عملیات حرارتی آلومینیوم و مراحل انجام آن

کاربرد اصطلاح عملیات حرارتی آلیاژهای آلومینیوم ریختگی و چدن، محدود به عملیات خاصی است که در جهت افزایش استحکام و سختی با پیرسازی رسوبی انجام میشود. بنابراین اصطلاح عملیات حرارت پذیر برای تشخیص دادن آلیاژهای قابل عملیات حرارتی از آلیاژهایی است که در آنها هیچ استحکام قابل توجهی با عملیات حرارتی حاصل نمی شود. برای افزایش استحکام ، آلیاژهای غیرقابل حرارت پذیر، در درجه اول به کار سرد بستگی دارند. عملیات حرارتی محلول مناسب آلیاژهای آلومینیوم نیاز به دانش تخصصی درباره آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر به همراه کارخانه صحیح عملیات حرارتی دارد.

آنیل کردن

برای نرم شدن، برای هر دو گرید از آنیل استفاده می شود. آنیل کامل و جزئی، تنها مواردی است که برای آلیاژهای غیر قابل حرارت پذیر استفاده می شود. آنیل کردن بسته به آلیاژ در محدوده 300-410 درجه سانتی گراد انجام می شود. زمان گرمایش، بسته به اندازه بار و نوع آلیاژ  از 0/5 تا 3 ساعت متغیر است. لازم به ذکر است که میزان سرمایش بعد از آنیل کردن مهم نیست. قسمت هایی که از محلول حرارت داده شده باشند، حداکثر سرعت خنک کننده باید 20 درجه سانتیگراد در ساعت باشد تا زمانی که درجه حرارت به 290 درجه سانتیگراد کاهش یابد. در زیر این دما، میزان سرمایش مهم نیست.

عملیات حرارتی محلول

این مورد درباره آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر کاربرد دارد. این فرایند شامل یک فرآیند عملیات حرارتی است که به آن ترکیبات آلیاژی به داخل محلول برداشته شده و با خاموش شدن سریع در آنجا نگه داشته می شوند. عملیات حرارتی متعاقب آن در دماهای برج یعنی پیرسازی طبیعی در دمای اتاق باعث می شود که یک رسوب کنترل شده از اجزاء تشکیل شود. در نتیجه این عملیات، آلومینیوم به سختی و قدرت بیشتری می‌رسد.

کوئنچ کردن

این مرحله، یک فرایند حساس است و برای رسیدن به نتایج بهینه باید دقیق انجام شود. هدف از کوئنچ، اطمینان از این است که مواد تشکیل دهنده حل شده تا دمای اتاق در محلول باقی بمانند. سرعت کوئنچ کردن اهمیت زیادی دارد و نتیجه آن می تواند تحت تاثیر تاخیر بیش از حد در انتقال کار به کوئنچ باشد.

یکی دیگر از عواملی که در کوئنچ کردن باید مورد توجه قرار گیرد توانایی استخراج گرما با سرعت کافی برای دستیابی به نتایج مطلوب است. محیط معمول برای کوئنچ کردن،  آب در دمای اتاق است. در بعضی شرایط ، کوئنچ کردن آهسته مطلوب است. زیرا این امر مقاومت در برابر ترک خوردگی در برابر استرس برخی آلیاژها را بهبود می بخشد.

سخت شدن با پیرسازی

پس از عملیات حرارتی محلول و کوئنچ کردن، سخت شدن یا در دمای اتاق (پیری طبیعی) یا با عملیات گرمایشی (پیری مصنوعی) حاصل می شود. در بعضی از آلیاژها میزان رسوب کافی در چند روز در دمای اتاق رخ می دهد. درنتیجه این فرایند محصولات پایدار با خواص مورد نیاز برای بسیاری از کاربردها ایجاد میشود. مقایسه عملیات حرارتی فولاد Mo40 با فولاد Ck45 را مطالعه کنید.

اسناد اولیه عملیات حرارتی آلومینیوم

F ساخت (Fabricated)- بعد از انجام فرآیند شکل گیری مانند چدن، کار گرم یا کار سرد ، هیچ کنترل خاصی برای عملیات حرارتی یا سخت شدن کرنش انجام نشده است.

O آنیل کردن - این قسمت کمترین استحکام و بالاترین شکل پذیری را دارد.

H سخت شدن با فشار- (فقط برای محصولات چدن) در محصولاتی که با فشار تقویت شده اند ، با یا بدون عملیات حرارتی بعدی تقویت شده‌اند. نامگذاری توسط دو یا چند عدد دنبال می شود که در زیر مورد بحث قرار گرفته است.

W محلول عملیات حرارتی - این قسمت، عملیات ناپایداری است که به ندرت انجام می شود. این عملیات فقط در مورد آلیاژهایی که به صورت خوبخودی در دمای محیط بعد از عملیات حرارتی، پیر می‌شوند، اعمال می شود.

T محلول عملیات حرارتی - برای محصولاتی که با عملیات حرارتی، یا متعاقبا با سخت شدن توسط فشار یا بدون استفاده از آن، مستحکم میشوند، استفاده می شود. نامگذاری توسط یک یا چند عدد انجام می‌پذیرد که در زیر مورد بحث قرار گرفته است.

T1 - از فرایند شکل گیری با دمای بالا و به طور طبیعی پیرشده تا اندازه قابل ملاحظه‌ای خنک می شود.

T2 - از فرایند شکل گیری با دمای بالا، سرد کاری و به طور طبیعی پیر شده تا دمای قابل ملاحظه با ثباتی خنک می شود.