. Hệ hợp kim Al-Mg-Si Cu
Chơng iv: thực nghiệm
4.1 Chế tạo hợp kim nghiên cứu. 4.1.1 Sơ đồ chế tạo mẫu hợp kim nghiên cứu. 4.1.1 Sơ đồ chế tạo mẫu hợp kim nghiên cứu.
Hình 21. Sơ đồ chế tạo hợp kim nghiên cứu.
Al, Mg, Cu, Si, Ti nguyên chất
Phân tích thành phần hóa học Hợp kim trung gian
Al-Mg, Al-Si, Al-Cu, Al-Ti…
Cơ nhiệt luyện nhiệt độ cao
Hợp kim nghiên cứu Hệ 6061, Họ Al-Mg-Si
ủ đồng đều hóa
Hợp kim nghiên cứu (6061) thuộc hệ Al – Mg – Si, thờng đợc sử dụng để sản xuất các loại vành xe đạp cung cấp cho ngành công nghiệp sản xuất xe đạp.
Thành phần hoá học của hợp kim 6061 đợc nêu trong bảng 5. Từ thành phần hoá học của hợp kim 6061 cho thấy: đây là hợp kim nhôm biến dạng hoá bền bằng nhiệt luyện, cơ tính thuộc loại trung bình nhng tính gia công biến dạng và tính hàn cao hơn so với các hợp kim nhôm biến dạng khác.
Bảng 5. Thành phần hoá học của hợp kim 6061.
Trong hệ Al – Mg – Si, Mg và Si đều có khả năng hoà tan vào nhôm cả ở trạng thái lỏng và trạng thái rắn. Độ hoà tan của Mg và Si trong dung dịch rắn của nhôm ở các nhiệt độ nêu ở bảng 6.
Nhiệt độ (0C) 450 400 300 200 150
Hàm lợng Mg(%) 17,4 11,5 6,6 3,5 2,95
Nhiệt độ (0C) 577 500 400 300 250
Hàm lợng Si(%) 1,65 0,8 0,3 0,1 0,05
Bảng 6. Độ hoà tan của Mg và Si trong nhôm.
Từ các số liệu trong bảng 6 cho thấy Si hoà tan rất ít trong nhôm ở nhiệt độ thờng, ngoài lợng Si hoà tan trong dung dịch rắn còn có một lợng Si tự do tiết ra ở dạng rất nhỏ mịn.
So với Si, khả năng hoà tan Mg vào nhôm còn cao hơn nhiều. Giữa Mg và Si có thể tạo thành hợp chất hoá học Mg2Si khi tỷ lệ khối lợng giữa Mg và Si bằng 1,73. Độ hoà tan Mg2Si trong dung dịch rắn nền nhôm tăng khi nhiệt độ
Trần Trọng Nghĩa Vật Liệu Học & Nhiệt Luyện. Hợp kim Thành phần hoá học % 6061 Cu Si Fe Mn Mg Zn Cr Ti 0,15-0,4 0,4-0,8 <0,7 <0,15 0,8-1,2 0,25 0,04-0,35 <0,015 58
tăng, do đó khi tôi sẽ tạo ra dung dịch rắn quá bão hoà và khi hoá già tiếp theo sẽ xảy ra sự phân huỷ dung dịch rắn quá bão hoà với hiệu ứng hoá bền do tiết pha biến cứng phân tán.
Phần lớn các hợp kim hệ Al – Mg – Si đều có thành phần sao cho tỷ lệ khối lợng giữa Mg và Si đạt giá trị là 1,73.
Theo giản đồ pha hệ Al – Mg – Si (hình 22) thì họ hợp kim Al – Mg – Si ở nhiệt độ thờng có thể có tổ chức: dung dịch rắn α của Si và Mg hoà tan trong nhôm: α + Mg2Si hoặc α + Mg2Si + Si khi cố tình cho hàm lợng Si tăng để nâng cao độ bền.
Hình 22. Giản đồ pha hệ Al-Mg2Si.
4.1.2 Công nghệ nấu luyện hợp kim 6061.
Công nghệ chế tạo hợp kim tuân theo các quy trình nêu trên hình 21.
Nh vậy các công đoạn quan trọng nhất phải xét đến khi chế tạo hợp kim để nghiên cứu là: nấu luyện, đúc, ủ khuyếch tán, gia công biến dạng, nhiệt luyện.