקייט, וואָס אין קער פּראָמאָטירט ריס פאָרמירונג ביי דער באַזע פון ​​דער פורעם און די ווינקלען פון די ברייטע און שמאָלע פנימער פון דער שטיינער. דאָס פאַרגרעסערט באַדייטנד די ריס טענדענץ און נעגאַטיוו ימפּאַקטיז די שטיינער פּראָדוקציע.

4.5 באַטראַכטנדיק דאָס פֿאָרמירונג־פֿאַרהאַלטן פֿון דער 7050 צומיש, די קערל־סטרוקטור פֿון ענלעכע לאָקאַלע און אינטערנאַציאָנאַלע שטאַנגען, און די קוואַליטעט פֿון די לעצט־פֿאַראַרבעטע פּראָדוקטן, איז Al-3Ti-0.15C בילכער ווי דער אין־ליניע קערל־ראַפֿינער פֿאַר גיסן 7050 צומיש — סײַדן ספּעציפֿישע באַדינגונגען פֿאָדערן אַנדערש.

5. קערל ראַפינירונג נאַטור פון Al-3Ti-0.15C

5.1 ווען דער קערל ראַפינער ווערט צוגעגעבן ביי 720 °C, באַשטייען די קערלעך הויפּטזעכלעך פון גלייכאַקסיקע סטרוקטורן מיט עטלעכע אונטערסטרוקטורן און זענען די פיינסטע אין גרייס.

5.2 אויב די שמעלץ ווערט געהאלטן צו לאַנג נאָך דעם ווי מען לייגט צו דעם ראַפינער (למשל, מער ווי 10 מינוט), דאָמינירט גראָבער דענדריטישער וואוקס, וואָס רעזולטירט אין גראָבערע גריינז.

5.3 ווען די צוגעגעבענע מאָס פון קערל ראַפינער איז 0.010% ביז 0.015%, ווערן דערגרייכט פיינע גלייכגעוויכטיקע קערלעך.

5.4 באַזירט אויף דעם אינדוסטריעלן פּראָצעס פֿון 7050 צומיש, די אָפּטימאַלע קערל ראַפֿינירונג באַדינגונגען זענען: צוגעבן טעמפּעראַטור אַרום 720 °C, צייט פֿון צוגעבן ביז לעצטן פֿאַרהאַרטן קאָנטראָלירט אין 20 מינוט, און ראַפֿינירער סומע ביי אַרום 0.01–0.015% (3–4 קג/ט פֿון Al-3Ti-0.15C).

5.5 טראָץ וואַריאַציעס אין שטיינער גרייס, די גאַנצע צייט פון צולייגן דעם קערל ראַפינער נאָך דעם ווי די צעשמעלץ אַרויסגאַנג, דורך די אין-ליניע סיסטעם, טראָג און פורעם, ביז די לעצטע פאַרפעסטיקטקייט איז טיפּיש 15-20 מינוט.

5.6 אין אינדוסטריעלע סביבות, פארגרעסערט נישט די קוואַנטיטעט פון קערל ראַפינירער איבער אַ Ti אינהאַלט פון 0.01% די קערל ראַפינירונג באַדייטנד. אַנשטאָט, פירט איבערגעטריבענע צוגאב צו Ti און C באַרייַכערונג, וואָס פאַרגרעסערט די ליקעליהאָאָד פון מאַטעריאַל חסרונות.

5.7 טעסטן ביי פארשידענע פונקטן—דעגאַז אריינגאנג, דעגאַז ארויסגאנג, און גיס-טראָג—ווייזן מינימאַלע אונטערשיידן אין קערנדל גרייס. אָבער, צולייגן דעם ראַפינער גלייך ביים גיס-טראָג אָן פילטראַציע פאַרגרעסערט דעם ריזיקאָ פון חסרונות בעת אַלטראַסאַניק דורכקוק פון פּראַסעסט מאַטעריאַלן.

5.8 כדי צו זיכער מאכן איינהייטליכע קערל ראפינירונג און פארמיידן אקומולאציע פון ​​ראפינירער, זאל מען צולייגן דעם קערל ראפינירער ביים אריינגאנג פון דער דעגאזירונג סיסטעם.