טיפול בחום באלומיניום הוא תהליך חשוב במפעלי פרופילי אלומיניום ונוהל ייצור עם דרישות מחמירות בבית המלאכה. מטרתו לשנות את המבנה הפנימי של האלומיניום באמצעות חימום, החזקה וקירור, ובכך להשיג את התכונות הרצויות. טמפרטורות חימום שונות, זמני החזקה ושיטות קירור שונות יביאו למבנים ומאפיינים שונים של המתכת, ויכניסו אותה למצבי טיפול בחום שונים.
סגסוגות אלומיניום מעוותות מחולקות לשתי קטגוריות עיקריות: סגסוגות אלומיניום שאינן-ניתנות לטיפול בחום-וסגסוגות אלומיניום-ניתנות לטיפול בחום.
טיפול בהשלכות חריגות: התחממות יתר: הכוונה להידרדרות של תכונות מכניות הנגרמת על ידי טמפרטורות חימום גבוהות מדי וזמני החזקה ממושכים במהלך טיפול בחום, הגורמות לגרגרים גסים. זה נפוץ לתקן באמצעות תהליכי נורמליזציה. שריפת יתר: זה מתרחש כאשר טמפרטורת החימום גבוהה מדי, וגורמת לא רק לצמיחת גרגרים אלא גם להיחלשות גבול התבואה, כגון התכה וחמצון של גבולות גרגרים. במקרים של שריפת יתר, בנוסף למבנה מטריצה בולט, מתפזרות תחמוצות שחורות לאורך גבולות התבואה. חומר שנשרף יתר על המידה ניתן רק לגרוט ולהמיס מחדש. טמפרטורות חימום גבוהות מדי לא רק מובילות לגרגרים גסים אלא גם גורמות לחמצון מקומי או התכה בגבולות התבואה, וכתוצאה מכך גבולות הגרגרים מוחלשים, המכונה שריפת יתר. לאחר שריפת יתר של הפלדה, הביצועים שלה מתדרדרים בצורה חמורה, וסדקים יכולים להתרחש במהלך המרווה. לא ניתן לשחזר את המבנה שנשרף יתר על המידה ויש לגרוט אותו. לכן, יש צורך להימנע משריפת יתר בעבודה מעשית.
מה זה התחממות יתר? מה זה שריפת יתר? מה גורם להם? כיצד ניתן למנוע ולתקן אותם?
תְשׁוּבָה:
① התחממות יתר מתרחשת כאשר טמפרטורת החימום גבוהה מדי או שהחומר נשמר בטמפרטורה גבוהה זמן רב מדי, מה שגורם לגרגרים גסים. לאחר ההמרה, המבנה הופך לדמוי-מחט.
② שריפת יתר מתרחשת כאשר טמפרטורת החימום גבוהה מדי או שהחומר נשמר בטמפרטורה גבוהה למשך זמן רב מדי, וכתוצאה מכך לחמצון פני השטח של חלק העבודה. חלקי עבודה שנשרפו יתר על המידה לא ניתנים ל-הרווה מחדש ויש לגרוט אותם.
כיצד למנוע: בדקו האם החומרים תקינים, פתחו תהליך סביר, כיילו מכשירי בקרה לפני טיפול בחום, בחרו טמפרטורות כראוי, אל תגדילו את טמפרטורת ההמרה או האריכו את זמן ההחזקה בעצמכם, דווחו על כל בעיה בזמן. תרופות: ניתן לתקן חלקי עבודה שהתחממו יתר על המידה על ידי הארכת זמן החיסום. חלקי עבודה מחוממים יתר על המידה יכולים לעבור נורמליזציה כדי לעדן את הגרגרים; אם נרמול אחד לא מעדן את הדגנים, ניתן לבצע נרמול שני, ולאחר מכן טיפול בחום על פי הנוהל הרגיל. חלקי עבודה שנשרפו יתר על המידה לא ניתנים לתיקון ויש לגרוט אותם.
קודי טיפול בחום: T1--הזדקנות מלאכותית, T2--חישול, T4--טיפול בפתרון פלוס הזדקנות טבעית, T5--טיפול בפתרון בתוספת הזדקנות מלאכותית לא מלאה, T6--טיפול בפתרון בתוספת יישון מלאכותי מלא, T7--טיפול בפתרון בתוספת טיפול ייצוב.
טיפול בתמיסה: מתייחס לחימום הסגסוגת לאזור חד-פאזי-בטמפרטורה גבוהה-, החזקתה בטמפרטורה זו כדי לאפשר לשלבים העודפים להתמוסס במלואו לתוך התמיסה המוצקה, ולאחר מכן קירור מהיר שלה לקבלת תמיסה מוצקה על-רוויה.
יישון מלאכותי לא שלם: משתמש בטמפרטורת יישון נמוכה יחסית או זמן החזקה קצר יותר כדי להשיג תכונות מכניות מעולות, כלומר חוזק גבוה יחסית, פלסטיות טובה וקשיחות, אך עמידות בפני קורוזיה עשויה להיות נמוכה יחסית.
יישון מלאכותי מלא: משתמש בטמפרטורת יישון גבוהה יחסית ובזמן החזקה ארוך יותר להשגת קשיות מרבית וחוזק מתיחה גבוה ביותר, אך עם התארכות נמוכה יותר.
טיפול ייצוב: טיפול בחום שנועד להבטיח שהצורה והשינויים בממדים של חומר עבודה יישארו בגבולות שצוינו במהלך שירות-לטווח ארוך. הטיפול בחום של סגסוגות אלומיניום שונה מזה של פלדת פחמן; סגסוגות אלומיניום בעלות נקודת התכה נמוכה, מועדות להתחממות יתר ולשריפה, בעלות סטייה מותרת קטנה בטמפרטורת החימום ודורשות דיוק גבוה של מכשירי מדידת טמפרטורה. אם טמפרטורת החימום וההחזקה חורגים יותר מדי, ייתכן שמטרת החיזוק לא תושג.
יש לשים לב לנקודות הבאות במהלך העיבוד:
1. חלקי העבודה המתחממים צריכים להיות מסודרים בצורה מסודרת בתא התנור, וטמפרטורת התנור צריכה להבטיח שהם מחוממים באופן שווה.
2. התאמות טמפרטורה קשורות לצורה ולגודל של חומר העבודה; זמן ההעברה למרווה צריך להיות קצר ככל האפשר, בדרך כלל t < 6 שניות.
3. נדרש שבקר הטמפרטורה של תנור הטיפול בחום יהיה במצב טוב ויציב בביצועים, תוך הימנעות מסטיות טמפרטורה הנגרמות על ידי האינרציה התרמית של חום שיורי בתא התנור. זה מחייב אותנו לפקח ולהתאים את טמפרטורת החימום בזמן. על ידי כך, ניתן לעמוד בדרישות האיכות המחזקות של חלקי העבודה.
סגסוגות אלומיניום ניתנות לעיוות שאינן ניתנות לחיזוק על ידי טיפול בחום הן אלו שתכולת יסודות הסגסוגת שלהן נופלת בטווח של אזור 1, או סגסוגות בודדות שתכולתן חורגת מעט מתחום אזור 1, אך השפעת החיזוק אינה משמעותית. לסגסוגות אלו יש בדרך כלל עמידות טובה בפני קורוזיה והן מכונה בדרך כלל סגסוגות אלומיניום עמידות לחלודה.- הסגסוגות העיקריות-המטפלות בחום שאינן-ניתנות לחיזוק עיוות כוללות אלומיניום טהור, סגסוגות מסדרת Al-Mg וסגסוגות מסדרת Al-Mn. דוגמאות כוללות 1060, 1050, 1100 (אלומיניום טהור), 5A02, 5A03, 5A06, 5056, 5456, 5083 (סדרת Al-Mg) ו-3A21 (סדרת Al-Mn).
