(1) 7xxx সিরিজের অ্যালুমিনিয়াম অ্যালোয়ের বৈশিষ্ট্য
7XXx সিরিজের অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় হল অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় যা Zn প্রধান অ্যালোয়িং এলিমেন্ট এবং তাপ-চিকিত্সাযোগ্য অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়। Mg সংকর ধাতুতে যোগ করা হলে এটি Al-Zn-Mg সংকর ধাতুতে পরিণত হয়। খাদ ভাল তাপ বিকৃতি বৈশিষ্ট্য এবং একটি বিস্তৃত quenching পরিসীমা আছে. উপযুক্ত তাপ চিকিত্সা অবস্থার অধীনে, এটি উচ্চ শক্তি এবং ভাল ঢালাই বৈশিষ্ট্য পেতে পারেন. এটি সাধারণত ভাল জারা প্রতিরোধের এবং ক্ষয় চাপ একটি নির্দিষ্ট প্রবণতা আছে. এটি একটি উচ্চ-শক্তি ঝালাইযোগ্য অ্যালুমিনিয়াম খাদ। Al-Zn-Mg-Cu সংকর ধাতু Cu যোগ করে Al-Zn-Mg খাদের ভিত্তিতে তৈরি করা হয়। এর শক্তি 2X সিরিজের অ্যালুমিনিয়াম অ্যালোয়ের চেয়ে বেশি। এটিকে সাধারণত অতি-উচ্চ-শক্তি অ্যালুমিনিয়াম খাদ বলা হয়। খাদটির ফলন শক্তি প্রসার্য শক্তির কাছাকাছি, ফলন শক্তি অনুপাত বেশি এবং নির্দিষ্ট শক্তিও বেশি, তবে প্লাস্টিকতা এবং উচ্চ-তাপমাত্রার শক্তি কম। এটি ঘরের তাপমাত্রায় এবং 120 ডিগ্রির নিচে ব্যবহৃত লোড-ভারবহন কাঠামোগত অংশগুলির জন্য উপযুক্ত। খাদ প্রক্রিয়া করা সহজ এবং ভাল জারা প্রতিরোধের এবং উচ্চ দৃঢ়তা আছে. এভিয়েশন এবং মহাকাশের ক্ষেত্রে এই সিরিজের অ্যালয়গুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং এই ক্ষেত্রে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কাঠামোগত উপকরণগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে।
(2) সংকর উপাদান এবং অপবিত্রতা উপাদান এবং তাদের কার্যাবলী
① Al-Zn-Mg সংকর ধাতু Zn এবং Mg হল Al-Zn-Mg সংকর ধাতুর প্রধান খাদ উপাদান, এবং তাদের বিষয়বস্তু সাধারণত 7.5% এর বেশি নয়।
Zn এবং Mg: সংকর ধাতুতে Zn এবং Mg-এর পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে এর প্রসার্য শক্তি এবং তাপ চিকিত্সার প্রভাব সাধারণত সেই অনুযায়ী বৃদ্ধি পায়। খাদটির স্ট্রেস জারা প্রবণতা Zn এবং Mg এর বিষয়বস্তুর যোগফলের সাথে সম্পর্কিত। উচ্চ Mg এবং নিম্ন Zn বা উচ্চ Zn এবং নিম্ন Mg সহ সংকর ধাতুগুলির জন্য, যতক্ষণ পর্যন্ত Zn এবং Mg-এর বিষয়বস্তুর যোগফল 7% এর বেশি না হয়, খাদটির ভাল স্ট্রেস জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে। Mg বিষয়বস্তুর বৃদ্ধির সাথে সাথে মিশ্র ধাতুর ঢালাই ফাটলের প্রবণতা হ্রাস পায়।
Al-Zn-Mg সংকর ধাতুগুলিতে যোগ করা উপাদানগুলির ট্রেস পরিমাণ অন্তর্ভুক্ত Mn, Cr, Cu, Zr এবং Ti, এবং প্রধান অমেধ্যগুলির মধ্যে রয়েছে Fe এবং Si।
Mn এবং Cr: Mn এবং Cr যোগ করা খাদের স্ট্রেস জারা প্রতিরোধের উন্নতি করতে পারে। Mn বিষয়বস্তু হল 0.2%~৷
{{0}}.4% এ, প্রভাব উল্লেখযোগ্য। Cr যোগ করার প্রভাব Mn যোগ করার চেয়ে বেশি। যদি একই সময়ে Mn এবং Cr যোগ করা হয়, তাহলে স্ট্রেস জারা প্রবণতা হ্রাস করার প্রভাব আরও ভাল হবে। Cr যোগ করা উপযুক্ত পরিমাণ হল 0.1%~0.2%।
Zr: Zr উল্লেখযোগ্যভাবে A{{0}}Zn-Mg ধাতুগুলির ঝালাইযোগ্যতা উন্নত করতে পারে। যখন 0.2% Zr AlZn5Mg3Cu0.35Cr0.35 সংকর ধাতুতে যোগ করা হয়, ঢালাই ফাটল উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। Zr খাদটির চূড়ান্ত পুনর্নির্মাণ তাপমাত্রাও বাড়াতে পারে। AlZn4.5Mg1.8Mn0.6 সংকর ধাতুতে, যখন Zr বিষয়বস্তু 0.2% এর চেয়ে বেশি হয়, তখন খাদটির চূড়ান্ত পুনর্নির্মাণ তাপমাত্রা 500 ডিগ্রির উপরে হয়। অতএব, উপাদান এখনও quenching পরে তার শক্তি ধরে রাখে। বিকৃত টিস্যু। Mn ধারণকারী Al-Zn-Mg সংকর ধাতুতে 0.1% থেকে 0.2% Zr যোগ করলেও খাদের স্ট্রেস জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত হতে পারে, কিন্তু Zr-এর Cr-এর চেয়ে কম প্রভাব রয়েছে।
Ti: খাদের সাথে Ti যোগ করলে ঢালাই অবস্থায় খাদের শস্যের আকার পরিমার্জিত হতে পারে এবং খাদের জোয়ারযোগ্যতা উন্নত করতে পারে, তবে এর প্রভাব Zr-এর চেয়ে কম। একই সময়ে Ti এবং Zr যোগ করা হলে, প্রভাব আরও ভাল। AlZn5Mg3Cr0.3Cu0.3 খাদের মধ্যে একটি Ti কন্টেন্টের সাথে 0.12%, যখন Zr কন্টেন্ট 0.15% অতিক্রম করে, তখন খাদটি ভাল থাকে ঝালাইযোগ্যতা এবং প্রসারণ, এবং একই প্রভাব অর্জন করতে পারে যখন একা 0.2% Zr যোগ করা হয়। Ti এছাড়াও খাদ এর recrystallization তাপমাত্রা বৃদ্ধি করতে পারে.
Cu: Al-Zn-Mg অ্যালয়গুলিতে অল্প পরিমাণে Cu যোগ করা স্ট্রেস জারা প্রতিরোধের এবং প্রসার্য শক্তি উন্নত করতে পারে। যাইহোক, খাদ এর ঝালাইযোগ্যতা হ্রাস করা হয়।
Fe: Fe খাদ এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য কমাতে পারে, বিশেষ করে উচ্চ Mn বিষয়বস্তু সহ সংকর ধাতুগুলির জন্য। তাই, Fe বিষয়বস্তু যতটা সম্ভব কম হওয়া উচিত এবং এর বিষয়বস্তু 0.3% এর কম হওয়া উচিত।
Si: Si খাদ শক্তি কমাতে পারে, সামান্য নমন কর্মক্ষমতা কমাতে, এবং ঢালাই ফাটল প্রবণতা বৃদ্ধি. সংকর ধাতুতে Si এর বিষয়বস্তু 0.3% এর কম সীমাবদ্ধ হওয়া উচিত।
② আল-Zn-Mg-Cu খাদ আল-Zn-Mg-Cu খাদ একটি তাপ-চিকিত্সাযোগ্য খাদ। প্রধান শক্তিশালীকরণ উপাদান হল Zn এবং Mg. Cu এর একটি নির্দিষ্ট শক্তিশালীকরণ প্রভাব রয়েছে, তবে এর প্রধান কাজটি উপাদানের জারা প্রতিরোধের উন্নতি করা।
Zn এবং Mg: Zn এবং Mg হল প্রধান শক্তিশালীকরণ উপাদান। যখন তারা সহাবস্থান করবে, তখন তারা η (MgZn2) এবং T (Al2Mg2Zn3) পর্যায় গঠন করবে। η ফেজ এবং টি ফেজ এআই-তে একটি বড় দ্রবণীয়তা রয়েছে এবং তাপমাত্রার বৃদ্ধি এবং পতনের সাথে নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয়। ইউটেকটিক তাপমাত্রায় MgZn₂ এর দ্রবণীয়তা 28%, যা ঘরের তাপমাত্রায় 4%~5% এ কমে যায়। এটি একটি শক্তিশালী বার্ধক্য শক্তিশালীকরণ প্রভাব আছে। Zn এবং Mg বিষয়বস্তুর বৃদ্ধি শক্তি এবং কঠোরতাকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে, তবে এটি প্লাস্টিকতা, স্ট্রেস জারা প্রতিরোধ এবং ফ্র্যাকচার শক্ততা হ্রাস করবে।
Cu: যখন Zn/Mg 2.2-এর বেশি হয় এবং Cu বিষয়বস্তু Mg-এর চেয়ে বেশি হয়, তখন Cu এবং অন্যান্য উপাদানগুলি খাদের শক্তি বাড়ানোর জন্য একটি শক্তিশালী S (CuMgAlz) ফেজ তৈরি করতে পারে, কিন্তু বিপরীত ক্ষেত্রে, সম্ভাবনা এস পর্বের অস্তিত্ব খুবই ছোট। Cu শস্যের সীমানা এবং ইন্ট্রাগ্রানুলারের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য কমাতে পারে, এবং বর্ষণ পর্যায়ের কাঠামো পরিবর্তন করতে পারে এবং শস্য সীমানা অবক্ষেপণ পর্বকে পরিমার্জন করতে পারে, তবে এটি শস্য সীমানা অ-বর্ষণ অঞ্চলের প্রস্থের উপর সামান্য প্রভাব ফেলে। এটি আন্তঃগ্রানুলার ক্র্যাকিংয়ের প্রবণতাকে বাধা দিতে পারে, যার ফলে খাদটির স্ট্রেস জারা প্রতিরোধের উন্নতি করে। যাইহোক, যখন Cu বিষয়বস্তু 3% এর বেশি হয়, তখন খাদটির ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। Cu খাদের সুপারস্যাচুরেশন বাড়াতে পারে, 100 থেকে 200 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে খাদের কৃত্রিম বার্ধক্য প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে পারে, জিপি জোনের স্থিতিশীল তাপমাত্রার পরিসর প্রসারিত করতে পারে এবং প্রসার্য শক্তি, প্লাস্টিকতা এবং ক্লান্তি শক্তি উন্নত করতে পারে। যে পরিসরে Cu বিষয়বস্তু খুব বেশি নয়, সেখানে Cu বিষয়বস্তুর বৃদ্ধির সাথে চক্রীয় স্ট্রেন ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ফ্র্যাকচারের শক্ততা বৃদ্ধি পায় এবং ক্ষয়কারী মাধ্যমে ফাটল বৃদ্ধির হার হ্রাস পায়, তবে Cu যোগ করার প্রবণতা রয়েছে। আন্তঃগ্রানাউলার জারা এবং পিটিং জারা উত্পাদন করতে। ফ্র্যাকচার শক্ততার উপর Cu এর প্রভাব Zn/Mg অনুপাতের সাথে সম্পর্কিত। যখন অনুপাত ছোট হয়, Cu বিষয়বস্তু যত বেশি হয়, শক্ততা তত খারাপ হয় যখন অনুপাত বড় হয়, এমনকি যদি Cu বিষয়বস্তু বেশি হয়, তখনও শক্ততা খুব ভাল।
এছাড়াও সংকর ধাতুতে Mn, Cr, Zr, V, Ti, B এর মতো অল্প পরিমাণে ট্রেস উপাদান রয়েছে। Fe এবং Si খাদের ক্ষতিকারক অমেধ্য এবং তাদের মিথস্ক্রিয়া নিম্নরূপ।
Mn, Cr: Mn এবং Cr-এর মতো অল্প পরিমাণে ট্রানজিশন উপাদান যুক্ত করা খাদের গঠন এবং বৈশিষ্ট্যের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। এই উপাদানগুলি পিণ্ডের সমজাতীয়করণ অ্যানিলিংয়ের সময় বিচ্ছুরিত কণা তৈরি করতে পারে, স্থানচ্যুতি এবং শস্যের সীমানাগুলির স্থানান্তর রোধ করতে পারে, যার ফলে পুনঃক্রিস্টালাইজেশন তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে, কার্যকরভাবে শস্যের বৃদ্ধি রোধ করতে পারে, শস্য পরিশোধন করতে পারে এবং নিশ্চিত করতে পারে যে কাঠামোটি অবিকৃত বা আংশিকভাবে পুনঃস্থাপনের পরেও রয়ে গেছে। গরম কাজ এবং তাপ চিকিত্সা, যাতে শক্তি উন্নত হয় যখন ভাল স্ট্রেস জারা প্রতিরোধের আছে. স্ট্রেস জারা প্রতিরোধের উন্নতির ক্ষেত্রে, Mn যোগ করার চেয়ে Cr যোগ করা ভাল।
Zr: সম্প্রতি, Zr দিয়ে Cr এবং Mn প্রতিস্থাপন করার প্রবণতা দেখা দিয়েছে। Zr খাদের পুনঃক্রিস্টালাইজেশন তাপমাত্রা ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করতে পারে। এটি গরম বিকৃতি বা ঠান্ডা বিকৃতি হোক না কেন, তাপ চিকিত্সার পরে নন-রিক্রিস্টালাইজড কাঠামো পাওয়া যেতে পারে। Zr খাদের শক্ততা, জোড়যোগ্যতা, ফ্র্যাকচার শক্ততা, স্ট্রেস জারা প্রতিরোধের, ইত্যাদি উন্নত করতে পারে। Zr হল আল-Zn-Mg-Cu অ্যালয়েসের একটি খুব প্রতিশ্রুতিশীল ট্রেস অ্যাডিটিভ উপাদান।
Ti এবং B: Ti এবং B ঢালাই অবস্থায় খাদের দানাগুলিকে পরিমার্জিত করতে পারে এবং খাদের পুনঃক্রিস্টালাইজেশন তাপমাত্রা বাড়াতে পারে।
Fe এবং Si: Fe এবং Si হল 7XxX অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলিতে অনিবার্য ক্ষতিকারক অমেধ্য, যা প্রধানত কাঁচামাল থেকে আসে, সেইসাথে গন্ধ এবং ঢালাইয়ে ব্যবহৃত সরঞ্জাম এবং সরঞ্জামগুলি থেকে। এই অমেধ্যগুলি প্রধানত শক্ত এবং ভঙ্গুর FeAl: এবং বিনামূল্যে Si আকারে বিদ্যমান। এই অমেধ্যগুলি মোটা যৌগ গঠন করতে পারে যেমন (FeMn)Als, (FeMn)Si2Als, Al(FeMnCr) সঙ্গে Mn এবং Cr। FeAl3 শস্য পরিশোধন করার প্রভাব আছে, কিন্তু জারা প্রতিরোধের উপর একটি বৃহত্তর প্রভাব আছে. অদ্রবণীয় পর্যায়ের উপাদান বৃদ্ধির সাথে সাথে অদ্রবণীয় পর্যায়ের ভগ্নাংশও বৃদ্ধি পায়। এই অদ্রবণীয় দ্বিতীয় পর্যায়গুলি বিকৃতির সময় ভেঙ্গে যাবে এবং দীর্ঘায়িত হবে, যার ফলে একটি ব্যান্ডেড কাঠামো হবে এবং কণাগুলি বিকৃতির দিক বরাবর একটি সরল রেখায় সাজানো হবে। যেহেতু অপরিষ্কার কণাগুলি শস্যের ভিতরে বা শস্যের সীমানায় বিতরণ করা হয়, প্লাস্টিকের বিকৃতির সময়, কিছু কণা-ম্যাট্রিক্স সীমানায় ছিদ্র দেখা দেয়, যার ফলে মাইক্রোক্র্যাক হয়, যা ম্যাক্রো ক্র্যাকের উত্স হয়ে ওঠে। উপরন্তু, এটি ক্লান্তি ফাটল বৃদ্ধি হার উপর একটি মহান প্রভাব আছে। এটি ধ্বংসের সময় স্থানীয় প্লাস্টিকতা হ্রাস করার একটি নির্দিষ্ট প্রভাব রয়েছে। অমেধ্য সংখ্যা বৃদ্ধি কণার মধ্যে দূরত্ব কমিয়ে দেয়, যার ফলে ফাটলের ডগায় প্লাস্টিকের বিকৃতির তরলতা হ্রাস পায়। যেহেতু Fe এবং Si সম্বলিত ফেজটি ঘরের তাপমাত্রায় দ্রবীভূত করা কঠিন, এটি খাঁজের ভূমিকা পালন করে এবং সহজেই একটি ফাটল উত্সে পরিণত হয়, যার ফলে উপাদানটি ভেঙে যায়, যা দীর্ঘায়ণের উপর খুব বিরূপ প্রভাব ফেলে, বিশেষ করে ফ্র্যাকচারের শক্ততা। খাদ অতএব, নতুন সংকর ধাতু ডিজাইন এবং উত্পাদন করার সময়, Fe এবং Si এর বিষয়বস্তু কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হয়। উচ্চ-বিশুদ্ধ ধাতু কাঁচামাল ব্যবহার করার পাশাপাশি, এই দুটি উপাদানকে সংকর ধাতুতে মিশ্রিত হতে রোধ করার জন্য গলনা এবং ঢালাই প্রক্রিয়ার সময় কিছু ব্যবস্থাও নেওয়া হয়।