Anàlisi del punt de fusió de les varetes d'alumini
1. Definició bàsica i factors influents del punt de fusió de les varetes d'alumini
Propietats físiques bàsiques
Punt de fusió de l’alumini pur: 660,3 graus (ISO 209: 2007 Valor estàndard de l’organització internacional per a la normalització), la taxa d’expansió del volum és d’aproximadament el 6,6% quan canvia de sòlid a líquid;
Punt de fusió de les varetes d’alumini d’aliatge: varia significativament amb la composició d’aliatge, per exemple:
Elements principals d’aliatge d’aliatge (WT%) Range de punt de fusió (grau)
1060 al major o igual al 99,6% 657-660
6 0 61 mg. 0, Si 0. 6 582-652
7075 Zn 5.6, Cu 1. 6 477-635
Relació entre la composició i el diagrama de fase
Si afegiu elements d’aliatge (com Cu, Zn, Mg), generarà una fase eutèctica de punt de fusió baixa:
Punt eutèctic al-Cu 548 graus (contingut de Cu 33,2%);
Punt eutèctic al-Si 577 graus (contingut de SI 12,6%);
Durant el procés de solidificació de no equilibri de les barres d’aliatge d’alumini típiques (com el 6061), el punt de fusió real és 30-50 grau inferior al valor teòric.
2. La influència clau del punt de fusió en la tecnologia de processament
Casting Process Control
Configuració de temperatura de fusió: 50-100 grau superior a Liquidus (com ara l'aliatge 6061 s'ha d'escalfar a 680-710 grau);
Límit de temperatura de pendent: Eviteu superar els 750 graus (per evitar que es produeixi un abrupte de gra i causi una reducció de força superior o igual al 15%).
Heat de tractament Gestió de la finestra
Tractament de solució (abans de l’envelliment de T6) Range de temperatura: 530-550 grau (a prop del punt de fusió però no superant el sòlid);
Punt crític de risc sobrecarregat: Quan la temperatura és superior o igual a Solidus + 10 grau, el límit del gra es fon (apareix eutèctic esfèric a la microestructura).
Whelding Curt Enpida Control
La temperatura de la piscina fos de soldadura MIG pot arribar a 1000 graus (superior al punt de fusió és propens al col·lapse), i es requereix soldadura de pols (freqüència 50-200 Hz) per reduir l’acumulació de calor;
Quan la densitat d’energia de la línia de soldadura làser és superior a 10^6 W\/cm², la temperatura d’evaporació és superior a 2500 graus, cosa que provoca defectes de porus.
3.
Selecció de materials per a entorn de servei d’alta temperatura
Pistó d'automòbils (temperatura de treball inferior o igual a 300 graus): es prefereix 4032 aliatge d'alumini (que conté SI 12%, punt de fusió 570 graus);
S'utilitza suport del motor aeroespacial: 2618 aliatge (que conté Cu 2,3%, temperatura de sòlidus 540 graus).
Preecucions per al processament de baixa temperatura
Les barres d’alumini s’han de preescalfar al grau 200-250 per a l’extrusió en fred (per evitar que s’esquerdi a causa de l’enduriment del treball);
Ultra-low temperature applications (such as liquid nitrogen containers): select 5083 alloy (tensile strength retention rate at -196℃>90%).
4. Mètode de determinació del punt de fusió i control de precisió
proves a nivell de taula
Calorimetria d’escaneig diferencial (DSC): determina amb precisió la temperatura de transició de fase (error ± 0. 5 graus), requerint un pes de mostra de 5-20 mg;
Microscopi Anàlisi Thermal: Observeu directament el procés de fusió, adequat per estudiar fenòmens de segregació.
Testos ràpids industrials
Mètode de potencial termoelèctric: control en temps real de la temperatura superficial de les barres d'alumini a través de termoparells (temps de resposta<1 second);
Imatge tèrmica de la infraroig: mesurament sense contacte de la distribució de la temperatura al forn de fusió (precisió ± 2 graus).
Conclusió
El punt de fusió de les varetes d’alumini no només és un paràmetre de referència per a la selecció de materials, sinó també un punt de control bàsic per al disseny de processos. Per a aliatges principals com el 6061 i el 7075, és necessari optimitzar la corba de temperatura de tot el procés de tractament amb calma de fusió en combinació amb dades d’anàlisi tèrmica diferencials. En el camp de la fabricació d’equips d’alta gamma (com ara parts estructurals aeroespacials), es recomana utilitzar el procés d’agitació electromagnètica de buit + per controlar la fluctuació de la temperatura de fusió dins de ± 5 graus per assegurar l’estabilitat de les propietats del material i la microstructura.
