Ekstruziyaların mexaniki xassələri gözlənildiyi kimi deyilsə, diqqət adətən işin ilkin tərkibinə və ya ekstruziya/yaşlanma şəraitinə yönəldilir. Az adam homogenləşmənin özünün problem ola biləcəyini sual edir. Əslində, homogenləşmə mərhələsi yüksək keyfiyyətli ekstruziyaların istehsalı üçün çox vacibdir. Homojenləşdirmə mərhələsinə düzgün nəzarət edilməməsi aşağıdakılara səbəb ola bilər:
●Artıq sıçrayış təzyiqi
●Daha çox qüsurlar
●Anodizasiyadan sonra zolaqlı teksturalar
●Aşağı ekstruziya sürəti
●Zəif mexaniki xüsusiyyətlər
Homojenləşdirmə mərhələsinin iki əsas məqsədi var: dəmir tərkibli intermetal birləşmələrin təmizlənməsi və maqnezium (Mg) və silisiumun (Si) yenidən paylanması. Homojenləşdirmədən əvvəl və sonra iş parçasının mikrostrukturunu tədqiq etməklə, ekstruziya zamanı işin yaxşı olub-olmadığını təxmin etmək olar.
Kütlənin Homogenləşdirilməsinin Sərtləşməyə Təsiri
6XXX ekstruziyalarında güc yaşlanma zamanı əmələ gələn Mg- və Si ilə zəngin fazalardan gəlir. Bu fazaları meydana gətirmək qabiliyyəti qocalma başlamazdan əvvəl elementlərin bərk məhlulda yerləşdirilməsindən asılıdır. Mg və Si-nin nəhayət bərk məhlulun bir hissəsinə çevrilməsi üçün metal 530 °C-dən yuxarı sürətlə söndürülməlidir. Bu nöqtədən yuxarı temperaturda Mg və Si təbii olaraq alüminiumda həll olunur. Bununla belə, ekstruziya zamanı metal yalnız qısa müddət ərzində bu temperaturun üstündə qalır. Bütün Mg və Si həllini təmin etmək üçün Mg və Si hissəcikləri nisbətən kiçik olmalıdır. Təəssüf ki, tökmə zamanı Mg və Si nisbətən böyük Mg₂Si blokları kimi çökür (şəkil 1a).
6060 kütük üçün tipik homogenləşdirmə dövrü 2 saat ərzində 560 °C-dir. Bu proses zamanı kütük uzun müddət 530 °C-dən yuxarı qaldığından, Mg₂Si həll olur. Soyuduqdan sonra daha incə paylanma ilə yenidən çökür (şəkil 1c). Homojenləşdirmə temperaturu kifayət qədər yüksək deyilsə və ya vaxt çox qısadırsa, bəzi böyük Mg₂Si hissəcikləri qalacaq. Bu baş verdikdə, ekstruziyadan sonra bərk məhlul daha az Mg və Si ehtiva edir, bu da yüksək sıxlıqda bərkimiş çöküntülərin əmələ gəlməsini qeyri-mümkün edir, bu da mexaniki xüsusiyyətlərin azalmasına gətirib çıxarır.
Şək. 1. Cilalanmış və 2% HF-lə işlənmiş 6060 çubuqların optik mikroqrafikləri: (a) tökmə, (b) qismən homogenləşdirilmiş, (c) tam homogenləşdirilmiş.
Dəmir tərkibli intermetallarda homogenləşmənin rolu
Dəmir (Fe) möhkəmliyə nisbətən qırılma möhkəmliyinə daha çox təsir edir. 6XXX ərintilərində Fe fazaları tökmə zamanı β-faza (Al₅(FeMn)Si və ya Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) əmələ gətirir. Bu fazalar böyük, açısaldır və ekstruziyaya müdaxilə edir (şəkil 2a-da vurğulanır). Homojenləşmə zamanı ağır elementlər (Fe, Mn və s.) yayılır, böyük bucaqlı fazalar daha kiçik və yuvarlaqlaşır (şəkil 2b).
Təkcə optik təsvirlərdən müxtəlif fazaları ayırd etmək çətindir və onların kəmiyyətini etibarlı şəkildə müəyyən etmək mümkün deyil. Innoval-da biz iş parçası üçün %α dəyərini təmin edən daxili xüsusiyyətlərin aşkarlanması və təsnifatı (FDC) metodumuzdan istifadə edərək düyün homojenləşdirilməsini kəmiyyətləndiririk. Bu, homogenləşmənin keyfiyyətini qiymətləndirməyə imkan verir.
Şək. 2. (a) homogenləşdirmədən əvvəl və (b) sonra çubuqların optik mikroqrafikləri.
Xüsusiyyətlərin aşkarlanması və təsnifatı (FDC) metodu
Şəkil 3a skan edilmiş elektron mikroskopiya (SEM) ilə təhlil edilən cilalanmış nümunəni göstərir. Daha sonra Şəkil 3b-də ağ görünən intermetalikləri ayırmaq və müəyyən etmək üçün boz çalarlı eşikləmə texnikası tətbiq edilir. Bu texnika 1 mm²-ə qədər sahələrin təhlilinə imkan verir, yəni 1000-dən çox fərdi xüsusiyyət bir anda təhlil edilə bilər.
Şək. 3. (a) Homojenləşdirilmiş 6060 çubuqun arxaya səpələnmiş elektron təsviri, (b) (a)-dan müəyyən edilmiş fərdi xüsusiyyətlər.
Hissəciklərin tərkibi
İnnoval sistem Oxford Instruments Xplore 30 enerji dispersiv rentgen (EDX) detektoru ilə təchiz olunub. Bu, hər müəyyən edilmiş nöqtədən EDX spektrlərinin sürətli avtomatik toplanmasına imkan verir. Bu spektrlərdən hissəciklərin tərkibini təyin etmək və nisbi Fe:Si nisbətini çıxarmaq olar.
Alaşımdakı Mn və ya Cr tərkibindən asılı olaraq, digər ağır elementlər də daxil edilə bilər. Bəzi 6XXX ərintiləri (bəzən əhəmiyyətli Mn ilə) üçün (Fe+Mn):Si nisbəti istinad kimi istifadə olunur. Bu nisbətlər daha sonra məlum Fe tərkibli intermetalların nisbətləri ilə müqayisə edilə bilər.
β-faza (Al₅(FeMn)Si və ya Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): (Fe+Mn):Si nisbəti ≈ 2. α-faza (Al₁₂(FeMn)₃Si və ya Al₈.₃)₈4(FeMn)-dən asılı olaraq): tərkibi. Fərdi proqram təminatımız bizə həddi təyin etməyə və hər bir hissəciyi α və ya β kimi təsnif etməyə, sonra onların mikrostruktur daxilində yerlərini xəritələməyə imkan verir (Şəkil 4). Bu, homogenləşdirilmiş çubuqda çevrilmiş α-nın təxmini faizini verir.
Şəkil 4. (a) α- və β-klassifikasiya olunmuş hissəcikləri göstərən xəritə, (b) (Fe+Mn):Si nisbətlərinin səpilmə qrafiki.
Məlumatlar Bizə Nə Deyə bilər
Şəkil 5 bu məlumatın necə istifadə edildiyinə dair bir nümunə göstərir. Bu halda, nəticələr müəyyən bir soba daxilində qeyri-bərabər istiləşməni və ya ehtimal ki, təyin edilmiş temperatura çatmadığını göstərir. Bu cür halları düzgün qiymətləndirmək üçün həm sınaq çubuqları, həm də məlum keyfiyyətə malik olan istinad lövhələri tələb olunur. Bunlar olmadan həmin ərinti tərkibi üçün gözlənilən %α diapazonu müəyyən edilə bilməz.
Şəkil 5. Zəif işləyən homogenləşdirmə sobasının müxtəlif bölmələrində %α-nın müqayisəsi.
Göndərmə vaxtı: 30 avqust 2025-ci il
