تأثير شروط عملية الصب والمجانسة لسبائك الألمنيوم 6xxx على البنية المجهرية والقساوة الميكروية واستجابتها للتقسية بالتعتيق الصناعي

الملخص

إن نسب العناصر الكيميائية الموجودة في السبيكة هي المؤثر الرئيسي في بنيتها، حيث تعد البنية المجهرية أهم العوامل المؤثرة على الخواص الميكانيكية النهائية لسبائك الألمنيوم. وتم في هذا البحث صب عينات من سبائك الألمنيوم بطريقة التبريد المباشر باستخدام قالب أسطواني من الحديد الإنشائي ST37 صُب ضمنه الألمنيوم المصهور، وقد استخدم سكراب من سبائك الألمنيوم 6xxx معلومة التركيب الكيميائي، وتمت عمليات الصب وفق ثلاث حالات:   -  الحالة (1): القالب بارد ومطلي بطبقة من الزيت الصناعي.

                            -  الحالة (2): القالب مسخن مسبقاً للدرجة  قبل عملية الصب.

-  الحالة (3): القالب مسخن مسبقاً للدرجة  قبل عملية الصب.

                     حيث تم في المرحلة الأولى: تنفيذ عمليات الصب للحالات الثلاث السابقة، ومن ثم تحضير عينات من المصبوبات الثلاثة لإجراء التحليل الكيميائي باستخدام مطياف الكتلة حيث أظهرت العينة الأولى احتوائها على السيلكون0.61% والمغنيزيوم %0.53 و الحديد 0.53% والنحاس 0.234% والكروم 0.35%، واحتوت العينة الثانية على المغنيزيوم 0.6% و السيلكون 0.51% والحديد% 0.22، فيما احتوت العينة الثالثة على نسبة قليلة جداً من المغنيزيوم أقل من 0.1% و نسبة السيلكون 0.53% و نسبة من المنغنيز%0.338 و الكروم 0.153%.

وتم الكشف على البنية المجهرية لها باستخدام المجهر الضوئي حيث تبين احتوائها على الطور بين المعدني الشبيه بالإبري غير المستقر   وراسب سيليكات المغنيزيوم ، وعند قياس القساوة الميكروية لهذه العينات لحالة الصب تراوحت قيم القساوة للحالة الأولى 67HV وللحالة الثانية 68HV وللحالة الثالثة 69HV.

وفي المرحلة الثانية: تم تنفيذ عمليات معالجة حرارية بالمجانسة من أجل الحصول على بنية متجانسة بشكل أفضل، حيث تم إخضاع العينات للتسخين للدرجة  والإبقاء لمدة 6h  وبعدها تم التبريد بالماء لدرجة حرارة الغرفة، وعند الكشف على البنية المجهرية باستخدام المجهر الضوئي ظهر تحول جزء من الأطوار بين المعدنية إلى أطوار أكثر استقراراً  لها وارتفعت قيم القساوة الميكروية للحالة الأولى HV96 و للحالة الثانية  90HV  و للحالة الثالثة 102HV.

وفي المرحلة الثالثة: فمن أجل التحقق من استجابة العينات بعد المعالجة بالمجانسة للتقسية بالتعتيق الصناعي تم إخضاعها لتجربة تقسية بالتعتيق بالدرجة  والإبقاء لمدة 6h   وبعدها تركت لتبرد لدرجة حرارة الغرفة بدون أي وسيط تبريد وبعد ذلك تم الكشف على البنية المجهرية لها باستخدام المجهر الضوئي وتراوحت قيم القساوة الميكروية للحالة الأولى HV72 و للحالة الثانية  76HV و للحالة الثالثة64HV.