1. Yoriqlar paydo bo'lishiga yordam beruvchi makroskopik omillar
1.1 Yarim uzluksiz quyish jarayonida sovutish suvi to'g'ridan-to'g'ri ingot yuzasiga püskürtülür, bu esa quyma ichida keskin harorat gradientini yaratadi. Bu turli hududlar o'rtasida notekis qisqarishga olib keladi, bu o'zaro cheklovni keltirib chiqaradi va termal stresslarni keltirib chiqaradi. Muayyan kuchlanish maydonlarida bu stresslar ingotning yorilishiga olib kelishi mumkin.
1.2 Sanoat ishlab chiqarishida quyma yorilish ko'pincha dastlabki quyish bosqichida sodir bo'ladi yoki keyinchalik sovutish paytida tarqaladigan va butun quyma bo'ylab tarqaladigan mikro yoriqlar sifatida paydo bo'ladi. Yorilishga qo'shimcha ravishda, quyishning dastlabki bosqichida sovuq yopilish, burilish va osilish kabi boshqa nuqsonlar ham paydo bo'lishi mumkin, bu butun quyish jarayonida muhim bosqichdir.
1.3 To'g'ridan-to'g'ri chill quyishning issiq yorilishga moyilligi kimyoviy tarkibi, asosiy qotishma qo'shimchalari va ishlatiladigan donni qayta ishlash vositalarining miqdori bilan sezilarli darajada ta'sir qiladi.
1.4 Qotishmalarning issiq yorilish sezgirligi, asosan, bo'shliqlar va yoriqlar paydo bo'lishiga olib keladigan ichki kuchlanishlarga bog'liq. Ularning shakllanishi va taqsimlanishi qotishma elementlari, eritmaning metallurgiya sifati va yarim uzluksiz quyish parametrlari bilan belgilanadi. Xususan, 7xxx seriyali alyuminiy qotishmalarining yirik o‘lchamli ingotlari ko‘plab qotishma elementlar, keng qotib qolish diapazonlari, yuqori quyish kuchlanishlari, qotishma elementlarning oksidlanish segregatsiyasi, nisbatan past metallurgiya sifati va xona haroratida past shakllanuvchanligi tufayli issiq yorilishlarga ayniqsa moyil bo‘ladi.
1.5 Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, elektromagnit maydonlar va qotishma elementlar (jumladan, donni qayta ishlovchilar, asosiy qotishma elementlar va mikroelementlar) 7xxx seriyali yarim uzluksiz quyma qotishmalarning mikro tuzilishi va issiq yorilish sezgirligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.
1.6 Bundan tashqari, 7050 alyuminiy qotishmasining murakkab tarkibi va oson oksidlanadigan elementlarning mavjudligi tufayli eritma ko'proq vodorodni o'zlashtirishga intiladi. Bu oksidli qo'shimchalar bilan birgalikda gaz va inklyuziyalarning birga bo'lishiga olib keladi, natijada eritmada vodorod miqdori yuqori bo'ladi. Vodorod tarkibi tekshirish natijalariga, sinish harakati va qayta ishlangan ingot materiallarining charchoq ko'rsatkichlariga ta'sir qiluvchi asosiy omilga aylandi. Shuning uchun eritmada vodorod mavjudligi mexanizmiga asoslanib, yuqori darajada tozalangan qotishma eritmasini olish uchun eritmadan vodorod va boshqa qo'shimchalarni olib tashlash uchun adsorbsion muhit va filtrlash-tozalash uskunasidan foydalanish kerak.
2. Yoriqlar paydo bo'lishining mikroskopik sabablari
2.1 Ingotning issiq yorilishi, birinchi navbatda, qattiqlashuvning qisqarish tezligi, oziqlanish tezligi va shilimshiq zonaning kritik o'lchami bilan belgilanadi. Agar shilimshiq zonaning kattaligi tanqidiy chegaradan oshsa, issiq yorilish paydo bo'ladi.
2.2 Umuman olganda, qotishmalarning qattiqlashuv jarayoni bir necha bosqichlarga bo'linishi mumkin: ommaviy oziqlantirish, interdendritik oziqlantirish, dendritni ajratish va dendrit ko'prigi.
2.3 Dendritlarni ajratish bosqichida dendrit qo'llari yanada zichroq o'raladi va suyuqlik oqimi sirt tarangligi bilan cheklanadi. Shilliq zonaning o'tkazuvchanligi pasayadi va etarli darajada qattiqlashuvning qisqarishi va termal stress mikrog'ovaklikka yoki hatto issiq yoriqlarga olib kelishi mumkin.
2.4 Dendritlar ko'prigi bosqichida uchlik o'tish joylarida faqat oz miqdorda suyuqlik qoladi. Ushbu nuqtada, yarim qattiq material sezilarli kuch va plastisiyaga ega va qattiq holatdagi o'rmalanish qattiqlashuvning qisqarishi va termal stressni qoplaydigan yagona mexanizmdir. Ushbu ikki bosqich qisqarish bo'shliqlari yoki issiq yoriqlar hosil qilish ehtimoli yuqori.
3. Yoriq hosil qilish mexanizmlari asosida yuqori sifatli plita quymalarini tayyorlash
3.1 Katta o'lchamli plita ingotlari ko'pincha sirt yoriqlari, ichki g'ovaklik va qo'shimchalarni ko'rsatadi, bu esa qotishma qotib qolganda mexanik harakatga jiddiy ta'sir qiladi.
3.2 Qattiqlashuv vaqtida qotishmaning mexanik xususiyatlari ko'p jihatdan ichki tuzilish xususiyatlariga, jumladan, don hajmi, vodorod miqdori va inklyuziya darajasiga bog'liq.
3.3 Dendritik tuzilmalarga ega alyuminiy qotishmalari uchun ikkilamchi dendrit qo'l oralig'i (SDAS) ham mexanik xususiyatlarga, ham qotib qolish jarayoniga sezilarli ta'sir qiladi. Yupqa SDAS g'ovaklikning erta shakllanishiga va yuqori porozlik fraktsiyalariga olib keladi, bu esa issiq yorilish uchun muhim stressni kamaytiradi.
3.4 Interdendritik qisqarish bo'shliqlari va qo'shimchalar kabi nuqsonlar qattiq skeletning mustahkamligini sezilarli darajada zaiflashtiradi va issiq yorilish uchun zarur bo'lgan tanqidiy stressni sezilarli darajada kamaytiradi.
3.5 Don morfologiyasi issiq yorilish harakatlariga ta'sir qiluvchi yana bir muhim mikrostruktura omilidir. Donalar ustunli dendritlardan globulyar teng o'qli donalarga o'tganda, qotishma pastroq qattiqlik harorati va yaxshilangan interdendritik suyuqlik o'tkazuvchanligini namoyish etadi, bu esa teshiklarning o'sishini bostiradi. Bundan tashqari, mayda donalar kattaroq deformatsiyalar va deformatsiyalar tezligini o'z ichiga olishi va yoriqlar tarqalishining yanada murakkab yo'llarini taqdim etishi mumkin, bu esa umumiy issiq yorilish tendentsiyasini kamaytiradi.
3.6 Amaliy ishlab chiqarishda eritmani qayta ishlash va quyish texnikasini optimallashtirish, masalan, inklyuziya va vodorod tarkibini, shuningdek, don tuzilishini qat'iy nazorat qilish - plitalar ingotlarining issiq yorilishga ichki qarshiligini oshirishi mumkin. Optimallashtirilgan asbob-uskunalarni loyihalash va qayta ishlash usullari bilan birgalikda ushbu chora-tadbirlar yuqori rentabellikga ega, keng ko'lamli, yuqori sifatli plitalar ingotlarini ishlab chiqarishga olib kelishi mumkin.
4. Quymaning donini tozalash
7050 alyuminiy qotishmasi asosan ikki turdagi donni qayta ishlovchilardan foydalanadi: Al-5Ti-1B va Al-3Ti-0.15C. Ushbu qayta ishlovchilarning in-line qo'llanilishi bo'yicha qiyosiy tadqiqotlar shuni ko'rsatadi:
4.1 Al-5Ti-1B bilan tozalangan quymalar sezilarli darajada kichikroq don o'lchamlarini va ingot chetidan markazga bir xil o'tishni namoyish etadi. Dag'al donli qatlam yupqaroq va umumiy donni tozalash effekti ingot bo'ylab kuchliroqdir.
4.2 Oldindan Al-3Ti-0,15C bilan tozalangan xom ashyolardan foydalanilganda, Al-5Ti-1B ning donni tozalash effekti kamayadi. Bundan tashqari, Al-Ti-B qo'shimchasini ma'lum bir nuqtadan tashqari oshirish donning tozalanishini mutanosib ravishda oshirmaydi. Shuning uchun, Al-Ti-B qo'shimchalari 2 kg / t dan oshmasligi kerak.
4.3 Al-3Ti-0,15C bilan tozalangan quymalar asosan mayda, sharsimon teng o'qli donalardan iborat. Donning o'lchami plitaning kengligi bo'ylab nisbatan bir xil. 3-4 kg/t Al-3Ti-0,15C qo'shilishi mahsulot sifatini barqarorlashtirishda samarali hisoblanadi.
4.4 Shunisi e'tiborga loyiqki, Al-5Ti-1B 7050 qotishmasida qo'llanilganda, TiB₂ zarralari tez sovutish sharoitida ingot yuzasida oksid plyonkasi tomon ajraladi va shlak shakllanishiga olib keladigan klasterlarni hosil qiladi. Quyma qotib qolganda, bu klasterlar ichkariga qisqarib, yivsimon burmalarni hosil qiladi va eritmaning sirt tarangligini o'zgartiradi. Bu eritmaning viskozitesini oshiradi va suyuqlikni pasaytiradi, bu esa o'z navbatida qolipning tagida va ingotning keng va tor yuzlarining burchaklarida yoriqlar paydo bo'lishiga yordam beradi. Bu yorilish tendentsiyasini sezilarli darajada oshiradi va ingot hosildorligiga salbiy ta'sir qiladi.
4.5 7050 qotishmasining hosil bo'lish xususiyatini, shunga o'xshash mahalliy va xalqaro quymalarning don tuzilishini va yakuniy qayta ishlangan mahsulotlarning sifatini hisobga olgan holda, Al-3Ti-0,15C 7050 qotishmasini quyish uchun in-line donni qayta ishlovchi sifatida afzallik beriladi - agar aniq shartlar boshqacha talab qilmasa.
5. Al-3Ti-0.15C ning donni tozalash harakati
5.1 Donni qayta ishlovchi 720 °C da qo'shilsa, donalar, asosan, ba'zi bir pastki tuzilmalarga ega bo'lgan teng o'qli tuzilmalardan iborat bo'lib, o'lchamlari bo'yicha eng yaxshi hisoblanadi.
5.2 Agar erituvchini qo'shgandan keyin (masalan, 10 daqiqadan ko'proq) eritma juda uzoq vaqt ushlab turilsa, dag'al dendritik o'sish hukmronlik qiladi, natijada qo'pol donalar paydo bo'ladi.
5.3 Donni qayta ishlovchining qo'shilgan miqdori 0,010% dan 0,015% gacha bo'lsa, nozik tenglashtirilgan donalar olinadi.
5.4 7050 qotishmasining sanoat jarayoniga asoslanib, donni tozalashning maqbul shartlari quyidagilardir: qo'shilish harorati 720 ° C atrofida, qo'shilishdan so'nggi qotishgacha bo'lgan vaqt 20 minut ichida nazorat qilinadi va qayta ishlovchi miqdori taxminan 0,01-0,015% (3-4 kg / t Al-3Ti-0,15C).
5.5 Quyma o'lchamidagi o'zgarishlarga qaramay, eritma chiqqandan so'ng, in-line tizim, chuqurlik va qolip orqali donni qayta ishlovchini qo'shishdan yakuniy qotib qolishgacha bo'lgan umumiy vaqt odatda 15-20 minutni tashkil qiladi.
5.6 Sanoat sharoitida 0,01% Ti miqdoridan ortiq donni qayta ishlash miqdorini oshirish donni tozalashni sezilarli darajada yaxshilamaydi. Buning o'rniga, ortiqcha qo'shilish Ti va C boyitishiga olib keladi, moddiy nuqsonlar ehtimolini oshiradi.
5.7 Turli nuqtalarda - degazsiz kirish, gazsizlantirish va quyma novda sinovlari don o'lchamidagi minimal farqlarni ko'rsatadi. Shu bilan birga, to'g'ridan-to'g'ri quyma chuqurga filtrlashsiz to'g'ridan-to'g'ri qo'shilishi qayta ishlangan materiallarni ultratovush tekshiruvi paytida nuqsonlar xavfini oshiradi.
5.8 Donni bir xil tozalashni ta'minlash va qayta ishlovchining to'planishiga yo'l qo'ymaslik uchun, degazatsiya tizimining kirish qismiga donni tozalash vositasi qo'shilishi kerak.
Yuborilgan vaqt: 2025-yil-16-iyul
