(1) 6xxx श्रृंखला एल्यूमीनियम मिश्र धातु की विशेषताएं
6xxx श्रृंखला एल्यूमीनियम मिश्र धातु मैग्नीशियम और सिलिकॉन के साथ एल्यूमीनियम मिश्र धातु हैं जो मुख्य मिश्र धातु तत्वों के रूप में और Mg2Si चरण को मजबूत करने वाले चरण के रूप में उपयोग करते हैं। वे गर्मी-उपचार योग्य एल्यूमीनियम मिश्र धातु हैं। मिश्र धातुओं में मध्यम शक्ति, उच्च संक्षारण प्रतिरोध, तनाव संक्षारण दरार की कोई प्रवृत्ति नहीं, अच्छा वेल्डिंग प्रदर्शन, वेल्ड क्षेत्र में अपरिवर्तित संक्षारण प्रदर्शन, अच्छी रूप-रेखा और प्रक्रियाशीलता के फायदे हैं। जब तांबा मिश्र धातु में निहित होता है, तो मिश्र धातु की ताकत 2xxx श्रृंखला एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के करीब हो सकती है, और प्रक्रियाशीलता 2XXx श्रृंखला एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की तुलना में बेहतर होती है, लेकिन संक्षारण प्रतिरोध बिगड़ जाता है। मिश्र धातु में अच्छा फोर्जिंग प्रदर्शन होता है। इस श्रृंखला में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मिश्र धातु 6061 और 6063 मिश्र धातु हैं, जिनमें सबसे अच्छा व्यापक प्रदर्शन और अर्थव्यवस्था है। मुख्य उत्पाद एक्सट्रूडेड प्रोफाइल हैं, और इस मिश्र धातु का सबसे बड़ा अनुप्रयोग वास्तुशिल्प प्रोफाइल है।
(2) मुख्य मिश्र धातु और अशुद्धता तत्वों की भूमिका
6XXX श्रृंखला एल्यूमीनियम मिश्र धातु के मुख्य मिश्र धातु तत्व Mg, Si, और Cu हैं, और उनकी भूमिकाएँ इस प्रकार हैं।
1) g और Si की भूमिका
मैग्नीशियम और सिलिकॉन की मात्रा में परिवर्तन से तापानुशीतित अवस्था में Al-Mg-Si मिश्रधातु की तन्य शक्ति और बढ़ाव पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है।
Mg और Si सामग्री की वृद्धि के साथ, शमन प्राकृतिक उम्र बढ़ने की स्थिति में Al-Mg-Si मिश्र धातु की तन्य शक्ति बढ़ जाती है, और बढ़ाव कम हो जाता है। जब Mg और Si की कुल सामग्री स्थिर होती है, तो Mg और Si सामग्री अनुपात में परिवर्तन का भी प्रदर्शन पर बहुत प्रभाव पड़ता है। एक निश्चित Mg सामग्री के साथ, Si सामग्री की वृद्धि के साथ मिश्र धातु की तन्य शक्ति बढ़ जाती है। एक निश्चित Mg2Si चरण सामग्री और Si सामग्री में वृद्धि के साथ, मिश्र धातु के सुदृढ़ीकरण प्रभाव में सुधार होता है, जबकि बढ़ाव में थोड़ा सुधार होता है। एक निश्चित Si सामग्री के साथ, Mg सामग्री की वृद्धि के साथ मिश्र धातु की तन्य शक्ति बढ़ जाती है। एक छोटी Si सामग्री वाले मिश्र धातुओं के लिए, अधिकतम तन्य शक्ति (Al)-Mg2Si-Mg2Al तीन-चरण क्षेत्र में स्थित होती है।
शमन कृत्रिम उम्र बढ़ने की स्थिति में मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों पर Mg और Si का प्रभाव मूल रूप से शमन प्राकृतिक उम्र बढ़ने की स्थिति में मिश्र धातु के समान ही होता है, लेकिन तन्य शक्ति में बहुत सुधार होता है, और अधिकतम मूल्य अभी भी a(Al)-MgzSi-Si तीन-चरण क्षेत्र में स्थित है, जबकि बढ़ाव तदनुसार कम हो जाता है।
जब मिश्र धातु में अवशिष्ट Si और MgSi होते हैं, तो उनकी मात्रा बढ़ने के साथ संक्षारण प्रतिरोध कम हो जाता है। हालाँकि, जब मिश्र धातु a(Al-MgzSi दो-चरण क्षेत्र में स्थित होती है और मिश्र धातु एकल-चरण क्षेत्र में होती है जहाँ MgSi चरण मैट्रिक्स में पूरी तरह से घुल जाता है, तो संक्षारण प्रतिरोध सबसे अच्छा होता है। सभी मिश्र धातुओं में तनाव संक्षारण दरार की कोई प्रवृत्ति नहीं होती है।
जब मिश्र धातु को वेल्ड किया जाता है, तो वेल्ड दरारें पड़ने की प्रवृत्ति अपेक्षाकृत बड़ी होती है, लेकिन a(Al-Mg2Si दो-चरण क्षेत्र में, 0.2%~0.4%Si और 1.2%~1.4%Mg की संरचना वाली मिश्र धातु और a(Al)-Mg2Si-Si तीन-चरण क्षेत्र में, 1.2%~2.0%Si और 0.8%~2.0%Mg की संरचना वाली मिश्र धातु में वेल्ड दरारें पड़ने की प्रवृत्ति अपेक्षाकृत कम होती है।
2) Cu का प्रभाव
AI-Mg-Si मिश्रधातु में Cu मिलाने के बाद, संरचना में Cu का अस्तित्व रूप न केवल Cu सामग्री पर निर्भर करता है, बल्कि Mg और Si सामग्री पर भी निर्भर करता है। जब Cu सामग्री बहुत कम होती है और Mg:Si अनुपात 1.73:1 होता है, तो MgSi चरण बनता है और सभी Cu मैट्रिक्स में घुल जाता है; जब Cu सामग्री अधिक होती है और Mg:Si अनुपात 1.08 से कम होता है, तो W (AlCuMgsSi) चरण बन सकता है, और बचा हुआ Cu CuAl बनाता है; जब Cu सामग्री अधिक होती है और Mg:Si अनुपात 1.73 से अधिक होता है, तो S (AlCuMg) और CuAl चरण बन सकते हैं। W चरण S चरण, CuAl चरण और MgSi चरण से अलग है। यह ठोस अवस्था में केवल आंशिक रूप से घुलता है,
मिश्र धातु में Cu मिलाने से न केवल गर्म प्रसंस्करण के दौरान मिश्र धातु की प्लास्टिसिटी में उल्लेखनीय सुधार होता है, बल्कि गर्मी उपचार के सुदृढ़ीकरण प्रभाव में भी वृद्धि होती है। यह एक्सट्रूज़न प्रभाव को भी दबा सकता है और Mn के जुड़ने के बाद होने वाली अनिसोट्रॉपी को कम कर सकता है।
3) Mn, Cr, Ti, Fe और Zn की भूमिका
6XXX श्रृंखला A1 मिश्र धातु में ट्रेस जोड़े गए तत्वों में Mn, Cr और Ti शामिल हैं, जबकि अशुद्धता तत्वों में मुख्य रूप से Fe, Zn आदि शामिल हैं, और उनके कार्य इस प्रकार हैं।
Mn: मिश्रधातु में Mn मिलाने से ताकत, संक्षारण प्रतिरोध, प्रभाव कठोरता और झुकने के गुणों में सुधार हो सकता है। जब Cu और Mn को AlMg{{0}}.7Si1.0 मिश्रधातु में मिलाया जाता है, जब Mn की मात्रा 0.2% से कम होती है, तो Mn की मात्रा बढ़ने के साथ मिश्रधातु की ताकत बढ़ जाती है। हालाँकि, जैसे-जैसे Mn की मात्रा बढ़ती जाती है, Mn और Si AlMnSi चरण बनाते हैं, जो Mg2Si चरण बनाने के लिए आवश्यक Si का हिस्सा खो देता है, और AlMnSi चरण का सुदृढ़ीकरण प्रभाव Mg2Si चरण की तुलना में छोटा होता है। इसलिए, मिश्रधातु का सुदृढ़ीकरण प्रभाव कम हो जाता है।
जब Mn और Cu को एक ही समय में मिलाया जाता है, तो मजबूती प्रभाव अकेले Mn को जोड़ने जितना अच्छा नहीं होता है, लेकिन यह बढ़ाव को बढ़ा सकता है और annealed उत्पाद के दाने के आकार में सुधार कर सकता है।
जब मिश्र धातु में Mn मिलाया जाता है, तो A चरण में Mn के गंभीर अंतरक्रिस्टलीय पृथक्करण के कारण, मिश्र धातु की पुनःक्रिस्टलीकरण प्रक्रिया प्रभावित होती है, जिसके परिणामस्वरूप एनील किए गए उत्पाद का दाना मोटा हो जाता है। महीन दाने वाली सामग्री प्राप्त करने के लिए, Mn पृथक्करण को खत्म करने के लिए पिंड को उच्च तापमान (550 डिग्री) पर समरूप बनाना चाहिए। एनीलिंग के दौरान जल्दी गर्म करना बेहतर होता है।
Cr: Cr और Mn के समान प्रभाव होते हैं। Cr अनाज की सीमा पर Mg2Si चरण की वर्षा को रोकता है, प्राकृतिक उम्र बढ़ने की प्रक्रिया में देरी करता है, और कृत्रिम उम्र बढ़ने के बाद ताकत में सुधार करता है। Cr अनाज को परिष्कृत कर सकता है और पुनःक्रिस्टलीकरण के बाद अनाज को पतला बना सकता है, जिससे मिश्र धातु के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है। Cr सामग्री आम तौर पर 0.15% ~ 0.3% होती है।
Ti: 6XXX श्रृंखला एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में {{0}}.02%~0.1% Ti और 0.01%~0.2% Cr मिलाने से पिंड की स्तंभाकार क्रिस्टल संरचना को कम किया जा सकता है, मिश्र धातु के फोर्जिंग प्रदर्शन में सुधार किया जा सकता है और उत्पाद के कणों को परिष्कृत किया जा सकता है।
Fe: Fe की थोड़ी मात्रा ({0}}.4% से कम) अनाज को परिष्कृत कर सकती है। जब Fe की मात्रा 0.7% से अधिक हो जाती है, तो एक अघुलनशील (AlMnFeSi) चरण उत्पन्न होता है, जो उत्पाद की ताकत, प्लास्टिसिटी और संक्षारण प्रतिरोध को कम करता है। जब Fe मिश्र धातु में निहित होता है, तो एनोडाइजिंग उपचार के बाद उत्पाद का रंग खराब हो सकता है।
Zn: अशुद्धता Zn की थोड़ी मात्रा का मिश्र धातु की मजबूती पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, और इसकी मात्रा 0.3% तक की अनुमति है।