1. Çatların əmələ gəlməsinə kömək edən makroskopik faktorlar
1.1 Yarımfasiləsiz tökmə zamanı soyuducu su bilavasitə külçə səthinə səpilir və külçə daxilində kəskin temperatur qradiyenti yaranır. Bu, müxtəlif bölgələr arasında qeyri-bərabər daralma ilə nəticələnir, qarşılıqlı məhdudiyyətə səbəb olur və istilik gərginlikləri yaradır. Müəyyən gərginlik sahələri altında bu gərginliklər külçənin çatlamasına səbəb ola bilər.
1.2 Sənaye istehsalında külçə krekinqi çox vaxt ilkin tökmə mərhələsində baş verir və ya sonradan soyuma zamanı yayılan və potensial olaraq bütün külçə boyunca yayılan mikro çatlar kimi yaranır. Çatlama ilə yanaşı, soyuq bağlamalar, əyilmə və asılma kimi digər qüsurlar da ilkin tökmə mərhələsində baş verə bilər ki, bu da onu bütün tökmə prosesində kritik bir mərhələyə çevirir.
1.3 Birbaşa soyuducu tökmənin isti krekinqə həssaslığına kimyəvi tərkib, əsas ərinti əlavələri və istifadə olunan taxıl təmizləyicilərinin miqdarı əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
1.4 Ərintilərin isti krekinq həssaslığı əsasən boşluqların və çatların əmələ gəlməsinə səbəb olan daxili gərginliklərlə bağlıdır. Onların əmələ gəlməsi və paylanması ərinti elementləri, ərimənin metallurgiya keyfiyyəti və yarımfasiləsiz tökmə parametrləri ilə müəyyən edilir. Konkret olaraq, 7xxx seriyalı alüminium ərintilərinin böyük ölçülü külçələri çoxlu ərinti elementləri, geniş bərkimə diapazonları, yüksək tökmə gərginliyi, ərinti elementlərinin oksidləşmə seqreqasiyası, nisbətən zəif metallurgiya keyfiyyəti və otaq temperaturunda aşağı formalaşdırıla bilməsi səbəbindən xüsusilə isti krekinqə meyllidir.
1.5 Tədqiqatlar göstərdi ki, elektromaqnit sahələri və ərinti elementləri (taxıl təmizləyiciləri, əsas ərinti elementləri və iz elementləri daxil olmaqla) 7xxx seriyalı yarımfasiləsiz tökmə ərintilərinin mikro strukturuna və isti krekinq həssaslığına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
1.6 Bundan əlavə, 7050 alüminium ərintinin mürəkkəb tərkibi və asanlıqla oksidləşən elementlərin olması səbəbindən ərimə daha çox hidrogeni udmağa meyllidir. Bu, oksid daxilolmaları ilə birləşərək, qaz və daxilolmaların birgə mövcudluğuna gətirib çıxarır, nəticədə ərimədə yüksək hidrogen tərkibi olur. Hidrogen tərkibi təftiş nəticələrinə, qırılma davranışına və emal edilmiş külçə materiallarının yorğunluq göstəricilərinə təsir edən əsas amilə çevrilmişdir. Buna görə də, ərintidə hidrogenin olması mexanizminə əsaslanaraq, yüksək dərəcədə təmizlənmiş ərinti əldə etmək üçün ərintidən hidrogen və digər daxilolmaları çıxarmaq üçün adsorbsiya mühitindən və filtrasiya-təmizləyici avadanlıqdan istifadə etmək lazımdır.
2. Çatların əmələ gəlməsinin mikroskopik səbəbləri
2.1 Külçənin isti krekinqi ilk növbədə bərkimə büzülmə sürəti, qidalanma dərəcəsi və selikli zonanın kritik ölçüsü ilə müəyyən edilir. Duyğulu zonanın ölçüsü kritik həddi aşarsa, isti çatlama meydana gələcək.
2.2 Ümumiyyətlə, ərintilərin bərkimə prosesini bir neçə mərhələyə bölmək olar: toplu qidalanma, interdendritik qidalanma, dendritlərin ayrılması və dendrit körpüsü.
2.3 Dendritin ayrılması mərhələsində dendrit qolları daha sıx yığılır və maye axını səthi gərginliklə məhdudlaşdırılır. Duyğusal zonanın keçiriciliyi azalır və kifayət qədər bərkimə büzülməsi və istilik gərginliyi mikroməsamələrə və ya hətta isti çatlara səbəb ola bilər.
2.4 Dendritin körpüləşmə mərhələsində üçlü qovşaqlarda yalnız az miqdarda maye qalır. Bu nöqtədə, yarı bərk material əhəmiyyətli gücə və plastisiyaya malikdir və bərk vəziyyətin sürünməsi bərkimə büzülməsini və istilik gərginliyini kompensasiya etmək üçün yeganə mexanizmdir. Bu iki mərhələ büzülmə boşluqları və ya isti çatlar meydana gətirmə ehtimalı yüksəkdir.
3. Çat əmələ gətirmə mexanizmləri əsasında yüksək keyfiyyətli plitələr külçələrinin hazırlanması
3.1 Böyük ölçülü plitə külçələri tez-tez ərintilərin bərkiməsi zamanı mexaniki davranışa ciddi təsir göstərən səth çatları, daxili məsaməlilik və daxilolmalar nümayiş etdirir.
3.2 Qatılaşma zamanı ərintinin mexaniki xassələri əsasən daxili struktur xüsusiyyətlərindən, o cümlədən taxıl ölçüsündən, hidrogen miqdarından və daxilolma səviyyələrindən asılıdır.
3.3 Dendritik strukturlara malik alüminium ərintiləri üçün ikinci dərəcəli dendrit qollarının aralığı (SDAS) həm mexaniki xassələrə, həm də bərkimə prosesinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Daha incə SDAS daha erkən məsamə əmələ gəlməsinə və daha yüksək məsaməli fraksiyaların yaranmasına gətirib çıxarır, isti krekinq üçün kritik gərginliyi azaldır.
3.4 İnterdendritik büzülmə boşluqları və daxilolmalar kimi qüsurlar bərk skeletin möhkəmliyini ciddi şəkildə zəiflədir və isti krekinq üçün tələb olunan kritik gərginliyi əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.
3.5 Taxıl morfologiyası isti krekinq davranışına təsir edən digər mühüm mikrostruktur amildir. Taxıllar sütunvari dendritlərdən kürəvari bərabər oxlu taxıllara keçdikdə, ərinti daha aşağı sərtlik temperaturu və təkmilləşdirilmiş interdendritik maye keçiriciliyi nümayiş etdirir ki, bu da məsamələrin böyüməsini maneə törədir. Bundan əlavə, daha incə taxıllar daha böyük deformasiya və deformasiya dərəcələrini yerləşdirə və daha mürəkkəb çatların yayılma yollarını təqdim edə bilər və bununla da ümumi isti krekinq meylini azaldır.
3.6 Praktiki istehsalda ərimələrin işlənməsi və tökmə texnikasının optimallaşdırılması (məsələn, daxilolma və hidrogen tərkibinə, həmçinin taxıl quruluşuna ciddi nəzarət etmək) plitə külçələrinin isti çatlamağa qarşı daxili müqavimətini yaxşılaşdıra bilər. Optimallaşdırılmış alət dizaynı və emal üsulları ilə birlikdə bu tədbirlər yüksək məhsuldar, geniş miqyaslı, yüksək keyfiyyətli plitə külçələrinin istehsalına səbəb ola bilər.
4. Külçənin taxılının təmizlənməsi
7050 alüminium ərintisi əsasən iki növ taxıl təmizləyicisindən istifadə edir: Al-5Ti-1B və Al-3Ti-0.15C. Bu təmizləyicilərin in-line tətbiqi ilə bağlı müqayisəli tədqiqatlar göstərir:
4.1 Al-5Ti-1B ilə təmizlənmiş külçələr əhəmiyyətli dərəcədə kiçik taxıl ölçüləri və külçə kənarından mərkəzə daha vahid keçid nümayiş etdirir. İri dənəli təbəqə daha incədir və ümumi taxıl zəriflik effekti külçə üzərində daha güclüdür.
4.2 Əvvəllər Al-3Ti-0.15C ilə təmizlənmiş xammaldan istifadə edildikdə, Al-5Ti-1B-nin taxıl təmizləyici təsiri azalır. Bundan əlavə, Al-Ti-B əlavəsinin müəyyən bir nöqtədən kənarda artırılması taxıl təmizliyini mütənasib şəkildə artırmır. Buna görə də Al-Ti-B əlavələri 2 kq/t-dan çox olmamaqla məhdudlaşdırılmalıdır.
4.3 Al-3Ti-0.15C ilə təmizlənmiş külçələr əsasən nazik, kürəşəkilli bərabər oxlu taxıllardan ibarətdir. Taxıl ölçüsü plitənin eni boyunca nisbətən vahiddir. 3-4 kq/t Al-3Ti-0.15C əlavə edilməsi məhsulun keyfiyyətinin sabitləşdirilməsində təsirli olur.
4.4 Qeyd etmək lazımdır ki, Al-5Ti-1B 7050 ərintisində istifadə edildikdə, TiB₂ hissəcikləri sürətli soyutma şəraitində külçə səthində oksid təbəqəsinə doğru ayrılaraq şlak əmələ gəlməsinə səbəb olan çoxluqlar əmələ gətirir. Külçənin bərkiməsi zamanı bu çoxluqlar içəriyə doğru büzülür və yivəbənzər qıvrımlar əmələ gətirir və ərimənin səthi gərginliyini dəyişir. Bu, ərimənin özlülüyünü artırır və axıcılığı azaldır, bu da öz növbəsində kalıbın altındakı və külçənin geniş və dar üzlərinin künclərində çatların əmələ gəlməsinə kömək edir. Bu, çatlama meylini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və külçə məhsuldarlığına mənfi təsir göstərir.
4.5 7050 ərintinin əmələgəlmə davranışını, oxşar yerli və beynəlxalq külçələrin taxıl strukturunu və son emal məhsullarının keyfiyyətini nəzərə alaraq, xüsusi şərtlər başqa cür tələb olunmadığı təqdirdə, 7050 ərintisi tökmək üçün daxili taxıl təmizləyicisi kimi Al-3Ti-0.15C-yə üstünlük verilir.
5. Al-3Ti-0.15C-nin Taxıl Təmizləmə Davranışı
5.1 Taxıl təmizləyicisi 720 °C-də əlavə edildikdə, taxıllar əsasən bəzi alt strukturları olan bərabər oxlu strukturlardan ibarətdir və ölçülərinə görə ən incədirlər.
5.2 Təmizləyici əlavə edildikdən sonra ərinmə çox uzun müddət saxlanılırsa (məsələn, 10 dəqiqədən çox), qaba dendritik böyümə üstünlük təşkil edir və nəticədə daha iri taxıllar yaranır.
5.3 Taxıl təmizləyicisinin əlavə miqdarı 0,010%-dən 0,015%-ə qədər olduqda, incə bərabər oxlu taxıllar əldə edilir.
5.4 7050 ərintisinin sənaye prosesinə əsaslanaraq, taxılın optimal təmizlənməsi şərtləri aşağıdakılardır: əlavənin temperaturu təxminən 720 °C, əlavənin son bərkiməsinə qədər vaxt 20 dəqiqə ərzində idarə olunur və təmizləyicinin miqdarı təxminən 0,01-0,015% (3-4 kq/t Al-3Ti-0,15C).
5.5 Külçə ölçüsündə dəyişikliklərə baxmayaraq, ərimə çıxdıqdan sonra, daxili sistem, nov və qəlib vasitəsilə taxıl təmizləyicinin əlavə edilməsindən son bərkiməyə qədər ümumi vaxt adətən 15-20 dəqiqədir.
5.6 Sənaye şəraitlərində taxıl təmizləyicinin miqdarının Ti miqdarının 0,01%-dən çox artırılması taxılın təmizlənməsini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmır. Bunun əvəzinə, həddindən artıq əlavə Ti və C zənginləşməsinə gətirib çıxarır, maddi qüsurların ehtimalını artırır.
5.7 Müxtəlif nöqtələrdə - qazsızlaşdırma girişində, qazsızlaşdırmada və tökmə novunda sınaqlar taxıl ölçüsündə minimal fərqləri göstərir. Bununla belə, təmizləyicinin süzülmədən birbaşa tökmə çuxuruna əlavə edilməsi emal edilmiş materialların ultrasəs müayinəsi zamanı qüsur riskini artırır.
5.8 Taxılın vahid təmizlənməsini təmin etmək və təmizləyicinin yığılmasının qarşısını almaq üçün deqazasiya sisteminin girişinə taxıl təmizləyicisi əlavə edilməlidir.
Göndərmə vaxtı: 16 iyul 2025-ci il
