ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়ামে অ্যালোয়িং উপাদান

ভূমিকা

মারা কাস্টিং খুব নির্দিষ্ট সীমাবদ্ধতা আরোপ করে: দ্রুত ফিলিং, উচ্চ শীতল হার, পাতলা বিভাগ, এবং প্রবেশ করা গ্যাসের প্রতি চরম সংবেদনশীলতা, অক্সাইড এবং ইন্টারমেটালিক্স.

ডিজাইন ড্রাইভার সাধারণত অন্তর্ভুক্ত: পাতলা প্রাচীর cast ালাইযোগ্যতা, মাত্রিক নির্ভুলতা, স্থির শক্তি, ক্লান্তি কর্মক্ষমতা, জারা প্রতিরোধের, পরিধান প্রতিরোধের এবং তাপ স্থিতিশীলতা.

অ্যালোয়িং গলন/কঠিনকরণ আচরণ এবং চূড়ান্ত মাইক্রোস্ট্রাকচার নির্ধারণ করে, এবং সেইজন্য এই চালকদের প্রত্যেককে আন্ডারপিন করে.

পৃথক উপাদান প্রভাব এবং তাদের মিথস্ক্রিয়া বোঝা ধাতুবিদ্যা শব্দ খাদ পছন্দ জন্য অপরিহার্য.

ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলি বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয় (~2.7 g/cm³ এর নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ সহ একটি হালকা ওজনের ধাতু), যা সহজাতভাবে কম যান্ত্রিক শক্তি প্রদর্শন করে, দরিদ্র castability, এবং সীমিত পরিধান প্রতিরোধের,

এটি স্বয়ংচালিত কাঠামোগত বা কার্যকরী উপাদানগুলির জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে, মহাকাশ, জলবাহী, এবং বৈদ্যুতিন শিল্প.

এই সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে উঠতে, খাদের মাইক্রোস্ট্রাকচারের জন্য কৌশলগতভাবে কী অ্যালোয়িং উপাদানগুলি যোগ করা হয়, ঢালাই আচরণ, এবং পরিষেবা কর্মক্ষমতা.

প্রাথমিক খাদ উপাদান সিলিকন অন্তর্ভুক্ত (এবং), তামা (কিউ), এবং ম্যাগনেসিয়াম (মিলিগ্রাম), যখন লোহা (ফে), ম্যাঙ্গানিজ (এমএন), দস্তা (জেডএন), এবং অন্যান্য ট্রেস উপাদানগুলি নিয়ন্ত্রিত সংযোজন বা অমেধ্য হিসাবে কাজ করে যা প্রক্রিয়াযোগ্যতা এবং বৈশিষ্ট্যগুলিকে সূক্ষ্মভাবে তৈরি করে.

1. প্রাথমিক অ্যালোয়িং উপাদান: মূল কর্মক্ষমতা সংজ্ঞায়িত করা

প্রাথমিক খাদ উপাদান তুলনামূলকভাবে উচ্চ ঘনত্ব যোগ করা হয় (সাধারণত ≥1 wt%) এবং ডাই-কাস্টের মৌলিক শ্রেণীবিভাগ এবং মূল বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য দায়ী অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো.

সিলিকন, তামা, এবং ম্যাগনেসিয়াম সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, যেহেতু তারা সরাসরি castability নিয়ন্ত্রণ করে, শক্তি, এবং জারা প্রতিরোধ - খাদ নির্বাচনের জন্য তিনটি মূল মানদণ্ড.

সিলিকন (এবং): কাস্টেবিলিটির ভিত্তিপ্রস্তর

প্রায় সমস্ত বাণিজ্যিক ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির মধ্যে সিলিকন হল সবচেয়ে প্রধান অ্যালোয়িং উপাদান, 7-18 wt% পর্যন্ত সাধারণ ঘনত্ব সহ.

এর প্রাথমিক ভূমিকা হ'ল গলিত তরলতাকে তীব্রভাবে উন্নত করা এবং দৃঢ়করণ ত্রুটিগুলি হ্রাস করা, এছাড়াও শক্তি অবদান, কঠোরতা, এবং ডাইমেনশনাল স্থায়িত্ব- এটিকে জটিল ঢালাইয়ের জন্য অপরিহার্য করে তোলে, পাতলা প্রাচীরযুক্ত উপাদান.

এটি উচ্চ-চাপ ডাই কাস্টিংয়ের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ (এইচপিডিসি), যেখানে গলিত ধাতুকে অবশ্যই মাইক্রো-গহ্বর পূরণ করতে হবে (প্রাচীর বেধ ≤0.6 মিমি) উচ্চ বেগে (2-5 মি/সেকেন্ড) ঠান্ডা বন্ধ বা মিসরান ছাড়া.

কর্মের প্রক্রিয়া:

• বর্ধিত তরলতা: যদি অ্যালুমিনিয়ামের তরল তাপমাত্রা কমিয়ে দেয় (থেকে 660 বিশুদ্ধ Al-এর জন্য °C থেকে 570-600 °C আল-সি সংকর ধাতুগুলির জন্য) এবং পারমাণবিক বন্ধন শক্তি হ্রাস করে গলিত ধাতুর সান্দ্রতা হ্রাস করে.
  Si-এর স্ফটিককরণের উচ্চ তাপও গলিত অবস্থাকে দীর্ঘায়িত করে, প্রবাহ দৈর্ঘ্য প্রসারিত.
  NADCA পরীক্ষার তথ্য অনুযায়ী, একটি হাইপোইউটেকটিক আল-সি খাদ (7-9 wt% Si, যেমন, A380) এ 380-450 মিমি সর্পিল তরলতা অর্জন করে 720 ° সে,
  যখন একটি কাছাকাছি-ইউটেকটিক খাদ (10.7-12.5 wt% Si, যেমন, A413) 450-520 মিমি পর্যন্ত পৌঁছায়—15-20%-এর উন্নতি—এবং একটি হাইপারইউটেকটিক অ্যালয় (14-16 wt% Si, যেমন, B390) 480-550 মিমি পৌঁছায়.
• দৃঢ়ীকরণ সংকোচন হ্রাস: বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম দৃঢ়ীকরণের সময় ~6.6% ভলিউমেট্রিক সংকোচন প্রদর্শন করে, যা সঙ্কুচিত ছিদ্রতা এবং মাত্রিক বিকৃতি ঘটায়.
  Si একটি ইউটেকটিক গঠনের মাধ্যমে এই সংকোচনকে 4.5-5.5% কমিয়ে দেয় (α-আল + এবং) কাঠামো যা সমানভাবে দৃঢ় হয়.
  Si eutectic স্তরের কাছে যাওয়ার সাথে সাথে (11.7 আল-সি বাইনারি সিস্টেমে wt%), দৃঢ়ীকরণ ব্যবধান (তরল-কঠিন তাপমাত্রার পার্থক্য) তীব্রভাবে সংকুচিত হয় - হাইপোইউটেটিক অ্যালয়গুলির জন্য 40-55 °C থেকে শুধুমাত্র 15 কাছাকাছি-ইউটেকটিক অ্যালোয়ের জন্য °সে (যেমন, A413).
  এই সংকীর্ণ ব্যবধানটি ভঙ্গুর আধা-কঠিন "মিশ্রিত অঞ্চলে খাদ যে সময় ব্যয় করে তা কমিয়ে দেয়,"
  গরম ছিঁড়ে যাওয়া কমানো (গরম স্বল্পতা) প্রবণতা: কাছাকাছি-ইউটেকটিক অ্যালয়গুলির একটি গরম বিদীর্ণ প্রত্যাখ্যান হার রয়েছে <0.3%, নিম্ন Si সহ হাইপোইউটেকটিক অ্যালয়গুলির জন্য 1.5-3.0% এর তুলনায় (যেমন, A356, 6.5–7.5 wt% Si).
• শক্তিশালীকরণ এবং দৃঢ়তা: Si কঠিন ফর্ম, বিচ্ছুরণ-শক্তিশালী কণা (eutectic Si বা প্রাথমিক Si) নরম α-আল ম্যাট্রিক্সে.
  ইউটেক্টিক সি (কঠোরতা ≈ 800 এইচভি) প্লাস্টিকের বিকৃতি প্রতিরোধ করে, যখন প্রাথমিক Si (Hypereutectic alloys মধ্যে গঠিত, কঠোরতা ≈ 1000 এইচভি) উল্লেখযোগ্যভাবে পরিধান প্রতিরোধের উন্নতি.
  Si এছাড়াও স্থিতিস্থাপকতার মডুলাস বৃদ্ধি করে (থেকে 70 বিশুদ্ধ Al-এর জন্য GPa থেকে Al-Si সংকর ধাতুগুলির জন্য 75–80 GPa) এবং তাপ সম্প্রসারণের সহগ কমিয়ে দেয় (সিটিই),
  তাপ সাইক্লিংয়ের অধীনে মাত্রিক স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করা - তাপ সিঙ্ক এবং নির্ভুল আবাসনের মতো উপাদানগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ.

বিষয়বস্তুর প্রভাব এবং ট্রেড-অফ:

• হাইপোইউটেকটিক (Si = 7–11.7 wt%): A380 এর মত ধাতু (7.5-9.5 wt% Si) এবং A360 (9.0-10.0 wt% Si) প্রাথমিক α-Al দানা প্লাস ইউটেকটিক গঠন করে (α-আল + এবং).
  তারা শক্তির ভারসাম্য বজায় রাখে (UTS = 260–380 MPa) এবং নমনীয়তা (প্রসারণ = 2.0-5.0%) কিন্তু কাছাকাছি-ইউটেকটিক অ্যালোয়ের তুলনায় কম তরলতা আছে.
  এগুলি সর্বাধিক ব্যবহৃত ডাই-কাস্ট অ্যালয়, সাধারণ-উদ্দেশ্য কাঠামোগত উপাদানগুলির জন্য উপযুক্ত (যেমন, স্বয়ংচালিত হাউজিংস, বন্ধনী).
• কাছাকাছি-ইউটেকটিক (এবং ≈ 11.7 ডাব্লুটি%): A413 এর মত ধাতু (10.7-12.5 wt% Si) ন্যূনতম প্রাথমিক α-Al আছে, সূক্ষ্ম ইউটেটিক গঠিত মাইক্রোস্ট্রাকচারের অধিকাংশের সাথে.
  তারা সর্বোত্তম তরলতা প্রদর্শন করে, চাপ নিবিড়তা (ফুটো প্রত্যাখ্যান হার <0.5%), এবং গরম ছিঁড়ে যাওয়া প্রতিরোধ—এগুলিকে চাপ ধরে রাখার উপাদানগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে (যেমন, জলবাহী বহুগুণ, ভালভ দেহ) এবং অতি-পাতলা-প্রাচীরযুক্ত অংশ (0.6–0.8 মিমি).
• হাইপারইউটেকটিক (Si = 12-18 wt%): B390 মত ধাতু (14-16 wt% Si) মোটা প্রাথমিক Si কণা প্লাস ইউটেকটিক গঠন করে.
  প্রাথমিক Si কঠোরভাবে পরিধান প্রতিরোধের উন্নতি করে (ইঞ্জিন সিলিন্ডারের জন্য উপযুক্ত, পিস্টন) কিন্তু নমনীয়তা হ্রাস করে (দীর্ঘকরণ <2.0%) এবং প্রাথমিক Si কণার ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম প্রকৃতির কারণে machinability.
  অত্যধিক উচ্চ Si (>18 ডাব্লুটি%) মারাত্মক ভঙ্গুরতা এবং ঢালাই ত্রুটি ঘটায়.

সংক্ষেপে, Si হল অ্যালুমিনিয়ামের জন্য ডাই ঢালাইয়ের "সক্ষমকারী"৷, এটি জটিল উত্পাদন সম্ভব করে তোলে, চাপের নিবিড়তা এবং দৃঢ়তা বাড়ানোর সময় ত্রুটি-মুক্ত উপাদান - কেন আল-সি সংকর ধাতু আধিপত্য বিস্তার করে তা ব্যাখ্যা করে 90%+ বাণিজ্যিক ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যাপ্লিকেশন (NADCA পরিসংখ্যান).

তামা (কিউ): প্রাথমিক শক্তি বৃদ্ধিকারী

0.1-4.0 wt% পর্যন্ত ঘনত্বে ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলিতে তামা যুক্ত করা হয়, প্রাথমিকভাবে কঠিন দ্রবণ শক্তিশালীকরণ এবং বৃষ্টিপাত কঠিনকরণের মাধ্যমে যান্ত্রিক শক্তি এবং কঠোরতা বাড়ানোর জন্য.

এটি উচ্চ লোড-ভারবহন ক্ষমতা প্রয়োজন alloys জন্য মূল উপাদান, যেমন স্বয়ংচালিত কাঠামোগত উপাদান এবং ভারী-শুল্ক বন্ধনী.

ASTM B85 মান অনুযায়ী, Cu বিষয়বস্তু শক্তভাবে শক্তি এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য ভারসাম্য নিয়ন্ত্রণ করা হয়.

কর্মের প্রক্রিয়া:

• কঠিন সমাধান শক্তিশালীকরণ: α-আল ম্যাট্রিক্সে Cu এর উচ্চ দ্রবণীয়তা রয়েছে (পর্যন্ত 5.6 wt% এ 548 ° সে), মুখ-কেন্দ্রিক ঘনকে বিকৃত করা (এফসিসি) অ্যালুমিনিয়ামের জালি.
  এই বিকৃতি প্লাস্টিকের বিকৃতির প্রতিরোধ বাড়ায়, উল্লেখযোগ্যভাবে প্রসার্য শক্তি এবং কঠোরতা বৃদ্ধি.
  উদাহরণস্বরূপ, A380 (আল-Si-3.5Cu) একটি UTS ~324 MPa এবং Brinell কঠোরতা আছে (এইচবি) 80-100 এর মধ্যে, A360 এর জন্য ~310 MPa এবং 75–95 HB এর তুলনায় (আল-Si-0.5Cu) এবং A413 এর জন্য ~290 MPa এবং 70-90 HB (আল-Si-0.05Cu).
• বৃষ্টিপাত কঠোর: তাপ-চিকিত্সাযোগ্য ডাই-কাস্ট অ্যালয়গুলিতে (যেমন, A201, Cu = 4.0–5.0 wt%), T5/T6 তাপ চিকিত্সার সময় Cu সূক্ষ্ম Al₂Cu অবক্ষেপণ তৈরি করে (সমাধান অ্যানিলিং + বার্ধক্য), আরও শক্তি বৃদ্ধি.
  তবে, সবচেয়ে ডাই-কাস্ট অ্যালয় (যেমন, A380, A413) এইচপিডিসি চলাকালীন দ্রুত শীতল হওয়ার কারণে তাপ-চিকিৎসা করা হয় না,
  যা কঠিন দ্রবণে Cu-কে আটকে রাখে-তবুও, শুধুমাত্র কঠিন সমাধান শক্তিশালীকরণ প্রভাব অধিকাংশ উচ্চ-শক্তি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যথেষ্ট.
• উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি: Cu উচ্চ তাপমাত্রায় শক্তি ধারণ উন্নত করে (150–250 ° সে) α-Al ম্যাট্রিক্স স্থিতিশীল করে এবং শস্য বৃদ্ধি রোধ করে,
  মাঝারি তাপের সংস্পর্শে আসা উপাদানগুলির জন্য এটি উপযুক্ত করে তোলে (যেমন, ইঞ্জিন বন্ধনী, নিষ্কাশন সিস্টেম অংশ).

ট্রেড-অফ এবং সীমাবদ্ধতা:

• কম কাস্টবিলিটি: Cu আল-সি সংকর ধাতুগুলির দৃঢ়ীকরণের ব্যবধানকে প্রশস্ত করে—A380 এর রয়েছে a 40 °সে ব্যবধান বনাম. 15 A413-এর জন্য °C - গরম ছিঁড়ে যাওয়ার প্রবণতা এবং সঙ্কোচনের ছিদ্রতা বৃদ্ধি.
  যত্ন সহকারে গেটিং / রাইজিং ডিজাইন, শীতল আবেদন, এবং প্রক্রিয়া প্যারামিটার টিউনিং (যেমন, কম ইনজেকশন গতি, উচ্চ মরণের তাপমাত্রা) এই ত্রুটিগুলি প্রশমিত করা প্রয়োজন.
• মারাত্মকভাবে অবনমিত জারা প্রতিরোধের: Cu অ্যালুমিনিয়াম দিয়ে গ্যালভানিক কোষ গঠন করে (Cu ক্যাথোড হিসেবে কাজ করে, আল একটি anode হিসাবে), আর্দ্র মধ্যে পিটিং ক্ষয় ত্বরান্বিত, লবণাক্ত জল, বা শিল্প পরিবেশ.
  এমনকি ছোট কিউ লেভেল (0.3-0.5 wt%) স্থানীয় জারা প্রচার করতে পারেন, যখন স্তর >1.0 ডাব্লুটি% (যেমন, A380) পৃষ্ঠ চিকিত্সা ছাড়া বহিরঙ্গন বা সামুদ্রিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য খাদ অনুপযুক্ত করুন (অ্যানোডাইজিং, পাউডার লেপ).
  বিপরীতে, কম Cu সঙ্গে alloys (<0.15 ডাব্লুটি%, যেমন, A413, A360) চমৎকার জারা প্রতিরোধের প্রদর্শন, ASTM B117 লবণ স্প্রে পরীক্ষায় A380 এর চেয়ে 3-5 গুণ বেশি পরিষেবা জীবন সহ.
• নমনীয়তা হ্রাস: Cu ভঙ্গুর আন্তঃধাতু পর্যায় গঠন করে (আলকু, Al₅Cu₂Mg₈Si₆) শস্যের সীমানায়, যা স্ট্রেস রাইজার হিসেবে কাজ করে এবং নমনীয়তা কমায়.
  A380 এর প্রসারণ 2.0-3.0%, A413 এর জন্য 3.5-6.0% এবং A360 এর জন্য 3.0-5.0% এর তুলনায়.

সংক্ষেপে, Cu একটি "শক্তি-জারা" ট্রেড-অফ উপাদান: এটি উচ্চ-শক্তির ডাই-কাস্ট উপাদানগুলিকে সক্ষম করে তবে ক্ষয় ঝুঁকি এবং ঢালাই প্রক্রিয়ার সামঞ্জস্যের যত্নশীল বিবেচনার প্রয়োজন.

ম্যাগনেসিয়াম (মিলিগ্রাম): Synergistic শক্তি এবং জারা নিয়ন্ত্রণ

ম্যাগনেসিয়াম 0.05-5.0 wt% পর্যন্ত ঘনত্বে ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যালোয় যোগ করা হয়, এর ভূমিকা বিষয়বস্তুর উপর ভিত্তি করে নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয়.

বেশিরভাগ আল-সি ডাই-কাস্ট অ্যালয়গুলিতে (যেমন, A413, A380), Mg কম রাখা হয় (~0.05–0.1 wt%) castability অগ্রাধিকার, বিশেষ সংকর ধাতুতে থাকাকালীন (যেমন, A360, 518), এটি শক্তি এবং জারা প্রতিরোধের উন্নত করা হয়.

কর্মের প্রক্রিয়া:

• Mg₂Si এর মাধ্যমে বৃষ্টিপাত শক্ত হওয়া: Mg সংকর ধাতুতে Si এর সাথে বিক্রিয়া করে Mg₂Si গঠন করে (কঠোরতা ≈ 450 এইচভি), একটি অত্যন্ত কার্যকরী শক্তিশালীকরণ পর্যায়.
  দৃঢ়ীকরণ বা তাপ চিকিত্সার সময় Mg₂Si ফেজ দ্রুত হয়, ফলন শক্তি এবং পরিধান প্রতিরোধের উন্নতি.
  উদাহরণস্বরূপ, A360 (0.45-0.6 wt% Mg) 160-190 MPa এর ফলন শক্তি রয়েছে (কাস্ট হিসাবে), অপরিবর্তিত A413 এর জন্য 140-160 MPa এর তুলনায়.
  A356 এর মতো তাপ-চিকিত্সাযোগ্য অ্যালয়গুলিতে (0.25-0.45 wt% Mg), T6 তাপ চিকিত্সা Mg₂Si বৃষ্টিপাতকে সর্বাধিক করে, 310-350 MPa পর্যন্ত ফলন শক্তি বৃদ্ধি.
• কঠিন সমাধান শক্তিশালীকরণ (কম এমজি সামগ্রী): কম ঘনত্ব এ (0.05-0.1 wt%), Mg α-Al ম্যাট্রিক্সে দ্রবীভূত হয়, উল্লেখযোগ্যভাবে অবনতি তরলতা ছাড়াই পরিমিত কঠিন সমাধান শক্তিশালীকরণ প্রদান.
  এটি মেশিনিংয়ের সময় চিপ গঠনে সহায়তা করে, কাটিয়া টুলে বিল্ট-আপ প্রান্ত কমিয়ে মেশিনিবিলিটি উন্নত করা.
• বর্ধিত জারা প্রতিরোধের: Mg খাদ পৃষ্ঠের নেটিভ Al₂O₃ প্যাসিভ অক্সাইড ফিল্মকে স্থিতিশীল করে, এটি ঘন এবং আরো অনুগত করে তোলে.
  এটি উল্লেখযোগ্যভাবে বায়ুমণ্ডলীয় জারা প্রতিরোধের উন্নতি করে, মিঠা জল, এবং হালকা নোনা জলের পরিবেশ.
  খাদ 518 (5-6 wt% Mg, আল-এমজি সিস্টেম) যে কোনো সাধারণ ডাই-কাস্ট অ্যালয়ের সেরা জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে, চমৎকার anodizing কর্মক্ষমতা এবং চাপ জারা ক্র্যাকিং প্রতিরোধের সঙ্গে (এসসিসি).
• ওয়ার্ক-হার্ডেনিং ক্ষমতা: Mg অ্যালুমিনিয়ামের কাজ-শক্তকরণের হার বাড়ায়, পোস্ট-কাস্টিং গঠন কার্যক্রমের অনুমতি দেয় (যেমন, নমন, staking) ছোট আকারের প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির জন্য.

ট্রেড-অফ এবং সীমাবদ্ধতা:

• উচ্চ Mg সামগ্রীতে কাস্টবিলিটি হ্রাস: Mg গলিত অ্যালুমিনিয়ামের সান্দ্রতা বাড়ায় এবং দৃঢ়ীকরণ ব্যবধানকে প্রশস্ত করে.
  এর বাইরে ~0.3 wt%, তরলতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়, এবং গরম ছিঁড়ে যাওয়ার প্রবণতা বৃদ্ধি পায়.
  খাদ 518 (5-6 wt% Mg) খুব দুর্বল ডাই-ফিলিং ক্ষমতা আছে, এটিকে পাতলা দেয়ালের এইচপিডিসি অংশগুলির জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে এবং মাধ্যাকর্ষণ ডাই কাস্টিং বা পুরু-প্রাচীরের উপাদানগুলির আধা-সলিড ঢালাইয়ের জন্য এর ব্যবহার সীমাবদ্ধ করে (যেমন, সামুদ্রিক ফিটিং).
• হাইড্রোজেন সংবেদনশীলতা: Mg সহজেই গলে যাওয়া আর্দ্রতার সাথে বিক্রিয়া করে (কাঁচামাল থেকে, চুল্লি সরঞ্জাম, বা ছাঁচ মুক্তি এজেন্ট) Mg গঠন করতে(ওহ)₂ এবং হাইড্রোজেন গ্যাস, ক্রমবর্ধমান porosity.
  কঠোর গলিত degassing (আর্গন বা নাইট্রোজেন ঘূর্ণমান degassing) হাইড্রোজেন কন্টেন্ট কমাতে Mg-ধারণকারী অ্যালোয়ের জন্য প্রয়োজন <0.15 cc/100g Al (ASTM E259).
• জারণ সংবেদনশীলতা: উচ্চ তাপমাত্রায় Mg দ্রুত অক্সিডাইজ করে, একটি আলগা MgO স্কেল তৈরি করে যা গলে যাওয়াকে দূষিত করে এবং ঢালাই ত্রুটি ঘটায়.
  গলিত Mg-যুক্ত ধাতুগুলির জন্য প্রতিরক্ষামূলক প্রবাহ বা নিষ্ক্রিয় গ্যাসের প্রয়োজন হয় (আর্গন) অক্সিডেশন প্রতিরোধ কভারেজ.

2. সেকেন্ডারি অ্যালোয়িং এলিমেন্ট: মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং প্রক্রিয়াযোগ্যতা নিয়ন্ত্রণ করা

সেকেন্ডারি অ্যালোয়িং উপাদানগুলি কম ঘনত্বে যোগ করা হয় (0.1-1.5 wt%) এবং অমেধ্যগুলির ক্ষতিকারক প্রভাবগুলি প্রশমিত করতে "মাইক্রোস্ট্রাকচার মডিফায়ার" হিসাবে কাজ করে (যেমন, ফে), শস্য পরিমার্জন, ছাঁচ আটকানো প্রতিরোধ, এবং সূক্ষ্ম সুর বৈশিষ্ট্য.

আয়রন, ম্যাঙ্গানিজ, এবং টাইটানিয়াম সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, তাদের ভূমিকা ঘনিষ্ঠভাবে পরস্পর নির্ভরশীল সঙ্গে.

আয়রন (ফে): ছাঁচ মুক্তির জন্য একটি "প্রয়োজনীয় অশুচিতা"

লোহাকে সাধারণত অ্যালুমিনিয়াম ধাতুতে একটি অপবিত্রতা হিসাবে বিবেচনা করা হয়, কিন্তু ডাই ঢালাই মধ্যে, এটি ইচ্ছাকৃতভাবে 0.6-1.2 wt% এ নিয়ন্ত্রিত হয় (NADCA সুপারিশ অনুযায়ী) ছাঁচ আটকানো প্রতিরোধ করতে (সোল্ডারিং),

এইচপিডিসিতে একটি জটিল সমস্যা যেখানে গলিত অ্যালুমিনিয়াম ইস্পাত ছাঁচের পৃষ্ঠে লেগে থাকে, পৃষ্ঠের ত্রুটি সৃষ্টি করে (যেমন, গ্যালিং) এবং ছাঁচ জীবন হ্রাস.

ফে ছাড়া, গলিত অ্যালুমিনিয়াম ইস্পাত ছাঁচে ঝালাই হবে, বৃহৎ আকারের উৎপাদন অসম্ভাব্য করে তোলে.

কর্মের প্রক্রিয়া:

• ছাঁচ স্টিকিং প্রতিরোধ: Fe একটি পাতলা গঠন করে, অনুগত Fe-Al ইন্টারমেটালিক স্তর (প্রাথমিকভাবে FeAl₃) ছাঁচ-অ্যালুমিনিয়াম ইন্টারফেসে, আনুগত্য একটি বাধা হিসাবে কাজ.
  এই স্তরটি ইস্পাতের গলিত অ্যালুমিনিয়ামের আর্দ্রতা হ্রাস করে, সোল্ডারিং প্রতিরোধ করা এবং কম-Fe অ্যালোয়ের তুলনায় ছাঁচের আয়ু 15-20% বৃদ্ধি করা (<0.5 ডাব্লুটি%).
• হট টিয়ারিং কমানো: Fe আল-সি সংকর ধাতুগুলির ইউটেটিক তাপমাত্রাকে কিছুটা হ্রাস করে, দৃঢ়ীকরণের ব্যবধানকে সংকুচিত করা এবং গরম ছিঁড়ে যাওয়ার প্রবণতা হ্রাস করা - Si-এর প্রভাবের পরিপূরক.
• মাত্রিক স্থিতিশীলতা উন্নত করা: নিয়ন্ত্রিত Fe বিষয়বস্তু (0.8-1.0 wt%) দৃঢ়করণের সময় শস্য বৃদ্ধি হ্রাস করে, মাত্রিক স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি এবং তাপ সাইক্লিং বিকৃতি হ্রাস.

ক্ষতিকারক প্রভাব এবং প্রশমন:

• ভঙ্গুর আন্তঃধাতু গঠন: কঠিন অ্যালুমিনিয়ামে Fe এর প্রায় শূন্য দ্রবণীয়তা রয়েছে এবং এটি শক্ত আকার ধারণ করে, অ্যাসিকুলার β-Al₉Fe₂Si₂ ইন্টারমেটালিক্স (কঠোরতা ≈ 900 এইচভি) মাইক্রোস্ট্রাকচারে.
  এই সূঁচের মত কণা ক্র্যাক ইনিশিয়েটর হিসাবে কাজ করে, তীব্রভাবে নমনীয়তা এবং দৃঢ়তা-অতিরিক্ত Fe (>1.2 ডাব্লুটি%) দ্বারা প্রসারিত হ্রাস করতে পারেন 50% বা আরও বেশি এবং পরিষেবাতে ভঙ্গুর ফাটল সৃষ্টি করে.
• শক্তি হ্রাস: এর বাইরে ~0.5 wt%, Fe মোটা আন্তঃধাতু তৈরি করে প্রসার্য শক্তি কমাতে শুরু করে যা α-Al ম্যাট্রিক্সকে ব্যাহত করে.
  উদাহরণস্বরূপ, সঙ্গে একটি আল-সি খাদ 1.5 wt% Fe এর সাথে একই খাদের চেয়ে UTS 10-15% কম 0.8 wt% Fe.
• Mn/Cr এর মাধ্যমে প্রশমন: ম্যাঙ্গানিজ যোগ করা হচ্ছে (এমএন) বা ক্রোমিয়াম (সিআর) অ্যাসিকুলার β-Al₉Fe₂Si₂ ইন্টারমেটালিক্সকে কম্প্যাক্টে পরিবর্তন করে,
  চীনা-লিপি আকৃতির α-AlFeMnSi বা α-AlFeCrSi আন্তঃধাতু, যা নমনীয়তা এবং বলিষ্ঠতার জন্য কম ক্ষতিকর.
  সর্বোত্তম Mn/Fe অনুপাত হল 0.5-0.8: Mn/Fe <0.5 অসম্পূর্ণ পরিবর্তন ফলাফল, যখন Mn/Fe >0.8 মোটা Al₆Mn ইন্টারমেটালিক্স গঠন করে যা নমনীয়তা হ্রাস করে.

ম্যাঙ্গানিজ (এমএন): ফে-রিচ ইন্টারমেটালিক্স পরিবর্তন করা

ম্যাঙ্গানিজ 0.1-0.5 wt% এর ঘনত্বে প্রায় সমস্ত ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যালোতে যোগ করা হয়, ফে এর ক্ষতিকর প্রভাবগুলিকে নিরপেক্ষ করার জন্য এর একমাত্র প্রাথমিক ভূমিকা.

Cu বা Mg এর বিপরীতে, Mn উল্লেখযোগ্যভাবে castability বা জারা প্রতিরোধের পরিবর্তন করে না, এটিকে ন্যূনতম ট্রেড-অফ সহ একটি "উপকারী সংশোধক" তৈরি করে.

কর্মের প্রক্রিয়া:

• ফে-ফেজ পরিবর্তন: Mn গললে Fe এবং Si এর সাথে বিক্রিয়া করে α-AlFeMnSi আন্তঃধাতু তৈরি করে, যার একটি কমপ্যাক্ট আছে, অ-অ্যাকিকুলার অঙ্গসংস্থানবিদ্যা (চীনা-লিপি বা গ্লোবুলার) ভঙ্গুর অ্যাসিকুলার β-Al₉Fe₂Si₂ এর তুলনায়.
  এই পরিবর্তন স্ট্রেস ঘনত্ব হ্রাস করে এবং ফাটল বিস্তার রোধ করে, 20-30% দ্বারা নমনীয়তা এবং দৃঢ়তা উন্নত করা.
  উদাহরণস্বরূপ, A413 এ (Fe ≤1.5 wt%, Mn ≤0.5 wt%), Mn β-AlFeSi কে α-AlFeMnSi তে পরিবর্তন করে, 1.5-2.5% থেকে বৃদ্ধি (অপরিবর্তিত) থেকে 3.5-6.0% (পরিবর্তিত).
• বিনয়ী কঠিন সমাধান শক্তিশালীকরণ: Mn α-Al ম্যাট্রিক্সে সামান্য দ্রবীভূত হয় (দ্রবণীয়তা ≈ 1.8 wt% এ 658 ° সে), উল্লেখযোগ্য নমনীয়তা ক্ষতি ছাড়াই পরিমিত কঠিন সমাধান শক্তিশালীকরণ প্রদান.
  এটি অপরিবর্তিত সংকর ধাতুগুলির তুলনায় 5-10% দ্বারা প্রসার্য শক্তি বৃদ্ধি করে.
• শস্য পরিশোধন: Mn কম ঘনত্বে সূক্ষ্ম Al₆Mn ইন্টারমেটালিক্স গঠন করে, যা α-Al শস্যের জন্য ভিন্নধর্মী নিউক্লিয়েশন সাইট হিসাবে কাজ করে, মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিমার্জন এবং সম্পত্তি অভিন্নতা উন্নত.

বিষয়বস্তু নিয়ন্ত্রণ: Mn কঠোরভাবে ≤0.5 wt% এর মধ্যে সীমাবদ্ধ (হাঁপানি বি 85) কারণ অতিরিক্ত Mn মোটা Al₆Mn ইন্টারমেটালিক্স গঠন করে, যা স্ট্রেস রাইজার হিসেবে কাজ করে এবং নমনীয়তা কমায়.

ঘনত্ব <0.1 wt% সম্পূর্ণরূপে Fe-সমৃদ্ধ ইন্টারমেটালিক্স সংশোধন করার জন্য অপর্যাপ্ত, β-Al₉Fe₂If2.

টাইটানিয়াম (এর): শস্য পরিশোধন

টাইটানিয়াম 0.1-0.2 wt% এর ঘনত্বে ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যালোয় যোগ করা হয়, মাইক্রোস্ট্রাকচার অভিন্নতা উন্নত করার জন্য প্রাথমিকভাবে একটি শস্য পরিশোধক হিসাবে, গরম ছিঁড়ে যাওয়া কমানো, এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত.

এটি প্রায়ই বোরনের সাথে সংমিশ্রণে ব্যবহৃত হয় (খ) আরো কার্যকরী পরিমার্জনের জন্য.

কর্মের প্রক্রিয়া:

• ভিন্নধর্মী নিউক্লিয়েশন: Ti Al-এর সাথে বিক্রিয়া করে TiAl₃ কণা তৈরি করে, যার α-Al-এর মতো একটি স্ফটিক গঠন রয়েছে (এফসিসি) এবং দৃঢ়করণের সময় α-Al দানাগুলির জন্য নিউক্লিয়েশন সাইট হিসাবে কাজ করে.
  এটি α-Al শস্যের আকারকে 200-300 μm থেকে পরিমার্জন করে (অপরিশোধিত) 50-100 μm পর্যন্ত (The-পরিমার্জিত), প্রসার্য শক্তি 10-15% এবং প্রসারণ 20-30% দ্বারা উন্নত করা.
• হট টিয়ারিং কমানো: ভাল, টিআই পরিশোধন দ্বারা গঠিত ইকুইক্সড দানাগুলি শক্ত করার সময় প্রসার্য চাপকে আরও সমানভাবে বিতরণ করে,
  40-50% দ্বারা গরম ছিঁড়ে যাওয়ার প্রবণতা হ্রাস করা - বিশেষত প্রশস্ত দৃঢ়তা ব্যবধান সহ হাইপোইউটেকটিক অ্যালয়গুলির জন্য উপকারী (যেমন, A356).
• সম্পত্তি অভিন্নতা উন্নতি: পরিশোধিত শস্য মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বিভাজন হ্রাস করে, কাস্ট উপাদান জুড়ে সামঞ্জস্যপূর্ণ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য নিশ্চিত করা—নির্ভুল উপাদানগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ (যেমন, বৈদ্যুতিন হাউজিংস, জলবাহী ভালভ).

বোরনের সাথে সিনারজিস্টিক প্রভাব (খ): বোরন যোগ করা হচ্ছে (0.005-0.01 wt%) Ti এর সাথে TiB₂ কণা গঠন করে, যেগুলো TiAl₃ এর চেয়ে বেশি স্থিতিশীল এবং কার্যকর নিউক্লিয়েশন সাইট.

Al-5Ti-1B মাস্টার খাদ ব্যাপকভাবে শিল্পে ব্যবহৃত হয়, কম Ti ঘনত্বের জন্য অনুমতি দেয় (0.1 wt% Ti + 0.02 wt% বি) হিসাবে একই পরিশোধন প্রভাব অর্জন 0.2 wt% Ti একা.

3. অন্যান্য ট্রেস উপাদান: ফাইন-টিউনিং বৈশিষ্ট্য এবং প্রক্রিয়াযোগ্যতা

ট্রেস উপাদান (ঘনত্বে যোগ করা হয়েছে ≤0.5 wt%) নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য বা প্রক্রিয়াযোগ্যতা সূক্ষ্ম-টিউন করতে ব্যবহৃত হয়, প্রতিটি উপাদান একটি বিশেষ ভূমিকা পরিবেশন সঙ্গে.

নিকেল (মধ্যে), ক্রোমিয়াম (সিআর), স্ট্রন্টিয়াম (Sr), সীসা (পিবি), এবং বিসমাথ (দ্বি) সবচেয়ে সাধারণ.

নিকেল (মধ্যে) এবং ক্রোমিয়াম (সিআর): উচ্চ-তাপমাত্রা স্থায়িত্ব

• নিকেল (মধ্যে, ≤0.5 wt%): Ni উচ্চ-তাপমাত্রা কঠোরতা উন্নত করে, ক্রিপ প্রতিরোধের, এবং হার্ড ইন্টারমেটালিক ফেজ গঠন করে প্রতিরোধ পরিধান (আল₃নি, আলনিসি).
  এটি CTE কমিয়ে দেয়, উন্নত তাপমাত্রায় মাত্রিক স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করা (200–300 ° C।).
  B390 মত ধাতু (14-16 wt% Si + 0.5 wt% এর) উচ্চ তাপের জন্য ব্যবহৃত হয়, পরিধান-প্রতিরোধী উপাদান (যেমন, ইঞ্জিন সিলিন্ডার, পিস্টন হাতা).
  তবে, Ni সামান্য ঘনত্ব বাড়ায় এবং নমনীয়তা হ্রাস করে, তাই এটি শুধুমাত্র তখনই যোগ করা হয় যখন উচ্চ-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা গুরুত্বপূর্ণ.
• ক্রোমিয়াম (সিআর, 0.1-0.5 wt%): Cr উচ্চ তাপমাত্রায় শস্য বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ করে, উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি ধরে রাখার উন্নতি.
  এটি Mn এর মতই Fe-সমৃদ্ধ আন্তঃধাতুকেও সংশোধন করে, ভঙ্গুরতা হ্রাস. সিনারজিস্টিক উচ্চ-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতার জন্য প্রায়ই নি-এর সংমিশ্রণে Cr ব্যবহার করা হয়.

স্ট্রন্টিয়াম (Sr): ইউটেকটিক সি মডিফিকেশন

Sr ট্রেস ঘনত্ব যোগ করা হয় (0.015-0.03 wt%) আল-সি সংকর ধাতুগুলিতে ইউটেকটিক সি-এর রূপবিদ্যা পরিবর্তন করতে.

অপরিবর্তিত সংকর ধাতুগুলিতে, eutectic Si মোটা হিসাবে বৃদ্ধি, অ্যাসিকুলার কণা যা নমনীয়তা কমায়-Sr এগুলোকে সূক্ষ্মে রূপান্তর করে, তন্তুযুক্ত কণা, দ্বিগুণ প্রসারণ (যেমন, A413 এর জন্য 1.5-2.5% থেকে 3.5-6.0%).

দীর্ঘ অধ্যবসায়ের কারণে Sr হল HPDC-এর জন্য শিল্প মান সংশোধক (পর্যন্ত 60 মিনিট) এবং দ্রুত ঢালাই চক্রের সাথে সামঞ্জস্য.

তবে, এটি ফসফরাস দ্বারা বিষাক্ত হয় (পি >0.001 ডাব্লুটি%), যা AlP কণা গঠন করে যা Si পরিবর্তনকে অস্বীকার করে- কার্যকর Sr পরিবর্তনের জন্য কঠোর P নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন.

সীসা (পিবি) এবং বিসমাথ (দ্বি): ফ্রি মেশিনিং

Pb এবং Bi 0.1-0.3 wt% এর ঘনত্বে যোগ করা হয় যাতে নিম্ন-গলনা-বিন্দু পর্যায়গুলি গঠন করে যন্ত্রের উন্নতি হয় (পিবি: 327 ° সে, দ্বি: 271 ° সে) শস্যের সীমানায়.

এই পর্যায়গুলি "চিপ ব্রেকার" হিসাবে কাজ করে,কাটিং ফোর্স এবং টুল পরিধান হ্রাস.

তবে, তারা খাদকে অ-ঢালাইযোগ্য করে তোলে এবং নমনীয়তা হ্রাস করে, তাই তারা শুধুমাত্র উচ্চ machinability প্রয়োজন উপাদান ব্যবহার করা হয় (যেমন, থ্রেডেড ফাস্টেনার, যথার্থ গিয়ার্স).

4. Castability এবং যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা উপর সম্মিলিত প্রভাব

একটি ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম খাদের কর্মক্ষমতা একা পৃথক উপাদান দ্বারা নির্ধারিত হয় না, কিন্তু তাদের সমন্বয়বাদী এবং বিরোধী মিথস্ক্রিয়া দ্বারা.

খাদ নকশা লক্ষ্য castability ভারসাম্য হয় (তরলতা, গরম টিয়ার প্রতিরোধের) এবং যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা (শক্তি, নমনীয়তা, কঠোরতা) আবেদনের প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে.

মূল উপাদান মিথস্ক্রিয়া এবং তাদের ব্যবহারিক ফলাফল

সিলিকন × ম্যাগনেসিয়াম (Si-Mg)

• ধাতব মিথস্ক্রিয়া: Mg Si এর সাথে একত্রিত হয়ে Mg₂Si তৈরি করে দ্রবণ তাপ চিকিত্সা এবং বার্ধক্যের পরে.
  সি-এর উপস্থিতিও নিয়ন্ত্রণ করে কতটা Mg কঠিন দ্রবণে থাকে বনাম দৃঢ়করণের সময় আন্তঃধাতুতে বিভক্ত.
• Castability প্রভাব: নিয়ার-ইউটেকটিক সি তরলতা উন্নত করে এবং হিমায়িত পরিসীমা কমায়, পাতলা প্রাচীর ভরাট সুবিধা.
  পরিমিত মাত্রার বাইরে Mg বৃদ্ধি তরলতা হ্রাস করে এবং কার্যকর হিমায়িত ব্যবধানকে প্রশস্ত করে, হট-টিয়ার ঝুঁকি বৃদ্ধি.
• যান্ত্রিক বাণিজ্য বন্ধ: এবং + Mg তাপ-চিকিত্সাযোগ্য শক্তি সক্ষম করে (Mg₂Si এর মাধ্যমে) যুক্তিসঙ্গত কঠোরতা এবং তাপ স্থিতিশীলতা বজায় রাখার সময়.
  সর্বোত্তম কম্প্রোমাইজ হল নিয়ন্ত্রিত এমজি সহ একটি কাছাকাছি-ইউটেকটিক সি যা কাস্টেবিলিটি এবং পোস্ট-কাস্ট শক্তিশালীকরণ উভয়কেই অনুমতি দেয়।.

সিলিকন × কপার (এবং-সহ)

• ধাতব মিথস্ক্রিয়া: সঙ্গে precipitates (আল-কিউ পর্যায়) বার্ধক্যের সময় গঠন করে এবং শক্তি বৃদ্ধি করে তবে সি-সমৃদ্ধ ইউটেটিক কাঠামো থেকে স্বাধীনভাবে কাজ করে.
• Castability প্রভাব: Cu উল্লেখযোগ্যভাবে তরলতা উন্নত করে না; অত্যধিক কিউ গরম-স্বল্পতা এবং আন্তঃগ্রানাউলার ক্র্যাকিংয়ের প্রবণতা বাড়াতে পারে যদি দৃঢ়করণের পথ জটিল হয়ে যায়.
• যান্ত্রিক বাণিজ্য বন্ধ: Cu UTS এবং উচ্চ-তাপমাত্রা ধারণে শক্তিশালী বৃদ্ধি প্রদান করে, কিন্তু মোটা ইউটেটিক কাঠামোর সাথে মিলিত হলে জারা সংবেদনশীলতার শাস্তি এবং কখনও কখনও নমনীয়তা হ্রাস পায়.

কপার × ম্যাগনেসিয়াম (Cu-Mg)

• ধাতব মিথস্ক্রিয়া: উভয়ই পৃথক বর্ষণ রসায়নের মাধ্যমে কিছু আল-সি-কিউ-এমজি সংকর ধাতুগুলিতে বয়স-শক্তকরণে অবদান রাখে; দ্রুত জনসংখ্যার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া অতিরিক্ত বয়সের আচরণকে প্রভাবিত করতে পারে.
• কর্মক্ষমতা প্রভাব: পরিমিত Cu এবং Mg এর সংমিশ্রণ শক্তি এবং দৃঢ়তার জন্য একটি বিস্তৃত টিউনিং পরিসীমা দেয় কিন্তু তাপ-চিকিত্সা নিয়ন্ত্রণের চাহিদা বাড়ায় এবং পৃষ্ঠের ফিনিস খারাপ হলে মাইক্রোগ্যালভানিক ক্ষয়কে উচ্চারণ করতে পারে.

আয়রন × ম্যাঙ্গানিজ / ক্রোমিয়াম (Fe-Mn/Cr)

• ধাতব মিথস্ক্রিয়া: Fe শক্ত আল-ফে-সি আন্তঃধাতু তৈরি করে যা ভঙ্গুর.
  Mn এবং Cr অ্যাসিকুলার/নিডল β-ফেজগুলিকে আরও কমপ্যাক্টে রূপান্তর করে, "চীনা-লিপি" বা গ্লোবুলার রূপবিদ্যা যা অনেক কম ক্ষতিকর.
• Castability এবং যান্ত্রিক প্রভাব: Mn/Cr পরিবর্তনের সাথে নিয়ন্ত্রিত Fe ইন্টারমেটালিক্সে ক্র্যাকিং সূচনা হ্রাস করে, তরলতার উপর নগণ্য নেতিবাচক প্রভাব সহ কঠোরতা এবং ক্লান্তি জীবন উন্নত করা.
  এটি একটি ক্লাসিক 'ক্ষতি নিয়ন্ত্রণ' কৌশল যখন স্ক্র্যাপ বা প্রক্রিয়া সীমাবদ্ধতা অনিবার্য Fe চালু করে.

Hypereutectic Si, নিকেল এবং পরিধান/উচ্চ-তাপমাত্রার সংযোজন

• ধাতব মিথস্ক্রিয়া: উচ্চ Si কন্টেন্ট প্রাথমিক Si কণা তৈরি করে. Ni এবং কিছু Mo/Cr সংযোজন উচ্চ তাপমাত্রায় ইন্টারমেটালিক নেটওয়ার্ককে স্থিতিশীল করে.
• ট্রেড-অফ: এই সংমিশ্রণগুলি চমৎকার পরিধান এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা দেয় তবে নাটকীয়ভাবে নমনীয়তা হ্রাস করে এবং মেশিনিং এবং ডাই ফিলিংকে জটিল করে তোলে. পরিধান প্রতিরোধের বা তাপ লতা শক্তি প্রাধান্য যখন শুধুমাত্র ব্যবহার করুন.

জিংক মিথস্ক্রিয়া

• ধাতব মিথস্ক্রিয়া: অল্প পরিমাণে Zn শক্তি সামান্য বাড়াতে পারে; উচ্চ স্তরে এটি দৃঢ়ীকরণ পরিসরকে প্রসারিত করে এবং গরম-টিয়ার সংবেদনশীলতা বৃদ্ধি করে.
• ব্যবহারিক নোট: কাস্টবিলিটি সমস্যা এড়াতে Zn সাধারণত ডাই-কাস্ট আল-এর নিম্ন স্তরে সীমাবদ্ধ থাকে.

সাধারণ খাদ কর্মক্ষমতা তুলনা (এইচপিডিসি, কাস্ট হিসাবে):

5. জারা প্রতিরোধের এবং তাপ স্থিতিশীলতা

খাদ সংমিশ্রণ হল ক্ষয় প্রতিরোধের একটি প্রাথমিক নির্ধারক এবং উচ্চ-তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা - কঠোর পরিবেশ বা দীর্ঘায়িত তাপের সংস্পর্শে আসা উপাদানগুলির জন্য দুটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য.

মূল উপাদান স্বতন্ত্র প্রয়োগ, প্রায়ই এই কর্মক্ষমতা মেট্রিক্স উপর প্রভাব বিরোধী, খাদ নকশা সময় যত্নশীল ভারসাম্য প্রয়োজন.

জারা প্রতিরোধের

• সঙ্গে ক্ষতিকর হয়: কিউ হল প্রাথমিক উপাদান যা জারা প্রতিরোধের হ্রাস করে, যেহেতু এটি আল দিয়ে গ্যালভানিক কোষ গঠন করে.
  Cu সহ ধাতু >1.0 ডাব্লুটি% (যেমন, A380) পিটিং ক্ষয় এড়াতে পৃষ্ঠ চিকিত্সা প্রয়োজন.
  নিম্ন-Cu সংকর ধাতু (<0.15 ডাব্লুটি%, যেমন, A413, A360) চমৎকার জারা প্রতিরোধের প্রদর্শন, বহিরঙ্গন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তাদের উপযুক্ত করে তোলে.
• এমজি উপকারী: Mg Al₂O₃ প্যাসিভ ফিল্মকে স্থিতিশীল করে, জারা প্রতিরোধের উন্নতি.
  খাদ 518 (উচ্চ Mg) সবচেয়ে জারা-প্রতিরোধী সাধারণ ডাই-কাস্ট খাদ, সামুদ্রিক এবং বহিরঙ্গন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত যেখানে আর্দ্রতা বা নোনা জলের এক্সপোজার অনিবার্য.
• Si হল নিরপেক্ষ থেকে উপকারী: Si ~12 wt% পর্যন্ত একটি আরও স্থিতিশীল অক্সাইড ফিল্ম গঠন করে জারা প্রতিরোধের উন্নতি করে. Hypereutectic Si (>12 ডাব্লুটি%) মোটা প্রাথমিক Si কণার কারণে জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা সামান্য কমাতে পারে, যা ক্ষয় স্থান হিসেবে কাজ করে.
• Mn হল নিরপেক্ষ: Mn এর ক্ষয়ের উপর সামান্য প্রত্যক্ষ প্রভাব আছে কিন্তু অভিন্নতা উন্নত করে, অকাল ব্যর্থতা হতে পারে যে স্থানীয় জারা দাগ হ্রাস.

ASTM B117 লবণ স্প্রে পরীক্ষা এই প্রবণতা নিশ্চিত করে: A413 এর পরে কোন উল্লেখযোগ্য পিটিং দেখায় না 1000 ঘন্টা, যখন A380 পরে গুরুতর পিটিং প্রদর্শন করে 200 ঘন্টা - জারা কর্মক্ষমতা মধ্যে Cu বিষয়বস্তুর সমালোচনামূলক ভূমিকা হাইলাইট.

তাপীয় স্থিতিশীলতা

• উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি: কিউ এবং এন নি রেস্টথ এবং 150-300 °সে উন্নতি করে.
  নি-যুক্ত ধাতু (যেমন, B390) উচ্চ তাপ উপাদান জন্য ব্যবহৃত হয়, যেহেতু তারা উচ্চ তাপমাত্রায় দীর্ঘায়িত এক্সপোজারের মধ্যেও কঠোরতা এবং শক্তি বজায় রাখে.
  Cr শস্য বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ করে উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি ধরে রাখতে সহায়তা করে.
• মাত্রিক স্থায়িত্ব: Si এবং Ni/Cr CTE হ্রাস করে, তাপ সাইক্লিংয়ের অধীনে মাত্রিক স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করা.
  উচ্চ-Si সংকর ধাতু (যেমন, A413, B390) 21.0–22.5 × 10⁻⁶ /°C এর CTE আছে, লো-সি সংকর ধাতুগুলির জন্য 22.0–23.5 × 10⁻⁶ /°C এর তুলনায় (যেমন, 518)—তাপমাত্রার ওঠানামার অধীনে আকৃতি বজায় রাখতে হবে এমন নির্ভুল উপাদানগুলির জন্য তাদের আদর্শ করে তোলে.
• ক্রিপ প্রতিরোধের: Ni এবং Cr ক্রীপ প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করে (উচ্চ তাপমাত্রায় দীর্ঘমেয়াদী চাপের অধীনে বিকৃতি), ইঞ্জিনের উপাদান এবং হাইড্রোলিক ভালভের জন্য গুরুত্বপূর্ণ যা ধ্রুবক লোড এবং তাপের অধীনে কাজ করে.

6. খাদ সিস্টেম: আল-সি, আল-এমজি, এবং এর বাইরে

বাণিজ্যিক ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলি তিনটি প্রাথমিক সিস্টেমে পড়ে, ভারসাম্যপূর্ণ কাস্টবিলিটি এবং কর্মক্ষমতার কারণে আল-সি সিস্টেমের প্রাধান্য রয়েছে.

প্রতিটি সিস্টেম নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের প্রয়োজন অনুসারে তৈরি করা হয়েছে, মূল কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা মোকাবেলা করার জন্য অপ্টিমাইজ করা খাদ রচনা সহ.

আল-সি সিস্টেম (300 এবং 400 সিরিজ)

এই সিস্টেম ওভার জন্য অ্যাকাউন্ট 90% ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যাপ্লিকেশন, 6-18 wt% Si এবং বিভিন্ন Cu/Mg ঘনত্ব ধারণকারী খাদ সহ.

মূল উপশ্রেণিগুলি তাদের সি বিষয়বস্তু দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয় ইউটেকটিক পয়েন্টের সাথে সম্পর্কিত (11.7 ডাব্লুটি%):

• হাইপোইউটেকটিক (300 সিরিজ): A380, A360, A383, A384 (Si=7–11.7 wt%).
  এই মিশ্রণগুলি castability এবং শক্তির ভারসাম্য বজায় রাখে, সাধারণ-উদ্দেশ্য কাঠামোগত উপাদানগুলির জন্য উপযুক্ত (যেমন, স্বয়ংচালিত হাউজিংস, বন্ধনী) যেখানে প্রক্রিয়াযোগ্যতা এবং কর্মক্ষমতা উভয়ই প্রয়োজন.
• কাছাকাছি-ইউটেকটিক (400 সিরিজ): A413 (Si=10.7–12.5 wt%).
  এই মিশ্রণগুলি সর্বোত্তম তরলতা এবং চাপের নিবিড়তা প্রদর্শন করে, পাতলা প্রাচীরের জন্য আদর্শ, লিক-গুরুত্বপূর্ণ উপাদান (যেমন, জলবাহী বহুগুণ, ভালভ দেহ).
• হাইপারইউটেকটিক (বি সিরিজ): B390 (Si=14–16 wt%).
  মোটা প্রাথমিক Si কণার কারণে এই খাদগুলি উচ্চ পরিধান প্রতিরোধের প্রস্তাব করে, ইঞ্জিন সিলিন্ডার এবং পিস্টনের জন্য উপযুক্ত যেখানে পরিধান একটি প্রাথমিক উদ্বেগের বিষয়.

আল-এমজি সিস্টেম

প্রধানত খাদ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব 518 (আল-5% মিগ্রা), এই সিস্টেমে উল্লেখযোগ্য Si বা Cu এর অভাব রয়েছে.

এটি যেকোন সাধারণ ডাই-কাস্ট অ্যালয়ের সর্বোত্তম জারা প্রতিরোধ এবং নমনীয়তা প্রদর্শন করে তবে এটির খুব কম castability আছে (কম তরলতা, উচ্চ গরম ছিঁড়ে যাওয়ার প্রবণতা).

ফলস্বরূপ, এটি মাধ্যাকর্ষণ ডাই ঢালাই বা ঘন প্রাচীরের আধা-কঠিন ঢালাইয়ের মধ্যে সীমাবদ্ধ, জারা-সংবেদনশীল উপাদান (যেমন, সামুদ্রিক ফিটিং, স্থাপত্য অংশ) যেখানে জারা প্রতিরোধকে castability উপর অগ্রাধিকার দেওয়া হয়.

আল-জেডএন সিস্টেম

এই সিস্টেমে কোন বহুল ব্যবহৃত ডাই-কাস্ট অ্যালয় নেই, Zn-প্রধান খাদ হিসাবে (7xxx সিরিজ) সাধারণত তৈরি করা হয় (না ডাই-কাস্ট).

Zn শুধুমাত্র একটি গৌণ সংযোজন হিসাবে উপস্থিত হয় (0.5–3.0 ডাব্লুটি%) ডাই-কাস্ট অ্যালয়গুলিতে (যেমন, ADC12/A383) machinability এবং মাঝারি শক্তি উন্নত, কিন্তু উচ্চ Zn গরম ক্র্যাকিংকে উৎসাহিত করে এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা কমায়- এটির ব্যবহার কুলুঙ্গি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সীমাবদ্ধ করে.

7. বিভিন্ন ডাই-কাস্টিং প্রক্রিয়ার উপর প্রভাব

খাদ নির্বাচন ডাই-কাস্টিং প্রক্রিয়ার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে আবদ্ধ, যেহেতু প্রতিটি প্রক্রিয়ার তরলতার জন্য স্বতন্ত্র প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, দৃ ification ়করণ হার, এবং প্রতিক্রিয়াশীলতা গলে.

প্রক্রিয়ার সাথে খাদ মেলানো সর্বোত্তম ঢালাই গুণমান এবং উপাদান কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করে.

উচ্চ-চাপ ডাই কাস্টিং (এইচপিডিসি)

এইচপিডিসি দ্রুত ছাঁচ ভর্তি প্রয়োজন (2-5 মি/সেকেন্ড) পাতলা বিভাগের (≤1.0 মিমি), চমত্কার তরলতা এবং সংকীর্ণ দৃঢ়ীকরণ ব্যবধান সহ উচ্চ-সি সংকর ধাতুগুলির পক্ষে.

মূল খাদ A380 অন্তর্ভুক্ত, A383, A384 (hypoeutectic Si) এবং A413 (কাছাকাছি-ইউটেকটিক সি).

এই সংকর ধাতুগুলি জটিলভাবে দ্রুত মারা যায় এবং কম গরম ছিঁড়ে যাওয়ার প্রবণতা থাকে, জটিল উপাদানগুলির উচ্চ-ভলিউম উত্পাদনের জন্য তাদের উপযুক্ত করে তোলে.

নিম্ন-Cu সংকর ধাতু (A360, A413) ছাঁচ স্টিকিং একটি উদ্বেগ যখন ব্যবহার করা হয়, যখন Mg-সমৃদ্ধ ধাতু (518) দুর্বল তরলতার কারণে সাধারণত HPDC-এর জন্য অনুপযুক্ত.

লো-প্রেশার এবং গ্র্যাভিটি ডাই কাস্টিং

এই প্রক্রিয়াগুলি ধীর ভরাট করার অনুমতি দেয় (0.1-0.5 মি/সেকেন্ড) এবং পুরু বিভাগ (3–10 মিমি), কম তরলতা কিন্তু ভাল পরিষেবা বৈশিষ্ট্য সঙ্গে খাদ ব্যবহার অনুমতি.

A360 এর মত ধাতু (সুষম শক্তি/জারা) এবং 518 (চমৎকার জারা/নমনীয়তা) এখানে ব্যবহার করা হয়, যেহেতু ধীর ভরাট অশান্তি এবং ছিদ্রতা হ্রাস করে — উপাদানের গুণমান উন্নত করে.

মৃদু দৃঢ়ীকরণ Mg-সমৃদ্ধ ধাতুগুলিতে গরম ছিঁড়ে যাওয়াকেও কম করে, তাদের প্রযোজ্যতা প্রসারিত.

আধা-সলিড ডাই কাস্টিং

এই প্রক্রিয়াটি একটি আধা-কঠিন স্লারি ব্যবহার করে (50-60% কঠিন) ছাঁচ পূরণ করতে, সূক্ষ্ম microstructures সঙ্গে alloys পক্ষপাতী (যেমন, A356, A360) যে সহজে thixocast হতে পারে.

শস্য পরিশোধক (আপনি/বি) প্রায়ই স্লারি অভিন্নতা উন্নত করতে ব্যবহৃত হয়, যখন Mg এবং Cu শক্তি এবং প্রক্রিয়াযোগ্যতার ভারসাম্য বজায় রাখতে নিয়ন্ত্রিত হয় - এই প্রক্রিয়াটিকে উচ্চ-নির্ভুলতার জন্য উপযুক্ত করে তোলে, উচ্চ-শক্তি উপাদান.

8. উপসংহার

অ্যালোয়িং উপাদানগুলি ডাই-কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় পারফরম্যান্সের ভিত্তি, মাইক্রোস্ট্রাকচার বিবর্তন নিয়ন্ত্রণ করে, ঢালাই প্রক্রিয়াযোগ্যতা, এবং সেবা বৈশিষ্ট্য.

তাদের ভূমিকা স্পষ্ট ধাতুবিদ্যা প্রক্রিয়া এবং পরস্পর নির্ভরতা দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়: Si castability এবং চাপ নিবিড়তা সক্ষম করে, কিউ জারা প্রতিরোধের খরচে শক্তি বাড়ায়, Mg শক্তি এবং জারা প্রতিরোধের ভারসাম্য বজায় রাখে, Fe ছাঁচ আটকানো প্রতিরোধ করে (Mn প্রশমন সহ), এবং ট্রেস উপাদান সূক্ষ্ম সুর নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য.

সফল সংকর ধাতু নির্বাচন এবং নকশার চাবিকাঠি হল প্রয়োগ এবং ঢালাই প্রক্রিয়ার নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য এই উপাদানগুলির সমন্বয়বাদী এবং বিরোধী প্রভাবগুলির ভারসাম্য বজায় রাখা।.

জটিল জন্য, চাপ-আঁট উপাদান, কাছাকাছি-ইউটেকটিক আল-সি সংকর ধাতু (যেমন, A413) আদর্শ; উচ্চ-শক্তির কাঠামোগত অংশগুলির জন্য, হাইপোইউটেকটিক আল-সি-কিউ সংকর ধাতু (যেমন, A380) পছন্দ করা হয়; ক্ষয়-সংবেদনশীল উপাদানগুলির জন্য, কম-কিউ আল-সি-এমজি বা আল-এমজি সংকর ধাতু (যেমন, A360, 518) নির্বাচিত হয়.

লাইটওয়েট উত্পাদন হিসাবে, বৈদ্যুতিক যানবাহন, এবং নির্ভুলতা ডাই ঢালাই অগ্রিম, অ্যালোয়িং এলিমেন্ট ডিজাইন বিকশিত হতে থাকবে—নিম্ন-Cu-তে ফোকাস সহ, কম-অশুদ্ধতা, এবং বিরল আর্থ-পরিবর্তিত সংকর ধাতু যা উন্নত স্থায়িত্ব প্রদান করে, জারা প্রতিরোধের, এবং উচ্চ-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা.