Með vexti áls í suðuframleiðsluiðnaðinum og samþykki þess sem frábær valkostur við stál fyrir mörg forrit eru vaxandi kröfur fyrir þá sem taka þátt í að þróa álverkefni til að kynnast þessum hópi efna. Til að skilja ál að fullu er ráðlegt að byrja með því að kynnast álauðkennslu / útnefningarkerfi, mörgum ál málmblöndur sem til eru og einkenni þeirra.

Ál álfelgur og tilnefningarkerfi- Í Norður -Ameríku er Aluminum Association Inc. ábyrgt fyrir úthlutun og skráningu álblöndur. Sem stendur eru yfir 400 unnin ál og unnu ál málmblöndur og yfir 200 ál málmblöndur í formi steypu og ingots skráð hjá Aluminum Association. Efnasamsetningin fyrir alla þessa skráðu málmblöndur eru í álfélögumTeal BookRéttur „Alþjóðleg málmblöndur og efnasamsetningamörk fyrir smíðað ál og unnu ál málmblöndur“ og í þeirraBleik bókRétt „tilnefningar og efnasamsetningamörk fyrir ál málmblöndur í formi steypu og ingot. Þessi rit geta verið mjög gagnleg fyrir suðuverkfræðinginn þegar þeir þróa suðuaðferðir og þegar íhugun efnafræði og tengsl þess við sprungnæmi skiptir máli.

Hægt er að flokka ál málmblöndur í fjölda hópa sem byggjast á einkennum tiltekins efnis, svo sem getu þess til að bregðast við hitauppstreymi og vélrænni meðferð og aðal málmblönduninni bætt við álblandann. Þegar við lítum á númerun / auðkenningarkerfi sem notað er við ál málmblöndur eru ofangreind einkenni greind. Vinnandi og steypu álin hafa mismunandi auðkenningarkerfi. Vinnkerfið er 4 stafa kerfi og steypan með þriggja stafa og 1-desmils staðakerfi.

Vinnt málmblöndur tilnefningarkerfi- Við munum fyrst íhuga fjögurra stafa unnu auðkenniskerfi ál ál. Fyrsta tölustafurinn (Xxxx) gefur til kynna aðal álfelluþáttinn, sem hefur verið bætt við ál álfelginn og er oft notaður til að lýsa ál álaseríunni, IE, 1000 seríunni, 2000 seríunni, 3000 seríum, allt að 8000 seríum (sjá töflu 1).

Önnur stakan stafa (xXxx), ef frábrugðið 0, gefur til kynna breytingu á sérstöku álfelginu og þriðja og fjórða tölustafi (xxXX) eru handahófskenndar tölur sem gefnar eru til að bera kennsl á ákveðna ál í seríunni. Dæmi: Í ál 5183 bendir númerið 5 til þess að það sé úr magnesíum álröðinni, 1 gefur til kynna að það sé 1^stBreyting á upprunalegu álfelginni 5083 og 83 auðkennir það í 5xxx seríunni.

Eina undantekningin frá þessu málmblöndukerfinu er með 1xxx seríunni ál málmblöndur (hreint ál) í því tilviki veita síðustu 2 tölustafirnir lágmarks álprósentu yfir 99%, þ.e.(50)(99,50% lágmarks ál).

Vinnið álfelgur tilnefningarkerfi

Tafla 1

Steypu álfelg- Steypu álfelgakerfið er byggt á 3 stafa-plús aukastafa tilnefningu xxx.x (þ.e. 356.0). Fyrsta tölustafurinn (Xxx.x) gefur til kynna aðal málmblöndu, sem hefur verið bætt við ál ál (sjá töflu 2).

Steypu álfelgur tilnefningarkerfi

Tafla 2

Annar og þriðji tölustafurinn (xXX.x) eru handahófskenndar tölur sem gefnar eru til að bera kennsl á ákveðna ál í seríunni. Talan sem fylgir aukastaf gefur til kynna hvort álfelgurinn sé steypu (.0) eða ingot (.1 eða .2). Forskeyti með fjármagnsbréfi gefur til kynna breytingu á ákveðinni ál.
Dæmi: Alloy - A356.0 höfuðborgin A (Axxx.x) gefur til kynna breytingu á ál 356.0. Númerið 3 (a3xx.x) gefur til kynna að það sé úr kísill plús kopar og/eða magnesíum röð. 56 í (öxi56.0) Auðkennir málmblönduna innan 3xx.x seríunnar og .0 (Axxx.0) gefur til kynna að það sé loka lögun og ekki ingot.

Tilnefningarkerfi áls -Ef við lítum á mismunandi röð ál málmblöndur munum við sjá að það er talsverður munur á einkennum þeirra og þar af leiðandi notkun. Fyrsti punkturinn til að þekkja, eftir skilning á auðkenniskerfinu, er að það eru tvær greinilega mismunandi gerðir af áli innan seríunnar sem nefndar eru hér að ofan. Þetta eru hitameðhöndlaðir ál málmblöndur (þær sem geta öðlast styrk með því að bæta við hita) og álfelgur sem ekki eru meðhöndlaðir. Þessi greinarmunur er sérstaklega mikilvægur þegar litið er til áhrifa boga suðu á þessar tvær tegundir efna.

1xxx, 3xxx og 5xxx serían unnu ál málmblöndur eru ekki hitanlegir og eru aðeins herðanlegir. 2xxx, 6xxx og 7xxx serían unnu ál málmblöndur eru hitameðferðir og 4XXX serían samanstendur af bæði hitameðferð og ekki hitanlegum málmblöndur. 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x og 7xx.x Series steypu málmblöndur eru hitameðferð. Álagsherðing er almennt ekki beitt á steypu.

Hitameðhöndlaðir málmblöndur öðlast bestu vélrænni eiginleika með því að vinna hitauppstreymi, algengustu hitameðferðirnar eru lausnarhitameðferð og gervi öldrun. Hitameðferð lausnar er ferlið við að hita álfelginn við hækkað hitastig (um 990 ° F) til að setja málmblöndur eða efnasambönd í lausn. Þessu er fylgt eftir með slökkt, venjulega í vatni, til að framleiða yfirmettaða lausn við stofuhita. Lausn hitameðferð er venjulega fylgt eftir með öldrun. Öldrun er úrkoma hluta frumefnanna eða efnasambanda úr yfirmettaðri lausn til að skila æskilegum eiginleikum.

Málmblöndurnar sem ekki eru meðhöndlaðir afla, öðlast bestu vélrænni eiginleika með því að herða álag. Álagsherðing er aðferðin til að auka styrk með því að beita kuldavinnu.t6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

Grunnhemtarnar tilnefningar

Tafla 3

Nánar við grunnhyggjuútnefninguna eru tveir undirdeildarflokkar, annar sem tekur á „H“ skapinu - álagsherðingu og hinn sem tekur á „T“ skapinu - hitameðhöndluðu tilnefningu.

Undirdeildir H skaplyndis - álag hert

Fyrsta tölustafurinn eftir H gefur til kynna grunnaðgerð:
H1- Álag hert aðeins.
H2- Álag hert og að hluta til.
H3- Álag hert og stöðugt.
H4- Álag hert og lakkað eða málað.

Önnur tölustafurinn eftir H gefur til kynna hve mikið álag herða:
HX2- Fjórðungsharður HX4- Hálfur harður hx6-Þrír fjórðu harðir
HX8- fullur harður hx9- Extra Hard

Undirdeildir t skap - hitameðferð

T1- Náttúrulega á aldrinum eftir að hafa kælt úr hækkuðu hitastigsmótunarferli, svo sem útdráttar.
T2- Kalt virkaði eftir kælingu frá hækkuðu hitastigsmótunarferli og síðan náttúrulega á aldrinum.
T3- Lausn hitameðhöndluð, kalt virkað og náttúrulega á aldrinum.
T4- Lausn hitameðhöndluð og náttúrulega á aldrinum.
T5- Tilbúnar aldir eftir kælingu frá hækkuðu hitastigsmótunarferli.
T6- Lausn hitameðhöndluð og tilbúnar aldraðar.
T7- Lausn hitameðhöndluð og stöðug (of mikið).
T8- Lausn hitameðhöndluð, kalt unnið og tilbúnar aldir.
T9- Lausn Hitameðhöndluð, tilbúnar aldraðir og kaldir virkaðir.
T10- Kuldinn virkaði eftir kælingu frá hækkuðu hitastigsferli og síðan tilbúnar aldir.

Viðbótarupplýsingar benda til streitu léttir.
Dæmi:
TX51eða txx51- streita léttir með því að teygja.
TX52eða txx52- streita léttir af því að þjappa.

Álblöndur og einkenni þeirra- Ef við lítum á sjö röð smíðaðs álfelgur, munum við meta ágreining þeirra og skilja forrit þeirra og einkenni.

1xxx seríur málmblöndur-(sem ekki er hægt að meðhöndla hita-með fullkominn togstyrk 10 til 27 ksi) Þessi röð er oft vísað til sem hreina álröðin vegna þess að henni er krafist að hafa 99,0% lágmarks ál. Þeir eru soðnir. Vegna þröngs bræðslusviðs þurfa þeir hins vegar ákveðin sjónarmið til að framleiða viðunandi suðuaðferðir. Þegar litið er til framleiðslu eru þessar málmblöndur valin fyrst og fremst til yfirburða tæringarþols síns, svo sem í sérhæfðum efnatönkum og leiðslum, eða fyrir framúrskarandi rafleiðni þeirra eins og í strætóbarnum. Þessar málmblöndur hafa tiltölulega lélegar vélrænni eiginleika og væru sjaldan að líta á til almennra burðarvirkja. Þessar grunn málmblöndur eru oft soðnar með samsvarandi fylliefni eða með 4xxx fylliefni málmblöndur háð notkun og afköstum.

2xxx seríur málmblöndur- (hitameðferð - með fullkominn togstyrk 27 til 62 ksi) eru þetta ál / kopar málmblöndur (koparviðbætur á bilinu 0,7 til 6,8%) og eru mikill styrkur, afkastamikil málmblöndur sem oft eru notaðar til geimferða og flugvéla. Þeir hafa framúrskarandi styrk yfir breitt svið hitastigs. Sumar af þessum málmblöndur eru taldar ekki soðnar með boga suðuferlum vegna næmni þeirra fyrir heitu sprungu og stress tæringu; Hins vegar eru aðrir soðnir mjög vel með réttum suðuaðferðum. Þessi grunnefni eru oft soðin með miklum styrk 2xxx röð fylliblöndur sem eru hannaðar til að passa við frammistöðu sína, en stundum er hægt að soðið með 4xxx seríu fylliefni sem innihalda sílikon eða sílikon og kopar, háð notkun og þjónustukröfum.

3XXX Series málmblöndur-(sem ekki er hægt að meðhöndla hita-með fullkominn togstyrk 16 til 41 ksi) Þetta eru ál / mangan málmblöndur (mangan viðbætur á bilinu 0,05 til 1,8%) og eru af meðallagi styrk, hafa góða tæringarþol, góða formleika og henta til notkunar við hækkað hitastig. Einn af fyrstu notkun þeirra var pottar og pönnur og þeir eru meginþátturinn í dag fyrir hitaskipti í ökutækjum og virkjunum. Hóflegur styrkur þeirra útilokar hins vegar oft tillitssemi þeirra vegna skipulagsaðgerða. Þessar grunn málmblöndur eru soðnar með 1xxx, 4xxx og 5xxx seríur fylliblöndur, háð sérstökum efnafræði þeirra og sérstökum notkunar- og þjónustukröfum.

4xxx seríur málmblöndur-(hitameðhöndlaður og ekki hitanlegur meðhöndlaður-með fullkominn togstyrk 25 til 55 ksi) Þetta eru ál / kísilblöndurnar (kísilviðbætur á bilinu 0,6 til 21,5%) og eru eina serían sem inniheldur bæði hitameðferð og ekki hitanlegar málmblöndur. Kísil, þegar það er bætt við áli, dregur úr bræðslumark og bætir vökva þess þegar það er bráðið. Þessi einkenni eru æskileg fyrir fylliefni sem notuð eru bæði við samruna suðu og lóðun. Þar af leiðandi er þessi röð málmblöndur aðallega að finna sem fylliefni. Silicon, sjálfstætt í áli, er ekki hitalegt; Samt sem áður hefur fjöldi þessara kísilblöndur verið hannaður til að hafa magnesíum eða kopar viðbót, sem veitir þeim getu til að bregðast við hagstæðum hitameðferð. Venjulega eru þessar hitameðhöndlunarfyllingar málmblöndur aðeins notaðar þegar soðinn hluti á að láta sæta hitauppstreymi eftir suðu.

5xxx seríur málmblöndur-(sem ekki er hægt að meðhöndla hita-með fullkominn togstyrk 18 til 51 ksi) Þetta eru ál- / magnesíum málmblöndur (magnesíumviðbætur á bilinu 0,2 til 6,2%) og hafa mesta styrk málmblöndur sem ekki eru hita. Að auki er þessi álasería auðveldlega soðin og af þessum ástæðum eru þau notuð af fjölmörgum forritum eins og skipasmíði, flutningum, þrýstiskipum, brúm og byggingum. Magnesíumgrindar málmblöndurnar eru oft soðnar með filler málmblöndur, sem eru valdar eftir að hafa íhugað magnesíuminnihald grunnefnisins, og notkun og þjónustuskilyrði soðna íhlutans. Ekki er mælt með málmblöndur í þessari röð með meira en 3,0% magnesíum fyrir hækkaða hitastigsþjónustu yfir 150 gráðu vegna möguleika þeirra á næmingu og síðari næmi fyrir sprungu á streitu. Grunn málmblöndur með minna en um það bil 2,5% magnesíum eru oft soðnar með góðum árangri með 5xxx eða 4xxx seríufyllingarblöndurnar. Grunn álfelgurinn 5052 er almennt viðurkenndur sem hámarks magnesíuminnihald álfelgur sem hægt er að soðið með 4xxx fylliefni. Vegna vandamála í tengslum við bræðslu á eutectic og tilheyrandi lélegum AS-soðnum vélrænum eiginleikum er ekki mælt með því að suðuefni í þessari álaseríu, sem innihalda hærra magn af magnesíum með 4xxx röð fylliefnunum. Hærri magnesíumgrunnsefnin eru aðeins soðin með 5xxx fylliblöndu, sem passa venjulega við grunn álfelgasamsetningu.

6xxx seríur málmblöndur- (hitameðferð - með fullkominn togstyrk 18 til 58 ksi) Þetta eru ál / magnesíum - kísilblöndur (magnesíum og kísilviðbætur um 1,0%) og finnast víða um suðuvöruiðnaðinn, notaðir aðallega í formi útrásarvíkinga og felldir í marga uppbyggingaríhluta. Með því að bæta magnesíum og kísill við áli framleiðir efnasamband af magnesíum-silikli, sem veitir þessu efni getu þess til að verða hiti sem er meðhöndlaður lausn til að bæta styrk. Þessar málmblöndur eru náttúrulega storknun viðkvæm og af þessum sökum ættu þær ekki að vera soðnar sjálfvirkar (án fylliefni). Með því að bæta við fullnægjandi magni af fylliefni við boga suðuferlið er nauðsynleg til að veita þynningu grunnefnsins og koma þannig í veg fyrir heita sprunguvandann. Þau eru soðin með bæði 4xxx og 5xxx fylliefni, háð kröfum um notkun og þjónustu.

7xxx seríur málmblöndur- (hitameðferð - með fullkominn togstyrk 32 til 88 ksi) Þetta eru ál / sink málmblöndur (sinkviðbætur á bilinu 0,8 til 12,0%) og samanstanda af nokkrum af mestu styrkleikum álfelgur. Þessar málmblöndur eru oft notaðar í afkastamiklum forritum eins og flugvélum, geimferðum og samkeppnishæfum íþróttabúnaði. Eins og 2xxx serían af málmblöndur, inniheldur þessi röð málmblöndur sem eru taldar óhæfir frambjóðendur til boga suðu og aðrir, sem oft eru soðnir með góðum árangri. Algengar soðnar málmblöndur í þessari seríu, svo sem 7005, eru aðallega soðnar með 5xxx seríufyllingarblöndurnar.

Yfirlit- Ál málmblöndur í dag, ásamt ýmsum freistum þeirra, samanstanda af breitt og fjölhæfu úrvali framleiðsluefna. Fyrir bestu vöruhönnun og árangursríka suðuaðferð er mikilvægt að skilja muninn á mörgum málmblöndunum sem til eru og ýmsar frammistöðu þeirra og suðueiginleika. Þegar þróað er boga suðuaðferðir fyrir þessar ólíku málmblöndur verður að huga að því að sérstaka málmblöndurinn er soðinn. Oft er sagt að boga suðu á áli sé ekki erfitt, „það er bara öðruvísi“. Ég tel að mikilvægur þáttur í því að skilja þennan mun sé að kynnast hinum ýmsu málmblöndur, einkenni þeirra og auðkenniskerfi þeirra.