Rozpúšťacie žíhanie a starnutie: Hliníkové zliatiny

Existuje mnoho tvárnených a liatych hliníkových zliatin, ktoré je možné vytvrdiť pomocou rozpúšťacieho žíhania a starnutím, a dosiahnuť tak rôznu mieru spracovania.

Výhody

Mechanické vlastnosti tepelne spracovateľných zliatinových komponentov je možné optimalizovať výberom vhodného procesu rozpúšťacieho žíhania a starnutia. V prípade niektorých zliatin je možné napríklad zlepšiť odolnosť voči korózii na úkor pevnosti a naopak.

V závislosti od zliatiny a prierezu v čase rozpúšťacieho žíhania je možné použiť rôzne metódy chladenia na obmedzenie deformácií.

Aplikácie a materiály

Rozpúšťacím žíhaním a starnutím možno spracovávať tvárnené zliatiny radu 2XXX (Al-Cu), 6XXX (Al-Mg-Si), 7XXX (Al-Zn-Mg-Cr) a 8XXX (Al-Li) a liate zliatiny radu 2XX (Al-Cu), 3XX (Al-Mg-Si-Cu) a 7XX (Al-Zn).

Konečný stav pre typy T4X, T5X, T6X a T7X je u určitých zliatin možné dosiahnuť iba tepelným spracovaním. Stav T3X a T8X možno dosiahnuť kombináciou tepelného a termomechanického spracovania, ako je naťahovanie alebo stláčanie jednoduchých tvarov medzi rozpúšťacím žíhaním a starnutím.

Bežné tvárnené zliatiny a ich tvrdosť a pružnosť sú 2014-T4, 2014-T6, 2024-T3, 2024-T4, 2024-T6, 2024-T8, 2219-T3, 2219-T4, 2219-T6, 2219-T8, 2618-T6, 2618-T61, 6061-T4, 6061-T6, 7050-T74, 7075-T6, 7075-T73, 7075-T74, 7075-T76, 7175-T74. Bežné liate zliatiny sú A201-T7, A206-T7, C355-T6, A356-T6, A357-T6.

Detaily procesu

Rozpúšťacie žíhanie sa v bežnom prípade vykonáva v rozmedzí teplôt 450 °C až 575 °C (842 °F až 1 067 °F) na vzduchu, po čom nasleduje rýchle ochladenie v studenej vode, horúcej vode, vriacej vode (stav T61), roztoku voda – polymér (glykol), vodnej sprche alebo núteným prúdením vzduchu. Prirodzené starnutie do stavu T4 pri teplote okolia nastane pre zliatiny 2XXX, 6XXX, 2XX a 3XX, pričom väčšina dosiahne stabilný stav po 96 hodinách. Na dosiahnutie stavu T6 a T7X sa používa umelé starnutie v teplotnom rozmedzí 93 °C až 245 °C (199 °F až 473 °F).

Bezprostredne po ochladení po rozpúšťacom žíhaní sú všetky zliatiny relatívne mäkké a možno ich počas niekoľkých hodín mierne tvarovať alebo narovnávať. Tieto zliatiny prirodzene starnú a vytvrdzujú sa pri izbovej teplote a ich tvrdosť sa po ochladení postupne zvyšuje. Ak je materiál potrebné tvarovať alebo narovnávať po dlhšej dobe ako niekoľko hodín po ochladení, tento jav je možné potlačiť ochladením na teplotu okolo 0 °C (32 °F). Na udržanie komponentov v stave ako po ochladení (AQ) počas dlhšieho skladovania (viac ako niekoľko dní) sa vyžaduje ochladenie na teplotu nižšiu ako mínus 23 °C (mínus 10 °F) alebo ešte nižšiu.

Aby sa dosiahla maximálna tvarovateľnosť pred rozpúšťacím žíhaním a starnutím, musia byť tieto zliatiny úplne žíhané, čím sa dosiahne stabilný stav O. Vykonáva sa to zahriatím komponentu na teplotu od 400 °C do 425 °C (752 °F až 797 °F), a následným pomalým chladením (28 °C alebo 50 °F za hodinu alebo pomalšie) až pod teplotu 235 °C (455 °F). Napokon sa musí vykonať rozpúšťacie žíhanie a starnutie.