Нисэхийн хөнгөн цагаан: шинж чанар

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Хөнгөн, уян хатан чанар, зэврэлтэнд тэсвэртэй тул хөнгөн цагаан нь олон салбарт зайлшгүй шаардлагатай материал болжээ. Нисэхийн хөнгөн цагаан нь магни, цахиур, зэс, манган агуулсан хүч чадлаар тодорхойлогддог хайлшийн бүлэг юм. Нэмэлт хүчийг хайлш гэж нэрлэгддэг тусламжтайгаар өгдөг. "хөгшрөлтийн нөлөө" - удаан хугацааны туршид түрэмгий агаар мандлын орчны нөлөөн дор хатууруулах тусгай арга. Энэ хайлшийг 20-р зууны эхээр зохион бүтээсэн бөгөөд үүнийг duralumin гэж нэрлэдэг ба одоо "avial" гэж нэрлэдэг.

Тодорхойлолт. Түүхэн аялал

Нисэхийн хөнгөн цагааны хайлшийн түүхийн эхлэлийг 1909 он гэж үздэг. Германы металлургийн инженер Альфред Вилм туршилтаар зэс, марганец, магнийн бага зэрэг нэмсэн хөнгөн цагааны хайлшийг 500 хэмийн температурт бөхөөж, хурдан хөргөсний дараа 20-25 хэмийн температурт 4-5 хоног байлгадаг болохыг туршилтаар тогтоожээ., уян хатан чанараа алдалгүйгээр аажмаар хатуурч, бат бөх болдог. Уг процедурыг "хөгшрөлт" эсвэл "боловсорч гүйцэх" гэж нэрлэдэг. Ийм хатууруулах явцад зэсийн атомууд дүүрдэгүр тарианы хил дээр олон жижиг бүсүүд. Зэсийн атомын диаметр нь хөнгөн цагааны диаметрээс бага тул шахалтын стресс үүсч, үүний үр дүнд материалын бат бэх нэмэгддэг.

Анх удаа хайлшийг Германы Dürener Metallwerken үйлдвэрт эзэмшиж, Dural барааны тэмдгийг авсан тул "duralumin" гэж нэрлэжээ. Дараа нь Америкийн металлургич Р. Арчер, В. Жафрис нар голчлон магнийн хувийг өөрчилснөөр найрлагыг сайжруулсан. Шинэ хайлшийг 2024 гэж нэрлэсэн бөгөөд энэ нь одоо ч гэсэн янз бүрийн өөрчлөлтөд өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд хайлшийн бүх бүлгийг Avial гэж нэрлэдэг. Энэ хайлш нь нисэх онгоцны бүтцэд мод, металлыг бүрэн орлуулсан тул "нисэхийн хөнгөн цагаан" гэсэн нэрийг нээсэн даруйдаа авсан.

Үндсэн төрөл ба шинж чанарууд

Гурван үндсэн бүлэг байдаг:

• Хөнгөн цагаан-манган (Al-Mn) ба хөнгөнцагаан-магнийн (Al-Mg) гэр бүл. Гол шинж чанар нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, цэвэр хөнгөн цагаанаас арай доогуур байдаг. Ийм хайлш нь гагнуур, гагнуурын ажилд сайнаар нөлөөлдөг боловч муу зүсэгдсэн байдаг. Дулааны боловсруулалтанд хатуурдаггүй.
• Хөнгөн цагаан-магни-цахиур (Al-Mg-Si) системийн зэврэлтэнд тэсвэртэй хайлш. Тэдгээрийг дулааны боловсруулалтаар хатууруулж, тухайлбал 520 ° C-ийн температурт хатууруулж, дараа нь усаар хурдан хөргөж, 10 орчим хоногийн турш байгалийн хөгшрөлтийг хийдэг. Энэ бүлгийн материалын нэг онцлог шинж чанар нь хэвийн нөхцөлд болон стресст ажиллах үед зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг.
• Бүтцийн хөнгөн цагаан-зэс-магнийн хайлш (Al-Cu-Mg). Тэдний үндэс нь зэс, манган, магнитай хайлштай хөнгөн цагаан юм. Хайлшлах элементүүдийн харьцааг өөрчилснөөр шинж чанар нь ялгаатай байж болох агаарын хөлгийн хөнгөн цагааныг олж авдаг.

Сүүлийн бүлгийн материалууд нь механик шинж чанар сайтай боловч эхний болон хоёрдугаар бүлгийн хайлшаас илүү зэврэлтэнд өртөмтгий байдаг. Зэврэлтэнд өртөмтгий байдлын зэрэг нь гадаргуугийн боловсруулалтын төрлөөс хамаардаг бөгөөд үүнийг будаг эсвэл аноджуулах замаар хамгаалах шаардлагатай хэвээр байна. Хайлшийн найрлагад марганец орсноор зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь хэсэгчлэн нэмэгддэг.

Үндсэн гурван төрлийн хайлшаас гадна тодорхой хэрэглээнд шаардлагатай шинж чанартай хуурамч хайлш, халуунд тэсвэртэй, өндөр бат бэх бүтцийн болон бусад хайлш байдаг.

Нисэхийн хайлшны тэмдэглэгээ

Олон улсын стандартад нисэхийн хөнгөн цагааны тэмдэглэгээний эхний орон нь хайлшийн үндсэн хайлшлах элементүүдийг заана:

• 1000 - цэвэр хөнгөн цагаан.
• 2000 - дуралюминий, зэстэй хайлш. Тодорхой хугацаанд - хамгийн түгээмэл сансрын хайлш. Стресс зэврэлтээс үүсэх хагарал ихтэй тул 7000 цувралын хайлшаар улам бүр солигдсон.
• 3000 - хайлшийн элемент - манган.
• 4000 - хайлшлах элемент - цахиур. Хайлшийг мөн силумин гэж нэрлэдэг.
• 5000 - хайлшлагч элемент - магни.
• 6000 нь хамгийн уян хатан хайлш юм. Хайлшлах элементүүд нь магни, цахиур юм. Хүч чадлыг нэмэгдүүлэхийн тулд халуунд хатууруулж болно, гэхдээ энэ ньпараметр нь 2000 болон 7000 цувралаас доогуур байна.
• 7000 - дулаанаар хатууруулсан хайлш, хамгийн бат бөх нисэхийн хөнгөн цагаан. Гол хайлшийн элементүүд нь цайр, магни юм.

Тэмдэглэгээний хоёр дахь орон нь анхныхаас хойшхи хөнгөн цагааны хайлшийн өөрчлөлтийн серийн дугаар буюу "0" тоо юм. Эцсийн хоёр орон нь хайлшийн тоо, түүний хольцын цэвэр байдлын талаархи мэдээлэл юм. Хэрэв хайлш туршлагатай бол тэмдэглэгээнд тав дахь "X"-г нэмнэ.

Өнөөдөр нисэхийн хөнгөн цагааны хамгийн түгээмэл сортууд: 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Эдгээр хайлшийн онцлог шинж чанарууд нь: хөнгөн, бат бөх, уян хатан чанар, уян хатан чанар., зэврэлт, өндөр ачаалал. Нисэх онгоцны үйлдвэрлэлд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хайлш нь 6061 ба 7075 онгоцны хөнгөн цагаан юм.

Бүтэц

Нисэхийн хөнгөн цагааны үндсэн хайлшийн элементүүд нь: зэс, магни, цахиур, манган, цайр. Эдгээр элементүүдийн хайлш дахь жингийн эзлэх хувь нь хүч чадал, уян хатан байдал, механик нөлөөлөлд тэсвэртэй гэх мэт шинж чанараар тодорхойлогддог. Хайлшийн суурь нь хөнгөн цагаан, гол хайлшийн элементүүд нь зэс (жингийн 2,2-5,2%), магни (0. 2-2.7%), манган (0.2-1%).

Зэс, марганец, магни, цайр, титан, бериллий зэрэг бусад хайлшийн элементүүд бага хэмжээгээр агуулагддаг цахиуртай (жингийн 4-13%) хөнгөн цагааны нисэх онгоцны хайлшийн гэр бүл. Силумин эсвэл цутгамал хөнгөн цагаан хайлш гэж нэрлэгддэг нарийн төвөгтэй эд ангиудыг хийхэд ашигладаг. хөнгөн цагаан магнийн хайлшийн гэр бүлБусад элементүүдтэй (1-13% масс) уян хатан чанар, зэврэлтэнд тэсвэртэй.

Онгоцны хөнгөн цагаан дахь зэсийн үүрэг

Нисэхийн хайлшийн найрлагад зэс агуулагдаж байгаа нь түүнийг хатууруулахад хувь нэмэр оруулдаг ч зэврэлтэнд тэсвэртэй байдалд муугаар нөлөөлдөг. Бөхөөх явцад үр тарианы хил хязгаарт унасан зэс нь хайлшийг нүхжилт, стрессийн зэврэлт, мөхлөг хоорондын зэврэлтэнд өртөмтгий болгодог. Зэсээр баялаг хэсгүүд нь хүрээлэн буй хөнгөн цагааны матрицаас илүү гальваник катодын шинж чанартай байдаг тул гальваник зэврэлтэнд илүү өртөмтгий байдаг. Хайлшийн масс дахь зэсийн агууламж 12% хүртэл өсөх нь хөгшрөлтийн үед дисперсийг бэхжүүлснээр бат бэхийн шинж чанарыг нэмэгдүүлдэг. 12%-иас дээш зэсийн агууламжтай бол хайлш хэврэг болдог.

Хэрэглэх талбар

Хөнгөн цагаан хайлш нь худалдаанд хамгийн эрэлттэй металл юм. Нисэх онгоцны хөнгөн цагааны хөнгөн жин, хүч чадал нь энэ хайлшийг нисэх онгоцноос эхлээд гэр ахуйн эд зүйлс (гар утас, чихэвч, гар чийдэн) зэрэг олон салбарт сайн сонголт болгодог. Хөнгөн цагаан хайлшийг хөлөг онгоц, автомашин, барилга, төмөр замын тээвэр, цөмийн үйлдвэрлэлд ашигладаг.

Дунд зэргийн зэсийн агууламжтай хайлш их эрэлттэй байна (2014, 2024 г.м.). Эдгээр хайлшаар хийсэн профиль нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, сайн боловсруулах, спот гагнах чадвартай байдаг. Эдгээрийг нисэх онгоц, хүнд даацын машин, цэргийн техник хэрэгсэлд чухал барилга байгууламж хийхэд ашигладаг.

Нисэх зориулалттай хөнгөн цагаан холболтын онцлогууд

Нисэхийн хайлшийг гагнуурыг зөвхөн инертийн хийн хамгаалалтын орчинд гүйцэтгэдэг. Сонгодог хий нь: гелий, аргон эсвэл тэдгээрийн холимог юм. Гели нь илүү өндөр дулаан дамжуулалттай байдаг. Энэ нь гагнуурын орчны температурын илүү таатай үзүүлэлтүүдийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь зузаан ханатай бүтцийн элементүүдийг тохь тухтай холбох боломжийг олгодог. Хамгаалалтын хийн хольцыг ашиглах нь хий бүрэн арилгахад хувь нэмэр оруулдаг. Энэ тохиолдолд гагнуурын нүх сүв үүсэх магадлал эрс багасна.

Нисэх онгоцны хэрэглээ

Нисэхийн хөнгөн цагааны хайлшийг анх нисэхийн тоног төхөөрөмж барихад зориулж тусгайлан бүтээсэн. Тэдгээрээс онгоцны их бие, хөдөлгүүрийн эд анги, явах эд анги, түлшний сав, бэхэлгээ гэх мэтийг хийдэг. Нисэхийн хөнгөн цагаан эд ангиудыг салоны дотор талд ашигладаг.

2xxx цуврал хөнгөн цагааны хайлшийг өндөр температурт өртсөн эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Хөнгөн ачаалалтай нэгж, түлш, гидравлик, тосны системийн хэсгүүд нь 3xxx, 5xxx, 6xxx хайлшаар хийгдсэн байдаг. 7075 хайлш нь агаарын хөлгийн үйлдвэрлэлд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд үүнээс элементүүдийг их хэмжээний ачаалал, бага температурт зэврэлтэнд тэсвэртэй, өндөр температурт ашиглах зорилгоор хийдэг. Хайлшийн үндэс нь хөнгөн цагаан бөгөөд гол хайлшийн элементүүд нь магни, цайр, зэс юм. Онгоцны бүтцийн хүч чадлын профайл, арьсны элементүүдийг үүнээс хийдэг.