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Aleaciones de aluminio y aluminio - Tratamiento térmico de aluminio y aleaciones de aluminio

  • Autor:Edith
  • Fuente:www.xy-global.com
  • Suelte el:2018-06-19
Recocido

El recocido se aplica a ambos grados para promover el ablandamiento. Los tratamientos térmicos de recocido completos y parciales son los únicos utilizados para las aleaciones no tratables térmicamente. La excepción son las aleaciones de la serie 5000 que a veces reciben un tratamiento de estabilización a baja temperatura y esto lo lleva a cabo el productor.

El recocido se lleva a cabo en el rango 300-410 ° C dependiendo de la aleación. Los tiempos de calentamiento a temperatura varían de 0.5 a 3 horas, dependiendo del tamaño de la carga y el tipo de aleación. Generalmente, el tiempo no necesita ser más largo que el requerido para estabilizar la carga a la temperatura. La velocidad de enfriamiento después del recocido no es crítica.

Cuando las partes hayan sido tratadas con calor por disolución, se deberá mantener una velocidad de enfriamiento máxima de 20 ° C por hora hasta que la temperatura se reduzca a 290 ° C. Por debajo de esta temperatura, la velocidad de enfriamiento no es importante.

Solución Tratamiento térmico

Esto es aplicable a las aleaciones tratables térmicamente e implica un proceso de tratamiento térmico mediante el cual los constituyentes de aleación se toman en solución y se retienen mediante enfriamiento rápido. El posterior tratamiento térmico a las temperaturas de la torre, es decir, el envejecimiento o el envejecimiento natural a temperatura ambiente, permite una precipitación controlada de los constituyentes, consiguiendo así una mayor dureza y resistencia.

El tiempo a la temperatura para el tratamiento de la solución depende del tipo de aleación y la carga del horno. Se debe permitir un tiempo suficiente para llevar las aleaciones a la solución si se van a obtener propiedades óptimas.

La temperatura de tratamiento de la solución es fundamental para el éxito del procedimiento. Es deseable que el tratamiento térmico de solución se lleve a cabo lo más cerca posible de la temperatura del líquido para obtener la solución máxima de los constituyentes. La temperatura precisa del horno y la variación de temperatura especial deben controlarse dentro de un rango de ± 5 ° C para la mayoría de las aleaciones. Se debe evitar el sobrecalentamiento, es decir, exceder las temperaturas iniciales de fusión eutéctica. A menudo, las primeras etapas de sobrecalentamiento no son aparentes, pero darán como resultado un deterioro de las propiedades mecánicas.

El tratamiento térmico de la solución adecuada de las aleaciones de aluminio requiere un conocimiento experto de la aleación tratada más la planta de tratamiento térmico correcta.

Temple

Esta es una operación crítica y debe llevarse a cabo con límites precisos para obtener resultados óptimos. El objetivo del enfriamiento es garantizar que los componentes disueltos permanezcan en solución hasta la temperatura ambiente.

La velocidad de enfriamiento es importante y el resultado puede verse afectado por un retraso excesivo en la transferencia del trabajo al enfriamiento. La latitud para el retraso depende de la sección y varía de 5 a 15 segundos para elementos de espesor que varían de 0.4 mm a 12.7 mm. Generalmente, la precipitación muy rápida de los constituyentes comienza a alrededor de 450 ° C para la mayoría de las aleaciones y no se debe permitir que el trabajo caiga por debajo de esta temperatura antes del enfriamiento rápido.

Otro factor a considerar en el enfriamiento es la carga de trabajo y la capacidad del quenchant para extraer el calor a un ritmo suficiente para lograr los resultados deseados.

El medio de enfriamiento habitual es agua a temperatura ambiente. En algunas circunstancias, es deseable un enfriamiento lento, ya que mejora la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión de ciertas aleaciones de Al-Zn-Mg exentas de cobre.

Las partes de formas complejas tales como forjados, piezas fundidas, extrusiones de impacto y componentes producidos a partir de chapa metálica se pueden templar a velocidades de enfriamiento más lentas para mejorar las características de distorsión.

Por lo tanto, se debe considerar un compromiso para lograr un equilibrio de propiedades en algunos casos. Los quenchants utilizados en aplicaciones de enfriamiento más lento incluyen agua calentada a 65-80 ° C, agua hirviendo, soluciones acuosas de polialcaleno glicol o explosión de aire forzado.

Endurecimiento de la edad

Después del tratamiento de solución y enfriamiento, el endurecimiento se logra a temperatura ambiente (envejecimiento natural) o con un tratamiento térmico de precipitación (envejecimiento artificial). En algunas aleaciones, se produce suficiente precipitación en pocos días a temperatura ambiente para producir productos estables con propiedades adecuadas para muchas aplicaciones. Estas aleaciones a veces son tratadas térmicamente por precipitación para proporcionar mayor resistencia y dureza en aleaciones forjadas y fundidas. Otras aleaciones con reacciones de precipitación lenta a temperatura ambiente siempre son tratadas con calor por precipitación antes de ser utilizadas.En algunas aleaciones, especialmente las de la serie 2xxx, el trabajo en frío de materiales recién enfriados aumenta enormemente su respuesta al tratamiento de precipitación posterior. Los molinos aprovechan este fenómeno aplicando una cantidad controlada de laminación (chapa y placa) o estiramiento (extrusión, barra y chapa) para producir propiedades mecánicas superiores. Sin embargo, si se usan las propiedades superiores en el diseño, se debe evitar el tratamiento de recalentamiento.

Cuando se lleva a cabo el envejecimiento natural, el tiempo puede variar desde alrededor de 5 días para las aleaciones de la serie 2xxx hasta alrededor de 30 días para otras aleaciones. Las aleaciones de la serie 6xxx y 7xxx son considerablemente menos estables a temperatura ambiente y continúan exhibiendo cambios en las propiedades mecánicas durante muchos años. Con algunas aleaciones, el envejecimiento natural puede suprimirse o retrasarse durante varios días por refrigeración a -18 ° C o menos. Es una práctica común completar la formación, enderezar y acuñar antes de que el envejecimiento cambie las propiedades del material de manera apreciable. La práctica convencional permite la refrigeración de las aleaciones 2014 - remaches T4 para mantener buenas características de conducción.

Los tratamientos artificiales de envejecimiento o precipitación son procesos de larga duración a baja temperatura. Las temperaturas oscilan entre 115-200 ° C y tiempos de 5-48 horas. Al igual que con el tratamiento de solución, el control preciso de la temperatura y la variación espacial de las temperaturas son fundamentales para el proceso y, en general, las temperaturas deben mantenerse en un rango de ± 7 ° C.

El cambio de los parámetros tiempo-temperatura para el tratamiento de la precipitación debería recibir una consideración cuidadosa. Las partículas más grandes o los precipitados resultan de tiempos más largos y temperaturas más altas. El objetivo es seleccionar el ciclo que produce el tamaño de precipitado y el patrón de distribución óptimos. Desafortunadamente, el ciclo requerido para maximizar una propiedad, como la resistencia a la tracción, generalmente es diferente de la requerida para maximizar otras, como el límite elástico y la resistencia a la corrosión. En consecuencia, los ciclos utilizados representan compromisos que proporcionan la mejor combinación de propiedades.