Բովանդակության աղյուսակ
Ցույց տալ
1. Ներածություն
Ձուլված ալյումինը և չուգունը արդյունաբերության մեջ ամենաշատ օգտագործվող ձուլման նյութերից երկուսն են.
Երկուսն էլ առաջարկում են բարդ ցանցաձև բաղադրիչներ արտադրելու ուղիներ, բայց դրանք սկզբունքորեն տարբերվում են խտությամբ, թանձրություն, ուժի ռեժիմներ, Mal երմային պահվածք, Ձուլման մեթոդներ, կոռոզիոն դիմադրություն և կյանքի ցիկլի արժեքը.
Նրանց միջև ընտրությունը փոխզիջում է քաշի միջև, թանձրություն, Հագուստի դիմադրություն, մեքենայություններ, ծախսերը և գործառնական միջավայրը.
Այս հոդվածը համեմատում է երկուսը տեխնիկական առանցքներով և տրամադրում է գործող տվյալներ և ընտրության ուղեցույց.
2. Ինչ է ձուլված ալյումինը?
Cast ալյումին վերաբերում է բաղադրիչներին, որոնք արտադրվում են հալած ալյումինի լցնելով (կամ ալյումինե խառնուրդ) կաղապարի մեջ և թույլ տալով, որ այն ամրանա վերջնական կամ մոտ վերջնական երկրաչափության մեջ.
Քանի որ ալյումինը համեմատաբար ցածր հալման կետ ունի, լավ հեղուկություն լեգիրված տեսքով, և ցածր խտություն, ձուլածո ալյումինը նախընտրելի ընտրություն է, որտեղ բարդ երկրաչափություն է, Թեթեւ քաշ, ջերմային հաղորդունակությունը կամ կոռոզիոն դիմադրությունը կարևոր են.
Ալյումինի ձուլման ուղիները ներառում են բարձր ճնշման ձուլում, ցածր ճնշման և ձգողականության մշտական կաղապարի ձուլում, Ավազի ձուլում, և ներդրումներ (կորցրած մոմ) ձուլման; յուրաքանչյուր երթուղի տալիս է պատերի հաստության տարբեր սահմաններ, Մակերեւույթի ավարտը, չափերի ճշգրտությունը և մեխանիկական հատկությունները.
Հատկություններ
- Թեթեւակի: խտություն ≈ 2.6– 2,8 գ/սմ³ (սովորաբար 2.70 գ / սմ).
- Ցածր առաձգական մոդուլ: Յանգի մոդուլը ≈ 69-72 ԳՊա (≈ 69 GPa բնորոշ).
- Լավ ջերմային հաղորդունակություն: համաձուլվածքները տարբեր են, բայց հաճախ 100– 200 W·m-1·K-1; մաքուր ալյումինը ~237 W·m-1·K-1 է.
- Լավ կոռոզիոն դիմադրություն: ձեւավորում է կայուն օքսիդ թաղանթ; վարքագիծը բարելավվել է անոդացման կամ ծածկույթների միջոցով.
- Ճկուն կոտրվածքի վարքագիծը: շատ ձուլված Al համաձուլվածքներ ողջամտորեն ճկուն են (Կախված խառնուրդից եւ ջերմային բուժումից).
- Հեշտությամբ մշակված: համեմատաբար ցածր կտրող ուժ և լավ մշակելիություն շատ համաձուլվածքների համար.
- Վերամշակելի: ալյումինը շատ վերամշակելի է, համեմատաբար ցածր էներգիայով, որը վերաձուլվում է առաջնային արտադրության համեմատ.
Ընդհանուր ալյումինե համաձուլվածքներ (տիպիկ դերասանական ընտանիքներ)
| Ալյումինե ընտանիք (բնորոշ անուն) | Ներկայացուցչական գնահատականներ / ֆիրմային անվանումներ | Հիմնական համաձուլվածքների տարրեր (wt%) | He երմամեկուսելի? | Բնորոշ ծրագրեր |
| Ալ - այո (Ընդհանուր նպատակ) | A356 / AlSi7 | Եվ ≈ 6–8; Mg ≈ 0,2–0,5 | Հաճախ (T6 հասանելի է) | Կառուցվածքային տներ, Պոմպային մարմիններ, ընդհանուր ավտոմոբիլային ձուլվածքներ |
| Ալ–Սի–Մգ (կառուցագրական, He երմամեկուսելի) | A356-T6, A357 | Եվ ≈ 6–7; Mg ≈ 0.3-0.6 | Այո (T5 / T6) | Կասեցման բաղադրիչներ, Անիվներ, Փոխանցման տներ |
| Ձուլում Al–Si–Cu / Ալ - այո | A380, ADC12, A383 | Եվ ≈ 8–13; Cu ≈ 1–4; Fe վերահսկվում է | Սահմանափակ (հիմնականում որպես ձուլածո կամ կիսամյակ) | Բարակ պատերով պատյաններ, միակցիչներ, սպառողների պատյաններ |
Ալ -andi (շարժիչ & բարձրացված-T համաձուլվածքներ) |
Խառնուրդ 319 | Եվ ~ 6–8; Cu ~ 3–4; Մգ փոքր | Այո (լուծում + ծերություն) | Մխոց գլուխներ, մխոցներ (գծերով), շարժիչի սարքավորում |
| Բարձր Սի / հիպերէվեկտիկական համաձուլվածքներ | Ալ - այո (10-20% Այո) | Եվ 10-20; փոքր Mg/Cu | Որոշ չափով (սահմանափակ) | Մխոցներ, հագնում մակերեսներ, ցածր ընդլայնման բաղադրիչներ |
| Ալ–Սի–Սն / կրող համաձուլվածքներ | Al–Si–Sn կրող տարբերակներ | Խնդրում եմ չափավորել; Սննոց (±Pb) որպես պինդ քսայուղեր | Սովորաբար ոչ (փափուկ որպես ձուլածո) | Պարզ առանցքակալներ, թփեր, լոգարիթմական մակերեսներ |
| Մասնագիտացված բարձր ամրության ձուլածո Ալ | Al–Zn–Mg տարբերակներ (ձուլման սահմանափակ օգտագործում) | Zn, Մգ, փոքր Cu հավելումներ | Այո (տարիքով կարծրացող) | Բարձր ամրության կառուցվածքային մասեր (խորշ / օդատիեզերք) |
3. Ինչ է թուջը?
Չուգուն երկաթ-ածխածնային համաձուլվածքների ընտանիք է, որը արտադրվում է ձուլածո մետաղը ձուլվածքների մեջ լցնելով և թույլ տալով, որ այն կարծրանա.
Չուգունը պողպատից տարբերվում է դրանց համեմատաբար Բարձր ածխածնի պարունակություն (սովորաբար >2.0 wt% c) և ներկայությունը գրաֆիկական ածխածին ինչպես ձուլված միկրոկառուցվածքում.
Ածխածինը սովորաբար հայտնվում է որպես գրաֆիտ (մի քանի մորֆոլոգիաներում) կամ որպես երկաթի կարբիդ (ցեմենտ) կախված խառնուրդի քիմիայից և պնդացման պայմաններից.
Այդ գրաֆիտը և այն շրջապատող մատրիցը վերահսկում են մեխանիկական վարքը, չուգունի տարբեր տեսակների մշակելիությունը և կիրառման տարածքը.
Չուգունները ծանրի աշխատանքային ձիերն են, մաշվածության դիմացկուն և թրթռումային զգայուն հավելվածներ, քանի որ դրանք խնայող են խոշոր կամ բարդ ձևերով ձուլելու համար, առաջարկում են գերազանց խոնավացում, և կարող է հարմարեցվել քիմիայի և հետձուլման ջերմային մշակման միջոցով (օր., Արեւելյան խառնիչ) հատկությունների լայն տեսականի.
Հիմնական հատկանիշները
- Գրաֆիտի մորֆոլոգիան վերահսկում է հատկությունները. Ձևը, գրաֆիտի չափը և բաշխումը (փաթիլ, գնդաձեւ, սեղմված) գերակշռում է առաձգական ճկունությունը, կարծրություն, կոշտություն և մշակելիություն:
-
- Շերտավոր (մոխրագույն) գրաֆիտ արտադրում է լավ մշակելիություն և խոնավացում, բայց ավելի ցածր առաձգական ուժ և խազերի զգայունություն.
- Բծախնդրություն (հանգույցիկ/ճկուն) գրաֆիտ տալիս է շատ ավելի բարձր առաձգական ուժ և ճկունություն.
- Կծկված գրաֆիտ (CGI) միջանկյալ է` ավելի լավ ամրություն և ջերմային հոգնածության դիմադրություն, քան մոխրագույն երկաթը` պահպանելով լավ խոնավությունը.
- Գերազանց թրթռման խոնավացում. Գրաֆիտի հանգույցները/փաթիլները ընդհատում են առաձգական ալիքի տարածումը, ուստի հաստոցների շրջանակների համար նախընտրելի են չուգունները, շարժիչի բլոկներ և պատյաններ, որտեղ խոնավացումը ճնշում է աղմուկը և թրթռումը.
- Լավ սեղմման ուժ և մաշվածության դիմադրություն. Հատկապես մարգարտյա և սպիտակ արդուկներում; հարմար է ծանր առանցքակալների համար, rollers եւ հագնում մասերը.
- Համեմատաբար փխրուն լարվածության մեջ (Որոշ դասարաններ). Մոխրագույն երկաթը խազ զգայուն է և ցույց է տալիս ցածր երկարացում; ճկուն երկաթը զգալիորեն բարելավում է ամրությունը, բայց դեռևս տարբերվում է պողպատից.
- Տնտեսական խոշոր/բարդ ձուլման համար. Ավազի ձուլումը և պատյանների ձուլումը լավ հաստատված են; նեղացում, կերակրումը և ուղղորդված ամրացումը կառավարվում են ձուլման ստանդարտ տեխնիկայով.
- Դիզայնի լայն ծրար՝ հետամրապնդման մշակման միջոցով. Ջերմային պրոցեդուրաների միջոցով (նորմալացնող, կոփել, Արեւելյան խառնիչ) եւ համաձուլվածքներ (Մեջ, Խուզարկու, Ժամանակ),
չուգունները կարող են հարմարեցվել շատ կոշտ մաշվածության աստիճաններից մինչև կոշտ կառուցվածքային դասարաններ (օր., ADI - Austempered Ductile Iron). - Լավ ջերմային կայունություն շատ դասարաններում. Որոշ չուգուններ ավելի լավ են պահպանում ծավալային կայունությունը և ամրությունը բարձր ջերմաստիճաններում, քան ալյումինի համաձուլվածքները.
Ընդհանուր թուջե տեսակներ
Ստորև ներկայացված է չուգունի հիմնական ընտանիքների գործնական ամփոփագիրը, բնորոշ քիմիայի միտումները, միկրոկառուցվածքը և ներկայացուցչական հատկությունները / Ծրագրեր.
| Տիպ | Տիպիկ կազմը (մոտ. wt%) | Հիմնական միկրոկառուցվածքի առանձնահատկությունը | Ներկայացուցչական մեխանիկական վարքագիծ | Բնորոշ ծրագրեր |
| Մոխրագույն չուգուն (GJL / Դասակարգված է ըստ ASTM A48-ի) | C ~ 3.0-3.8; Իսկ ~1,5–3,0; Mn ≤0,5; Ծուռ & P վերահսկվող | Գրաֆիտի փաթիլներ ֆերիտ/պերլիտ մատրիցով | Լայնորեն առաձգական ուժ ~150–350 ՄՊա (տարբերվում է ըստ դասի); ցածր երկարացում (<1-3%); գերազանց խոնավացում; չափավոր կարծրություն | Շարժիչի բլոկներ, Արգելակի հարվածային գործիքներ, Պոմպային տներ, Մեքենայի հիմքերը |
| Դքսություններ (նոդուլյար) երկաթ (GJS / ASTM A536) | C ~ 3.2-3.8; Իսկ ~1,8–2,8; Mg ~0.03–0.06 (նոդուլյարացնող), հետք Ce/RE | Սֆերոիդային գրաֆիտի հանգույցներ ֆերիտի/պերլիտի մեջ | Բարձր առաձգական ուժ և ճկունություն; ընդհանուր գնահատականներ, ինչպիսիք են 60–40–18 (60 UTS գործողություն ≈ 414 MPA, 40 ksi YS ≈ 276 MPA, 18% երկարացում) | Gear տներ, Ծածկոցներ, անվտանգության համար կարևոր կառուցվածքային ձուլվածքներ |
| Սեղմված գրաֆիտ երկաթ (CGI) (GJV) | C ~ 3.2-3.6; Իսկ ~1,8–2,6; հետք Mg/RE | Կոմպակտ (վերմիկուլյար) գրաֆիտ — միջանկյալ փաթիլների և սֆերոիդների միջև | Ավելի լավ առաձգական ուժ և ջերմային հոգնածության դիմադրություն, քան մոխրագույն երկաթը, լավ խոնավացումով; UTS միջանկյալ միջակայքում | Դիզելային շարժիչի բլոկներ, Արտանետվող բաղադրիչներ, ծանր բալոնային բլոկներ |
| Սպիտակ երկաթ | C ~ 2.6-3.6; Si ցածր (<1.0); սառեցման բարձր տեմպեր | Ցեմենտ / լեդեբուրիտ (կարբիդ) - ըստ էության, գրաֆիտ չկա | Շատ բարձր կարծրություն (հաճախ HB մի քանի հարյուր), գերազանց հղկող մաշվածության դիմադրություն; ցածր կոշտություն | Ջարդիչներ, հագնել ափսեներ, կրակահերթեր, ծանր քայքայումով միջավայրեր |
Ճկուն երկաթ |
Սկզբում սպիտակ երկաթի բաղադրությունը; ջերմամշակված | Այնուհետև ձուլեք որպես սպիտակ երկաթ ջղաձգական ածխածինը անկանոն ագրեգատների մեջ խառնելու համար (խառնվածքի ածխածին) | Համատեղում է բարելավված ճկունություն/ամրություն ընդդեմ. մոխրագույն երկաթ; Չափավոր ուժ | Փոքր ձուլվածքներ, որոնք պահանջում են ճկունություն (կցամասեր, Փակագծեր) |
| Austempered Ductile Iron (Adi) | Ճկուն երկաթյա հիմք + վերահսկվող ջերմային բուժում | Սֆերոիդային գրաֆիտ աուսֆերիտային մատրիցում (bainitic ferrite + կայունացված աուստենիտ) | Բացառիկ ամրության և ճկունության հարաբերակցություն: UTS-ից ~ 600-ից >1000 MPA օգտակար երկարացումով (3-10% կախված դասարանից); Հիանալի հոգնածության դիմադրություն | Բարձր արդյունավետության շարժիչ մեքենա, Կասեցման բաղադրիչներ, Ծանր տեխնիկա |
| Լեգիրված չուգուններ (օր., Նի-դիմակայել, բարձր Cr արդուկներ) | Հիմքը զգալի Ni, Խուզարկու, Mo հավելումներ | Մատրիցա՝ հարմարեցված շոգին/կոռոզիային դիմակայելու համար; գրաֆիտը կարող է առկա լինել կամ ճնշված լինել | Մասնագիտացված կոռոզիոն/օքսիդացման դիմադրություն, կամ բարձր ջերմաստիճանի ուժ | Պոմպի բաղադրիչներ քայքայիչ հեղուկների համար, Փական մարմիններ, բարձր ջերմաստիճանի մաշվածության մասեր |
4. Մեխանիկական հատկությունների համեմատություն
Թվերը ներկայացված են որպես գործնական, ձուլարանի մակարդակով Բնորոշ միջակայքեր (երաշխավորված չէ նվազագույն/մաքսիմալ) քանի որ իրական արժեքները մեծապես կախված են ճշգրիտ քիմիայից, ձուլման երթուղին, Բաժնի չափը, եւ ջերմային բուժում.
Տիպիկ մեխանիկական հատկությունների տիրույթներ. չուգունի և չուգունի դասակարգերի ներկայացուցիչ
| Նյութական / Դասարան (բնորոշ նշանակում) | Խտություն (g · cm⁻³) | Յանգի մոդուլը (Gpa) | Առաձգական ուժ, Լարել (MPA) | Բերք տալ ուժ (MPA) | Երկարացում (Էունք, %) | Կարծրություն (Բրիինթ, Ժապավենի) | Բնորոշ ծրագրեր |
| A356-T6 (Ալ–Սի–Մգ, ջերմային մշակված ձուլածո ալյումին) | 2.68–2,72 | 68-72 | 200 Մի քիչ 320 | 150 Մի քիչ 260 | 5 Մի քիչ 12 | 60 Մի քիչ 110 | Կառուցվածքային տներ, Անիվի հանգույցներ, Փոխանցման տներ |
| A380 / ADC12 (ընդհանուր ձուլման Al–Si ընտանիքը, որպես-դերասան) | 2.70– 2,78 | 68-72 | 160 Մի քիչ 280 | 100 Մի քիչ 220 | 1 Մի քիչ 6 | 70 Մի քիչ 130 | Բարակ պատերով պատյաններ, սպառողական մասեր, միակցիչներ (Die Casting) |
| Հիպերէվեկտիկական Ալ–Սի (մխոց / ցածր ընդարձակման համաձուլվածքներ) | 2.70– 2,78 | 68-72 | 150 Մի քիչ 260 | 100 Մի քիչ 220 | 1 Մի քիչ 6 | 80 Մի քիչ 140 | Մխոցներ, Լոգարիթմական բաղադրիչներ, ցածր ընդլայնման մասեր |
| Մոխրագույն չուգուն (բնորոշ ASTM A48 դաս 30) | 6.9–7.3 | 100-140 | ≈207 (≈30 ksi) | Մի քիչ (ոչ մի հստակ եկամտաբերություն) | <1 Մի քիչ 3 | 140 Մի քիչ 260 | Շարժիչի բլոկներ, Մեքենաների շրջանակներ, Արգելակի հարվածային գործիքներ |
| Մոխրագույն չուգուն (ASTM A48 դաս 40) | 6.9–7.3 | 100-140 | ≈276 (≈40 ksi) | Մի քիչ | <1 Մի քիչ 3 | 160 Մի քիչ 260 | Ավելի ծանր աշխատանքային տներ, Պոմպային մարմիններ |
| Դքսություններ (նոդուլյար) երկաթ — 60–40–18 (ASTM A536) | 7.0–7.3 | 160-180 | ≈414 (60 ksi) | ≈276 (40 ksi) | ~ 18 | 160 Մի քիչ 260 | Gear տներ, կռունկի բաղադրիչներ, Կառուցվածքային ձուլում |
| Սեղմված գրաֆիտ երկաթ (CGI) (Բնորոշ տիրույթ) | 7.0–7.3 | 140-170 | 350 Մի քիչ 500 | 200 Մի քիչ 380 | 2 Մի քիչ 8 | 180 Մի քիչ 300 | Դիզելային շարժիչի բլոկներ, Արտանետվող բաղադրիչներ (բարձր ջերմային հոգնածության դիմադրություն) |
| Սպիտակուց / բարձր Cr հագնում երկաթ (կրել գնահատականներ) | 7.0–7.3 | 160-200 | ցածր առաձգականություն / փխրուն | Մի քիչ | <1 Մի քիչ 2 | >300 Մի քիչ 700 | Ջարդիչներ, հագնել միջնապատեր, կրակոց-պայթեցման բաղադրիչներ |
5. Ջերմային և ձուլման գործընթացի նկատառումներ
Հալման և ամրացման վարքագիծը
- Հալման կետ / հեղուկ: ալյումինի համաձուլվածքները հալվում են ~ 550-650 ° C միջակայք (մաքուր ալյումին 660.3 ° C).
Չուգունը ամրանում է ավելի բարձր ջերմաստիճանի դեպքում (~1150–1250 °C՝ կախված կազմից) և ձևավորում է գրաֆիտ կամ ցեմենտիտ՝ հիմնվելով բաղադրության և հովացման արագության վրա. - Mal երմային հաղորդունակություն: ալյումինե համաձուլվածքները սովորաբար ջերմություն են հաղորդում զգալիորեն ավելի լավ քան չուգուն (հաճախ 2–4× ավելի բարձր), որը ազդում է բորբոսի սառեցման վրա, պնդացման արագությունը և սառը վարքագիծը.
- Պինդացման նեղացում: բնորոշ գծային նեղացում ալյումինե համաձուլվածքների համար ~1.3– 1,6%; մոխրագույն չուգունի նեղացումը ավելի փոքր է (À0.5-1.0%), թեև միկրո- իսկ մակրոփոքրացումը կախված է հատվածի հաստությունից և սնուցումից.
Ձուլման մեթոդներ & բնորոշ օգտագործումը
- Դարակ ալյումին: սովորաբար արտադրվում է Die Casting (բարձր ճնշում), Մշտական բորբոս, ցածր ճնշում, և Ավազի ձուլում.
Ձուլումը տալիս է մակերեսի գերազանց հարդարում և բարակ պատի հնարավորություն; ավազի ձուլման բռնակներ մեծ, ծանր, կամ կոմպլեքս դետալներ՝ ավելի ցածր գործիքակազմով. - Չուգուն: սովորաբար Ավազի ձուլում (կանաչ-ավազ, խեցգետին) և Կորած փրփուր/խեցգետին բարդ ձևերի համար.
Ճկուն երկաթի ձուլվածքները սովորաբար ավազով են ձուլվում. Չուգուն լավ է հանդուրժում մեծ հատվածները և ծանր ձուլվածքները.
Ծավալային հանդուրժողականություն & Մակերեւույթի ավարտը
- Ձուլված ալյումին: ձուլման ուղիների լավագույն ծավալային հնարավորությունները. բնորոշ հանդուրժողականություններ ±0,1–0,5 մմ միջակայքում բազմաթիվ չափսերի համար (կախված է չափից), մակերեսային ավարտել Ra հաճախ 0.8-3.2 մկմ որպես-դերասան.
- Մշտական կաղապարային ալյումին: հանդուրժողականությունները ±0,25–1,0 մմ, մակերեսի ավարտը ավելի լավ է, քան ավազի ձուլումը.
- Ավազ-չուգուն: ավելի կոպիտ հանդուրժողականություն, սովորաբար ±0,5–3,0 մմ կախված չափից և ավարտից; մակերեսի ավարտը ավելի կոպիտ, Ra հաճախ 6-25 մկմ ինչպես ձուլված, եթե մշակված չէ.
- Պատի հաստության հնարավորություն: ձուլված ալյումինը կարող է բարակ պատեր ստեղծել (<2 մմ) տնտեսապես;
Չուգունը սովորաբար պահանջում է ավելի հաստ հատվածներ՝ թերություններից խուսափելու և կծկվելու համար, չնայած ժամանակակից ձուլվածքը կարող է հասնել չափավոր բարակ հատվածների փոքր մասերի համար.
Մեքենաներ և երկրորդական գործողություններ
- Ալյումին մեքենաներ հեշտությամբ բարձր արագությամբ և ավելի ցածր ուժերով; գործիքային կյանքը լավ է; մեքենաշինության չափերը համեստ են ձուլված մասերի համար.
- Չուգուն մեքենաները տարբեր կերպ են՝ մոխրագույն երկաթը համեմատաբար հեշտ է մշակվում, քանի որ գրաֆիտը հանդես է գալիս որպես չիպերի անջատիչ և քսայուղ;
ճկուն երկաթը ավելի կոշտ է և պահանջում է տարբեր գործիքներ; չուգունի կտրումը հաճախ հանգեցնում է փխրուն չիպսերի և պահանջում է համապատասխան գործիքների դասեր.
6. Կոռոզիայից դիմադրություն և գործառնական միջավայրեր
- Cast ալյումին: բնականաբար կոռոզիակայուն է կայուն օքսիդի թաղանթի շնորհիվ; լավ է գործում մթնոլորտում, թեթև քայքայիչ և ծովային միջավայրեր, եթե ընտրվում է համապատասխան խառնուրդ/ծածկույթ.
Անոդացման և ներկման համակարգերը ավելի են բարելավում մակերեսի ամրությունը և արտաքին տեսքը. - Չուգուն: գունավոր նյութ, որը հակված է ժանգի (օքսիդացում) խոնավ միջավայրերում; պահանջում է պաշտպանիչ ծածկույթներ (ներկեր, ափսափակում), կաթոդիկ պաշտպանություն կամ համաձուլվածք կոռոզիոն դիմադրության համար.
Որոշ ծրագրերում (Շարժիչի բլոկներ), չուգունն ընդունելի է կատարում նավթի պաշտպանության և վերահսկվող միջավայրի պատճառով. - Բարձր ջերմաստիճանի կատարում: չուգուն (հատկապես մոխրագույն և ճկուն) բարձր ջերմաստիճաններում ավելի լավ է պահպանում ուժը, քան ալյումինը.
Ալյումինի ամրությունը արագորեն նվազում է, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է ~150–200 °C-ից բարձր, սահմանափակելով դրա օգտագործումը տաք շարժիչի կամ արտանետվող բաղադրամասերում, բացառությամբ այն դեպքերի, երբ օգտագործվում են հատուկ համաձուլվածքներ կամ հովացուցիչ նյութեր..
7. Չուգունի ընդդեմ չուգունի առավելությունները
Ձուլված ալյումինի առավելությունները
- Քաշի խնայողություն: ~62,5% ավելի թեթև՝ համարժեք ծավալի համար, քան չուգունը..
- Բարձր ջերմային հաղորդունակություն: Ավելի լավ ջերմության տարածում (օգտակար է ջերմափոխանակիչների համար, բալոնների գլուխներ ավտոմոբիլներում համապատասխան դիզայնից հետո).
- Լավ կոռոզիոն դիմադրություն որպես-դերասան; ընտրովի անոդիզացվում է ուժեղացված պաշտպանության և գեղագիտության համար.
- Բարակ պատի և բարդ բարակ հատկությունների հնարավորություն (Հատկապես մահանում է ձուլում) — հնարավորություն է տալիս համախմբված մասերը և ծախսերի խնայողությունները հոսանքին հակառակ.
- Բարենպաստ վերամշակում և զանգվածային առաքման ավելի ցածր ծախսեր.
Չուգունի առավելությունները
- Ավելի բարձր կոշտություն և խոնավացում: լավ է կոշտություն և թրթռման հսկողություն պահանջող կառույցների համար (Հաստոցային գործիքներ, Պոմպային տներ).
- Գերազանց մաշվածության դիմադրություն և տրիբոլոգիական հատկություններ: մարգարիտ և սպիտակ արդուկները գերազանցում են հղկող/մաշված միջավայրում.
- Բարձր սեղմման ուժ և ջերմային կայունություն բարձր ջերմաստիճաններում — օգտագործվում է ծանր շարժիչի բլոկների համար, Մխոց ափսեներ, և արգելակային ռոտորներ.
- Սովորաբար մեկ կգ-ի համար հումքի ավելի ցածր արժեքը և ամուր ձուլման վարքագիծ շատ մեծ հատվածների համար.
8. Չուգունի ընդդեմ չուգունի սահմանափակումները
Ձուլված ալյումինի սահմանափակումներ
- Ավելի ցածր կոշտություն: պահանջում է ավելի մեծ խաչմերուկներ կամ կողիկներ՝ համարժեք կոշտության հասնելու համար. կարող է նվազեցնել քաշի որոշ առավելություններ.
- Ավելի ցածր բարձր ջերմաստիճանի ուժ: ալյումինը բարձր ջերմաստիճաններում ավելի արագ է կորցնում զիջման ուժը, քան երկաթը.
- Ավելի քիչ մաշվածության դիմադրություն: պարզ ձուլածո ալյումինն ավելի փափուկ է; պահանջում է մակերեսային բուժում (կոշտ անոդիզացնել, ծածկույթներ) կրիտիկական մակերևույթների համար.
- Ծակոտկենություն և գազի հետ կապված թերություններ: ալյումինը հակված է գազի ծակոտկենության և նեղացման թերությունների, եթե հալվելը և ձուլման պրակտիկան չեն վերահսկվում.
Չուգունի սահմանափակումներ
- Ծանր: ավելի բարձր խտությունը մեծացնում է մասի զանգվածը՝ բացասական քաշի նկատմամբ զգայուն կիրառությունների համար.
- Փխրուն առաձգական վարքագիծ: Մոխրագույն երկաթը ցույց է տալիս ցածր առաձգական ճկունություն և հարվածի տակ հակված է փխրուն կոտրվածքների; դիզայնը պետք է հաշվի առնի խազերի զգայունությունը.
- Անպաշտպանության դեպքում կոռոզիայից է լինում: պահանջում է ծածկույթներ կամ կոռոզիայի կառավարում.
- Ավելի ցածր ջերմային հաղորդունակություն քան Ալ (ջերմության ավելի դանդաղ տարածում); կարող է պահանջել հովացման դիզայնի ճշգրտումներ.
9. Չուգուն ընդդեմ չուգուն: Տարբերությունների համեմատություն
| Հատկություն | Cast ալյումին (օր., A356-T6, A380) | Չուգուն (մոխրագույն, Դքսություններ) | Գործնական ենթատեքստ |
| Խտություն | ~ 2,6–2,8 գ · սմ-3 | ~ 6,8–7,3 գ · սմ-3 | Ալյումինը 60–63%-ով ավելի թեթև է, ինչը մեծ օգուտ է քաշի նկատմամբ զգայուն դիզայնի համար. |
| Էլաստիկ մոդուլ (Եփ) | ≈ 69–72 ԳՊա | ≈ 100–170 ԳՊա | Երկաթը 1,5–2,5× ավելի կոշտ է; ալյումինին անհրաժեշտ է ավելի շատ նյութ/կողիկներ՝ կոշտությանը համապատասխանելու համար. |
| Առաձգական ուժ (բնորոշ) | A356-T6: ~200–320 ՄՊա; A380: ~160–280 ՄՊա | Մոխրագույն: ~150–300 ՄՊա; Դքսություններ: ~350–700 ՄՊա | Ճկուն երկաթը գերազանցում է Ալին ամրությամբ և ճկունությամբ; որոշ Al-ի համաձուլվածքներ մոտենում են երկաթի ավելի ցածր ամրությանը. |
| Բերք տալ ուժ | ~150–260 ՄՊա (A356-T6) | Մոխրագույն: հստակ եկամտաբերություն չկա; Դքսություններ: ~200–300 ՄՊա | Օգտագործեք ճկուն երկաթ, երբ անհրաժեշտ է հստակ զիջողականություն և ավելի բարձր ստատիկ ուժ. |
| Երկարացում (առաձգականություն) | ~5–12% (A356-T6) կամ 1–6% (ձուլված) | Մոխրագույն: <1-3%; Դքսություններ: ~10–20% | Ճկուն երկաթը և ջերմային մշակված Al-ն առաջարկում են լավ ճկունություն; մոխրագույն երկաթը փխրուն է լարվածության մեջ. |
| Կարծրություն / հագնել | HB ≈ 60–130 (խառնուրդից կախված) | HB ≈ 140–260 (մոխրագույն); >300 (սպիտակ/պերլիտիկ) | Երկաթ, հատկապես պերլիտիկ/սպիտակ դասարաններ, լավագույնը հղկող մաշվածության համար. Ալյումինը մաշման համար պահանջում է ծածկույթներ/ներդիրներ. |
| Mal երմային հաղորդունակություն | ~80–180 W·m-1·K-1 (խառնուրդից կախված) | ~30–60 W·m-1·K-1 | Ալյումինը նախընտրելի է ջերմություն ցրող մասերի համար (ջերմային լվացարաններ, տներ). |
| Ther երմային կայունություն / բարձր-T ուժ | Ուժը արագ իջնում է ~150–200 °C-ից բարձր | Ավելի լավ բարձր ջերմաստիճանի ուժի պահպանում | Բարձր ջերմաստիճանի բեռը կրելու համար օգտագործեք երկաթ. |
| Խոնավացում / թրթռում | Չափավոր | Գերազանց (Հատկապես մոխրագույն երկաթ) | Մեքենայի շրջանակների համար նախընտրելի է երկաթ, հիմքեր և բաղադրամասեր, որտեղ թրթռման մեղմացումը կարևոր է. |
| Ամրություն / բարակ պատի հնարավորություն | Գերազանց (Die Casting; Նիհար պատեր <2 մմ հնարավոր է) | Սահմանափակ. ավելի լավ է ավելի հաստ հատվածների համար | Ալյումինի հնարավորություն է տալիս համախմբված, թեթև բարակ պատերով մասեր; երկաթը ավելի լավ է ծանր հատվածների համար. |
Մակերեւույթի ավարտը & հանդուրժողականություններ (որպես-դերասան) |
Ձուլվածք: նուրբ ավարտ, Ամուր հանդուրժողականություն | Ավազի ձուլվածք: կոպիտ, ավելի լայն հանդուրժողականություն | Ձուլումը նվազեցնում է հետմշակումը; ավազ չուգուն հաճախ պահանջում է ավելի շատ հաստոցներ. |
| Մեքենայություններ | Հեշտ, հեռացման բարձր տեմպեր; գործիքի ցածր մաշվածություն | Մոխրագույն երկաթե մեքենաներ լավ (գրաֆիտը նպաստում է չիպերի ձևավորմանը); ճկուն երկաթը ավելի կոշտ է գործիքների վրա | Ալյումինը նվազեցնում է հաստոցների ցիկլի ժամանակը; երկաթը կարող է ավելի կոշտ գործիքների կարիք ունենալ, բայց մոխրագույն արդուկները մաքուր կտրված են. |
| Կոռոզիոն դիմադրություն | Լավ (պաշտպանիչ օքսիդ); հետագայում բարելավվել է անոդացման/ծածկույթների միջոցով | Աղքատ է խոնավ/քլորիդային միջավայրում՝ առանց պաշտպանության | Ալյումինին հաճախ անհրաժեշտ է ավելի քիչ կոռոզիայից պաշտպանություն; երկաթը պետք է ներկված/պատված կամ համաձուլված լինի. |
| Վերամշակելիություն | Գերազանց; վերահալման էներգիան մեկ կգ-ի համար ավելի ցածր է, քան առաջնայինը | Գերազանց; շատ վերամշակելի | Երկուսն էլ ունեն գրության ուժեղ արժեք; ալյումինի էներգիայի խնայողություն մեկ կգ-ի համար մեծ ընդդեմ առաջնային արտադրության. |
| Տիպիկ ծախսերի նկատառումներ | Ավելի բարձր $/կգ, բայց ավելի ցածր զանգվածը կարող է նվազեցնել համակարգի արժեքը; ձուլման գործիքավորում բարձր | Ավելի ցածր $/կգ; ավազի ձուլման գործիքներ ցածր ծավալների համար | Ընտրեք մասի զանգվածի հիման վրա, ծավալը և պահանջվող հարդարումը. |
| Բնորոշ ծրագրեր | Ավտոմոբիլային տներ, ջերմային լվացարաններ, Թեթեւ կառուցվածքային մասեր | Շարժիչի բլոկներ, Մեքենայի հիմքերը, Հագուստի մասեր, ծանր բնակարաններ | Նյութը համապատասխանեցնել ֆունկցիոնալ առաջնահերթություններին` քաշն ընդդեմ կոշտության/մաշվածության. |
Ընտրության ուղեցույց (գործնական կանոններ)
- Ընտրեք ձուլածո ալյումին, երբ: զանգվածային կրճատում, ջերմային ցրում, Կոռոզիոն դիմադրությունը և բարակ պատի առանձնահատկությունների համախմբումը առաջնային շարժիչ ուժն են (օր., ավտոմոբիլային մարմնի բաղադրիչներ, ջերմային լվացարաններ, թեթև պատյաններ).
Բարձր ծավալների և բարակ պատերի համար օգտագործեք ալյումինե ձուլում, առանձնահատկություններով հարուստ մասեր; օգտագործել A356-T6, երբ պահանջվում է ավելի բարձր կառուցվածքային արդյունավետություն և հետջերմային մշակում. - Ընտրեք չուգուն, երբ: թանձրություն, խոնավացում, մաշվածության դիմադրությունը կամ սպասարկման բարձր ջերմաստիճանը առաջնային են (օր., Հաստոցային գործիքներ, Արգելակի բաղադրիչներ, ծանր աշխատանքային կացարաններ, հղկող մաշված ներդիրներ).
Ընտրեք ճկուն երկաթ կառուցվածքային մասերի համար, որոնք պահանջում են ամրություն և որոշակի առաձգական ճկունություն.
Օգտագործեք մոխրագույն երկաթ, երբ խոնավացումը և մեքենայականացումը (ծանր մշակման աշխատանքների համար) կարևոր են, և առաձգական ճկունությունը ավելի քիչ կարևոր է. - Երբ կասկածի տակ է, գնահատել համակարգի մակարդակի փոխզիջումները: ավելի ծանր երկաթյա մասը կարող է ավելի էժան լինել մեկ կգ-ի համար, բայց մեծացնել ծախսերը հոսանքին ներքև (Վառելիքի սպառում, բեռնաթափում, տեղավորում);
ընդհակառակ, ալյումինը կարող է նվազեցնել համակարգի զանգվածը, բայց կարող է պահանջել ավելի մեծ հատվածներ կամ ներդիրներ՝ կոշտության/մաշվածության կյանքի նպատակներին հասնելու համար. գործարկել մասնակի մակարդակի զանգված:, կոշտության և ծախսերի համեմատություն.
10. Եզրափակում
Չուգունն ընդդեմ չուգունի, լրացնող նյութեր են, յուրաքանչյուրը գերազանցում է այն սցենարները, որտեղ իրենց յուրահատուկ հատկությունները համապատասխանում են կիրառման պահանջներին.
Ալյումինե ձուլվածքները գերակշռում են թեթև քաշով, բարձր արդյունավետությամբ հատվածներ (ավտոմոբիլային EVs, օդատիեզերական, Սպառողական էլեկտրոնիկա) շնորհիվ իր ուժի և քաշի հարաբերակցության, Mal երմային հաղորդունակություն, և բարդ ձուլման հնարավորություն. </span>
Չուգունը մնում է անփոխարինելի ծանր աշխատանքային պայմաններում, ծախսերի նկատմամբ զգայուն հավելվածներ (Հաստոցներ, շինարարական խողովակներ, ավանդական շարժիչներ) շնորհիվ իր մաշվածության դիմադրության, Թրթռման խոնավացում, և ցածր գնով:</span>
ՀՏՀ
Որքանով է թեթեւ ձուլածո ալյումինե մասը, քան նույն ծավալով չուգունի մասը?
Բնորոշ խտություններ: ալյումին ~ 2,7 գ/սմ³ ընդդեմ չուգուն ~ 7,2 գ/սմ³. Հավասար բաղադրիչի ծավալի համար, ալյումին է մոտավորապես 62.5% վառիչ (Ի. Ե, նույն ծավալի ալյումինի զանգված = 37.5% չուգունի զանգվածից).
Կարող է ալյումինը փոխարինել չուգունը շարժիչի բլոկներում?
Ալյումինը լայնորեն օգտագործվում է ժամանակակից շարժիչի բլոկների և բալոնների գլխիկների համար՝ քաշը խնայելու համար.
Երկաթի փոխարինումը կոշտության համար զգույշ դիզայն է պահանջում, Mal երմային ընդլայնում, գլանների ներդիրի ռազմավարություններ (օր., ձուլված ներդիրներ, երկաթե թևեր) և ուշադրություն հոգնածության և մաշվածության վրա.
Բարձր բեռնվածության կամ բարձր ջերմաստիճանի ծրագրերի համար, Չուգուն կամ հատուկ ալյումինե համաձուլվածքներ/դիզայններ կարող են նախընտրելի լինել.
Որն ավելի էժան է: չուգուն կամ չուգուն?
Ա մեկ կիլոգրամի համար հիմք, երկաթը հակված է ավելի էժան լինել; վրա ա մեկ մասի համար պատասխանը կախված է ծավալից, գործիքավորում (ձուլման ձուլվածքները թանկ են), մշակման ժամանակը, և քաշի վրա հիմնված համակարգի ծախսերը (օր., տրանսպորտային միջոցներում վառելիքի սպառումը).
Բարձր ծավալների համար, ձուլածո ալյումինը կարող է տնտեսապես լինել՝ չնայած նյութի բարձր արժեքին.
Որ նյութը ավելի լավ է դիմանում մաշվածությանը?
Չուգուն (հատկապես պառլիտիկ կամ սպիտակ երկաթ) ընդհանուր առմամբ ցուցադրում է բարձր մաշվածության դիմադրություն՝ համեմատած ձուլածո ալյումինի հետ.
Ալյումինը կարող է մակերեսային մշակվել կամ ծածկվել մաշվածության համար, սակայն հազվադեպ է համընկնում կարծրացած երկաթի հետ՝ առանց ավելացված գործընթացների:.
Ձուլում է ալյումինի ժանգը?
Ալյումինը երկաթի պես չի ժանգոտում; այն կազմում է օքսիդային շերտ, որը պաշտպանում է այն հետագա կոռոզիայից. Որոշ պայմաններում (Քլորիդի ազդեցություն, Գալվանական միացում) ալյումինը կարող է կոռոզիայի ենթարկվել և կարող է պահանջել ծածկույթներ կամ կաթոդային պաշտպանություն.
