Dengan pertumbuhan aluminium dalam industri fabrikasi kimpalan, dan penerimaannya sebagai alternatif yang sangat baik untuk keluli untuk banyak aplikasi, terdapat peningkatan keperluan bagi mereka yang terlibat dengan membangunkan projek aluminium untuk menjadi lebih akrab dengan kumpulan bahan ini. Untuk memahami sepenuhnya aluminium, adalah dinasihatkan untuk memulakan dengan mengenali sistem pengenalan / penamaan aluminium, banyak aloi aluminium yang ada dan ciri -ciri mereka.

Sistem Alloy Aluminium dan Sistem Jawatan- Di Amerika Utara, Persatuan Aluminium Inc. bertanggungjawab untuk peruntukan dan pendaftaran aloi aluminium. Pada masa ini terdapat lebih daripada 400 aluminium dan aloi aluminium tempa dan lebih daripada 200 aloi aluminium dalam bentuk casting dan jongkong yang didaftarkan dengan Persatuan Aluminium. Had komposisi kimia aloi untuk semua aloi berdaftar ini terkandung dalam Persatuan AluminiumBuku Tealberjudul "Jangka Alloy Antarabangsa dan Had Komposisi Kimia untuk Aluminium Aluminium dan Aloi Aluminium" dan di dalamnyaBuku merah jambu"Jawatan dan had komposisi kimia untuk aloi aluminium dalam bentuk casting dan ingot. Penerbitan ini boleh menjadi sangat berguna kepada jurutera kimpalan ketika membangunkan prosedur kimpalan, dan apabila pertimbangan kimia dan persatuannya dengan kepekaan retak adalah penting.

Aloi aluminium boleh dikategorikan kepada beberapa kumpulan berdasarkan ciri -ciri bahan tertentu seperti keupayaannya untuk bertindak balas terhadap rawatan terma dan mekanikal dan elemen pengaliran utama yang ditambah kepada aloi aluminium. Apabila kita menganggap sistem penomboran / pengenalan yang digunakan untuk aloi aluminium, ciri -ciri di atas dikenalpasti. Aluminium tempa dan pelakon mempunyai sistem pengenalan yang berbeza. Sistem tempa adalah sistem 4 digit dan casting yang mempunyai sistem tempat 3 digit dan 1-decimal.

Sistem Penetapan Aloi tempa- Kami akan terlebih dahulu mempertimbangkan sistem pengenalan aloi aluminium 4 digit. Digit pertama (Xxxx) Menunjukkan elemen pengaliran utama, yang telah ditambah kepada aloi aluminium dan sering digunakan untuk menggambarkan siri aloi aluminium, iaitu 1000 Series, 2000 Series, 3000 Series, sehingga 8000 Siri (lihat Jadual 1).

Digit tunggal kedua (xXxx), jika berbeza dari 0, menunjukkan pengubahsuaian aloi tertentu, dan digit ketiga dan keempat (xxXX) adalah nombor sewenang -wenang yang diberikan untuk mengenal pasti aloi tertentu dalam siri ini. Contoh: Dalam aloi 5183, nombor 5 menunjukkan bahawa ia adalah siri aloi magnesium, 1 menunjukkan bahawa ia adalah 1^stPengubahsuaian kepada aloi asal 5083, dan 83 mengenalinya dalam siri 5xxx.

Satu -satunya pengecualian untuk sistem penomboran aloi ini adalah dengan aloi aluminium siri 1xxx (aluminium tulen) yang mana, 2 digit terakhir memberikan peratusan aluminium minimum di atas 99%, iaitu, aloi 13(50)(99.50% aluminium minimum).

Sistem Penetapan Alloy Aluminium tempa

Jadual 1

Penetapan aloi cast- Sistem penetapan aloi pelakon didasarkan pada penamaan perpuluhan 3 digit-plus xxx.x (iaitu 356.0). Digit pertama (Xxx.x) menunjukkan elemen pengaliran utama, yang telah ditambah kepada aloi aluminium (lihat Jadual 2).

Sistem Penamaan Aloi Aluminium Cast

Jadual 2

Digit kedua dan ketiga (xXX.x) adalah nombor sewenang -wenang yang diberikan untuk mengenal pasti aloi tertentu dalam siri ini. Nombor yang mengikuti titik perpuluhan menunjukkan sama ada aloi adalah pemutus (.0) atau ingot (.1 atau .2). Awalan huruf besar menunjukkan pengubahsuaian kepada aloi tertentu.
Contoh: Alloy - A356.0 The Capital A (Axxx.x) Menunjukkan pengubahsuaian aloi 356.0. Nombor 3 (a3xx.x) menunjukkan bahawa ia adalah siri silikon plus tembaga dan/atau magnesium. 56 dalam (kapak56.0) mengenal pasti aloi dalam siri 3xx.x, dan .0 (AXXX.0) menunjukkan bahawa ia adalah pemutus bentuk akhir dan bukan ingot.

Sistem Penentuan Aluminium Temper - -Sekiranya kita menganggap siri aloi aluminium yang berbeza, kita akan melihat bahawa terdapat perbezaan yang besar dalam ciri -ciri mereka dan permohonan yang terhasil. Titik pertama untuk mengenali, setelah memahami sistem pengenalan, adalah terdapat dua jenis aluminium yang berbeza dalam siri yang disebutkan di atas. Ini adalah aloi aluminium yang boleh dirawat haba (yang dapat mendapat kekuatan melalui penambahan haba) dan aloi aluminium yang tidak boleh dirawat. Perbezaan ini amat penting apabila mempertimbangkan kesan kimpalan arka pada kedua -dua jenis bahan ini.

Siri 1xxx, 3xxx, dan 5xxx aloi aluminium tempa tidak boleh dirawat dan hanya menjadi ketegangan. Siri 2xxx, 6xxx, dan 7xxx siri aluminium aluminium adalah haba yang boleh dirawat dan siri 4xxx terdiri daripada kedua-dua aloi yang boleh dirawat dan tidak boleh dirawat haba. The 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x dan 7xx.x siri aloi cast adalah haba yang boleh dirawat. Pengerasan ketegangan tidak digunakan secara umum untuk casting.

Aloi yang boleh dirawat haba memperoleh sifat mekanikal optimum mereka melalui proses rawatan terma, rawatan terma yang paling biasa adalah rawatan haba penyelesaian dan penuaan buatan. Rawatan haba penyelesaian adalah proses pemanasan aloi ke suhu tinggi (sekitar 990 deg. Ini diikuti dengan pelindapkejutan, biasanya di dalam air, untuk menghasilkan penyelesaian supersaturated pada suhu bilik. Rawatan haba penyelesaian biasanya diikuti dengan penuaan. Penuaan adalah pemendakan sebahagian daripada unsur -unsur atau sebatian dari penyelesaian supersaturated untuk menghasilkan sifat yang diingini.

Aloi yang tidak boleh dirawat tidak panas memperoleh sifat mekanik optimum mereka melalui pengerasan terikan. Pengerasan ketegangan adalah kaedah meningkatkan kekuatan melalui penggunaan kerja sejuk.T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

Jawatan Temper Asas

Jadual 3

Selanjutnya kepada penentuan asas asas, terdapat dua kategori subdivisi, satu yang menangani pengerasan ketegangan "H", dan yang lain menangani rasa "T" yang dirawat secara termal.

Subdivisi H Tugas - ketegangan keras

Digit pertama selepas H menunjukkan operasi asas:
H1- ketegangan hanya keras.
H2- ketegangan keras dan sebahagiannya anil.
H3- ketegangan keras dan stabil.
H4- ketegangan keras dan lacquered atau dicat.

Digit kedua selepas H menunjukkan tahap pengerasan terikan:
HX2- suku keras HX4- separuh keras hx6-Tiga perempat keras
HX8- Hx keras penuh9- Lebih keras

Subdivisi T temperamen - dirawat secara termal

T1- Sememangnya berumur selepas penyejukan dari proses pembentukan suhu yang tinggi, seperti extruding.
T2- Dingin bekerja selepas penyejukan dari proses pembentukan suhu yang tinggi dan kemudian secara semula jadi berumur.
T3- Penyelesaian haba yang dirawat, sejuk bekerja dan secara semula jadi berumur.
T4- Penyelesaian Haba yang dirawat dan secara semulajadi berumur.
T5- Berumur buatan selepas penyejukan dari proses pembentukan suhu yang tinggi.
T6- Penyelesaian Haba yang dirawat dan buatan secara buatan.
T7- penyelesaian haba yang dirawat dan stabil (terlalu tinggi).
T8- Penyelesaian Haba yang dirawat, sejuk bekerja dan buatan.
T9- Penyelesaian haba yang dirawat, buatan dan sejuk bekerja.
T10- Dingin bekerja selepas penyejukan dari proses pembentukan suhu yang tinggi dan kemudian berumur buatan.

Digit tambahan menunjukkan pelepasan tekanan.
Contoh:
TX51atau txx51- Tekanan lega dengan peregangan.
TX52atau txx52- Tekanan lega dengan memampatkan.

Aloi aluminium dan ciri -ciri mereka- Jika kita menganggap tujuh siri aloi aluminium tempa, kita akan menghargai perbezaan mereka dan memahami aplikasi dan ciri mereka.

Aloi siri 1xxx-(tidak boleh dirawat-dengan kekuatan tegangan muktamad 10 hingga 27 ksi) Siri ini sering dirujuk sebagai siri aluminium tulen kerana ia dikehendaki mempunyai aluminium minimum 99.0%. Mereka boleh dikimpal. Walau bagaimanapun, kerana julat lebur sempit mereka, mereka memerlukan pertimbangan tertentu untuk menghasilkan prosedur kimpalan yang boleh diterima. Apabila dipertimbangkan untuk fabrikasi, aloi ini dipilih terutamanya untuk rintangan kakisan unggul mereka seperti dalam tangki kimia khusus dan paip, atau untuk kekonduksian elektrik yang sangat baik seperti dalam aplikasi bar bas. Aloi ini mempunyai sifat mekanikal yang agak miskin dan jarang dipertimbangkan untuk aplikasi struktur umum. Aloi asas ini sering dikimpal dengan bahan pengisi yang sepadan atau dengan aloi pengisi 4xxx bergantung kepada keperluan aplikasi dan prestasi.

Aloi Siri 2xxx- (Haba boleh dirawat - dengan kekuatan tegangan muktamad 27 hingga 62 ksi) Ini adalah aloi aluminium / tembaga (penambahan tembaga dari 0.7 hingga 6.8%), dan kekuatan tinggi, aloi prestasi tinggi yang sering digunakan untuk aplikasi aeroangkasa dan pesawat pesawat. Mereka mempunyai kekuatan yang sangat baik dalam pelbagai suhu. Sebahagian daripada aloi ini dianggap tidak boleh dikimpal oleh proses kimpalan arka kerana kerentanan mereka terhadap keretakan panas dan tekanan kakisan; Walau bagaimanapun, yang lain adalah arka yang dikimpal dengan sangat berjaya dengan prosedur kimpalan yang betul. Bahan asas ini sering dikimpal dengan aloi pengisi siri 2xxx kekuatan yang direka untuk memadankan prestasi mereka, tetapi kadang -kadang boleh dikimpal dengan pengisi siri 4xxx yang mengandungi silikon atau silikon dan tembaga, bergantung kepada keperluan aplikasi dan perkhidmatan.

Aloi siri 3xxx-(tidak boleh dirawat-dengan kekuatan tegangan muktamad 16 hingga 41 ksi) Ini adalah aloi aluminium / mangan (penambahan mangan dari 0.05 hingga 1.8%) dan kekuatan sederhana, mempunyai ketahanan kakisan yang baik, kebolehbayakan yang baik dan sesuai untuk digunakan pada suhu tinggi. Salah satu kegunaan pertama mereka ialah periuk dan kuali, dan mereka adalah komponen utama hari ini untuk penukar haba di kenderaan dan loji kuasa. Kekuatan sederhana mereka, bagaimanapun, sering menghalang pertimbangan mereka untuk aplikasi struktur. Aloi asas ini dikimpal dengan aloi pengisi siri 1xxx, 4xxx dan 5xxx, bergantung kepada kimia khusus mereka dan keperluan aplikasi dan perkhidmatan tertentu.

Aloi siri 4xxx-(haba yang boleh dirawat dan tidak boleh dirawat-dengan kekuatan tegangan muktamad 25 hingga 55 ksi) Ini adalah aloi aluminium / silikon (penambahan silikon antara 0.6 hingga 21.5%) dan satu-satunya siri yang mengandungi aloi yang boleh dirawat dan tidak dipanaskan haba. Silikon, apabila ditambah kepada aluminium, mengurangkan titik leburnya dan meningkatkan ketidakstabilannya apabila cair. Ciri -ciri ini adalah wajar untuk bahan pengisi yang digunakan untuk kedua -dua kimpalan fusion dan brazing. Akibatnya, siri aloi ini didapati sebagai bahan pengisi. Silikon, secara bebas dalam aluminium, tidak boleh dirawat dengan panas; Walau bagaimanapun, beberapa aloi silikon ini telah direka untuk mempunyai penambahan magnesium atau tembaga, yang memberikan mereka keupayaan untuk bertindak balas dengan baik untuk rawatan haba penyelesaian. Biasanya, aloi pengisi boleh dirawat haba hanya digunakan apabila komponen dikimpal akan dikenakan rawatan kimpalan terma.

Aloi siri 5xxx-(tidak boleh dirawat-dengan kekuatan tegangan muktamad 18 hingga 51 ksi) Ini adalah aloi aluminium / magnesium (penambahan magnesium antara 0.2 hingga 6.2%) dan mempunyai kekuatan tertinggi aloi yang tidak boleh dirawat. Di samping itu, siri aloi ini mudah dikimpal, dan atas sebab -sebab ini ia digunakan untuk pelbagai aplikasi seperti pembinaan kapal, pengangkutan, kapal tekanan, jambatan dan bangunan. Aloi asas magnesium sering dikimpal dengan aloi pengisi, yang dipilih selepas pertimbangan kandungan magnesium bahan asas, dan keadaan aplikasi dan perkhidmatan komponen yang dikimpal. Alloys dalam siri ini dengan lebih daripada 3.0% magnesium tidak disyorkan untuk perkhidmatan suhu tinggi di atas 150 deg F kerana potensi mereka untuk pemekaan dan kerentanan seterusnya untuk menekankan retak kakisan. Aloi asas dengan kurang daripada kira -kira 2.5% magnesium sering dikimpal dengan berjaya dengan aloi pengisi siri 5xxx atau 4xxx. Aloi asas 5052 umumnya diiktiraf sebagai aloi asas kandungan magnesium maksimum yang boleh dikimpal dengan aloi pengisi siri 4xxx. Kerana masalah yang berkaitan dengan pencairan eutektik dan sifat mekanikal yang miskin yang miskin, tidak disyorkan untuk mengimpal bahan dalam siri aloi ini, yang mengandungi jumlah magnesium yang lebih tinggi dengan pengisi siri 4xxx. Bahan asas magnesium yang lebih tinggi hanya dikimpal dengan aloi pengisi 5xxx, yang umumnya sepadan dengan komposisi aloi asas.

Aloi siri 6xxx- (Haba boleh dirawat - dengan kekuatan tegangan muktamad 18 hingga 58 ksi) Ini adalah aloi aluminium / magnesium - silikon (magnesium dan tambahan silikon sekitar 1.0%) dan didapati secara meluas di seluruh industri fabrik kimpalan, digunakan terutamanya dalam bentuk ekstrusi, dan diperbaiki dalam banyak kompresi struktur. Penambahan magnesium dan silikon ke aluminium menghasilkan sebatian magnesium-silicide, yang menyediakan bahan ini keupayaannya untuk menjadi haba penyelesaian yang dirawat untuk kekuatan yang lebih baik. Aloi ini secara semulajadi pemadaman retak sensitif, dan atas sebab ini, mereka tidak boleh dikimpal arka secara automatik (tanpa bahan pengisi). Penambahan jumlah bahan pengisi yang mencukupi semasa proses kimpalan arka adalah penting untuk memberikan pencairan bahan asas, dengan itu menghalang masalah retak panas. Mereka dikimpal dengan bahan pengisi 4xxx dan 5xxx, bergantung kepada keperluan aplikasi dan perkhidmatan.

Aloi siri 7xxx- (Haba boleh dirawat - dengan kekuatan tegangan muktamad 32 hingga 88 ksi) Ini adalah aloi aluminium / zink (penambahan zink antara 0.8 hingga 12.0%) dan terdiri daripada beberapa aloi aluminium kekuatan tertinggi. Aloi ini sering digunakan dalam aplikasi prestasi tinggi seperti pesawat, aeroangkasa, dan peralatan sukan yang kompetitif. Seperti siri aloi 2xxx, siri ini menggabungkan aloi yang dianggap sebagai calon yang tidak sesuai untuk kimpalan arka, dan lain -lain, yang sering dikimpal arka. Alloy yang dikimpal dalam siri ini, seperti 7005, kebanyakannya dikimpal dengan aloi pengisi siri 5xxx.

Ringkasan- Aloi aluminium hari ini, bersama -sama dengan pelbagai tempers mereka, terdiri daripada pelbagai bahan pembuatan dan serba boleh. Untuk reka bentuk produk yang optimum dan pembangunan prosedur kimpalan yang berjaya, adalah penting untuk memahami perbezaan antara banyak aloi yang ada dan pelbagai ciri prestasi dan kebolehkerjaan mereka. Apabila membangunkan prosedur kimpalan arka untuk aloi yang berbeza ini, pertimbangan mesti diberikan kepada aloi tertentu yang dikimpal. Selalunya dikatakan bahawa kimpalan arka aluminium tidak sukar, "ia hanya berbeza". Saya percaya bahawa bahagian penting dalam memahami perbezaan ini adalah untuk menjadi biasa dengan pelbagai aloi, ciri -ciri mereka, dan sistem pengenalan mereka.