Ei! Como fornecedor de alumínio, recentemente tenho recebido muitas perguntas sobre como melhorar a ductilidade do alumínio. Então, pensei em compartilhar algumas idéias sobre esse tópico.
Primeiro, vamos falar sobre o que é a ductilidade. A ductilidade é a capacidade de um material para se deformar sob tensão de tração sem quebrar. Em termos mais simples, é o quanto você pode esticar ou dobrar um material antes de se encaixar. Para o alumínio, ter boa ductilidade é super importante em muitas aplicações, como quando você está fazendo3003 tubo de alumínio sem costura, que precisa ser capaz de ser moldado em diferentes formas sem rachaduras.
Liga
Uma das maneiras mais comuns de melhorar a ductilidade do alumínio é através da liga. Ao adicionar outros elementos ao alumínio, podemos alterar suas propriedades. Por exemplo, adicionar pequenas quantidades de magnésio pode aumentar a ductilidade das ligas de alumínio. Os átomos de magnésio se encaixam bem na rede de cristal de alumínio e podem ajudar na redução da resistência ao movimento de deslocamento. As luxações são como defeitos na estrutura cristalina do metal e, quando se movem mais facilmente, o metal pode se deformar com mais facilidade.
Outro elemento que pode ser adicionado é o silício. O silício forma pequenas partículas na matriz de alumínio. Essas partículas podem atuar como barreiras ao crescimento de rachaduras, o que, por sua vez, melhora a ductilidade geral da liga. Ligas como aTubo desenhado de alumínio 6061geralmente contêm silício e magnésio, o que lhes dá um bom equilíbrio de força e ductilidade.
Tratamento térmico
O tratamento térmico também é uma ferramenta poderosa para melhorar a ductilidade do alumínio. O recozimento é um processo comum de tratamento de calor. Durante o recozimento, o alumínio é aquecido a uma temperatura específico e depois resfriado lentamente. Esse processo permite que as tensões internas no metal sejam aliviadas. Quando um metal tem tensões internas, é mais provável que rache quando deformado. Por recozimento, podemos reduzir essas tensões e tornar o alumínio mais dúctil.
Solução O tratamento térmico seguido de extinção e envelhecimento também pode ser usado. No tratamento térmico da solução, a liga é aquecida a uma temperatura alta, de modo que todos os elementos de liga se dissolvem na matriz de alumínio. Em seguida, é apagado rapidamente para "congelar" os elementos dissolvidos no lugar. Depois disso, o envelhecimento é feito a uma temperatura mais baixa, o que causa a formação de precipitados finos. Esses precipitados podem melhorar a força e, em alguns casos, a ductilidade da liga. Por exemplo, algumas ligas aeroespaciais - de alumínio passam por esse tipo de tratamento térmico para atingir as propriedades mecânicas desejadas.
Trabalho frio e recristalização
Trabalho frio é o processo de deformação do alumínio à temperatura ambiente. Quando resfriamos - trabalhamos em alumínio, aumentamos o número de luxações no metal. A princípio, isso pode parecer contra -intuitivo, porque mais luxações podem tornar o metal mais difícil e menos dúctil. No entanto, se seguirmos o frio trabalhando com um tratamento térmico de recristalização, podemos realmente melhorar a ductilidade.
Durante a recristalização, a nova tensão - grãos livres se forma no alumínio frio - trabalhado. Esses novos grãos têm uma estrutura mais uniforme, o que permite uma melhor deformação. Portanto, combinando o trabalho frio e a recristalização, podemos controlar o tamanho do grão e melhorar a ductilidade do alumínio. Esta técnica é frequentemente usada na produção deASME B16.5 Flange de tubo de alumínio 5086, onde o flange precisa ter boa formabilidade e ductilidade.
Refinamento de grãos
O refinamento de grãos é outro método eficaz para melhorar a ductilidade do alumínio. Os tamanhos de grãos menores geralmente levam a uma melhor ductilidade. Podemos alcançar o refinamento de grãos adicionando agentes de refino de grãos durante o processo de fundição. Esses agentes, como titânio e boro, atuam como locais de nucleação para novos grãos. Como resultado, um grande número de grãos pequenos se forma, em vez de alguns grandes.
Os grãos menores têm mais limites de grãos. Os limites dos grãos podem atuar como barreiras ao movimento de luxações. Quando uma luxação atinge um limite de grão, ele pode ser absorvido ou redirecionado. Isso ajuda a distribuir a deformação de maneira mais uniforme em todo o material, o que melhora a ductilidade.
Tratamento de superfície
O tratamento da superfície também pode desempenhar um papel na melhoria da aparente ductilidade do alumínio. Por exemplo, a aplicação de um revestimento protetor pode impedir a formação de rachaduras na superfície. As rachaduras na superfície podem atuar como concentradores de estresse, o que pode levar a uma falha prematura durante a deformação. Um bom revestimento também pode reduzir o atrito entre o alumínio e as ferramentas de formação durante o processo de modelagem. Esse atrito reduzido permite que o alumínio se deforme com mais suavemente, o que pode melhorar sua ductilidade geral.
Controlando impurezas
As impurezas no alumínio podem ter um impacto negativo em sua ductilidade. Por exemplo, o ferro é uma impureza comum no alumínio. O ferro pode formar compostos intermetálicos, que são duros e quebradiços. Esses compostos podem atuar como locais de iniciação de trincas, reduzindo a ductilidade do alumínio. Ao controlar cuidadosamente os níveis de impureza durante o processo de produção, podemos garantir que o alumínio tenha melhor ductilidade. Isso pode envolver o uso de matérias -primas de alta pureza ou processos de purificação de implementação durante a fusão e a fundição.
Em conclusão, existem várias maneiras de melhorar a ductilidade do alumínio, incluindo liga, tratamento térmico, trabalho de frio e recristalização, refinamento de grãos, tratamento de superfície e controle de impurezas. Cada método tem suas próprias vantagens e é adequado para diferentes aplicações.
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Referências
- Manual do ASM, Volume 2: Propriedades e seleção: ligas não ferrosas e materiais especiais - propósitos.
- Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais: uma abordagem integrada de William D. Callister Jr. e David G. Rethwisch.
- Alumínio: Tecnologia, Aplicações e Meio Ambiente de JF Grandfield e RC Reed.