عملیات حرارتی آلومینیوم

عملیات حرارتی (Heat Treatment) گرمایش و خنک‌کاری کنترل‌شده مواد برای تغییر ساختار و ویژگی آن‌ها است. از آنجایی که توسط عملیات حرارتی می‌توان هم خواص فیزیکی و هم خواص مکانیکی مواد را تغییر داد (برای مثال: استحکام، سفتی، قابلیت ماشینکاری، مقاومت به سایش، و مقاومت به خوردگی) و از آنجایی که این تغییر در خواص باعث تغییر خاصی در شکل قطعات نمی‌شود، عملیات حرارتی یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین فرایندهای صنعتی است.

انواع شیوه های عملیات حرارتی  به شرح زیر می باشد. اﯾﻦ ﻋﻼﺋﻢ ﻧﺸﺎن ﻣﯽ دﻫﻨﺪ ﮐـﻪ اﻓـﺰاﯾﺶ ﺳـﺨﺘﯽ ﻧﺎﺷـﯽ از ﻋﻤﻠﯿــﺎت ﺣﺮارﺗـﯽ ﺑــﻮده ﯾـﺎ ﻧﺎﺷـﯽ از ﮐﺎرﺳــﺨﺘﯽ. ﻧﺤـﻮه ﻧﺎﻣﮕــﺬاری ﺑـﺎ اﺳـﺘﻔﺎده از ﺣــﺮوف ﺑـﺰرگ ﻻﺗــﯿﻦ (W,T,H,O,F)  و ارﻗﺎم می ﺑﺎﺷﺪ. ﺣﺮوف ﺑﯿﺎﻧﮕﺮ ﺗﻘﺴﯿﻢ ﺑﻨﺪی ﺣﺎﻻت ﻓﺮﻋﯽ ﺗﻤﭙﺮ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ.

‍‌‎

‍

‍عملیات حرارتی آلیاژهای آلومینیوم

در مورد آلیاژهای آلومینیوم، زمانیکه از کلمه «عملیات حرارتی» استفاده می‌شود، اغلب فرایندهایی منظور است که باعث افزایش استحکام و سختی آلیاژهای رسوب-سخت شونده و ریخته‌گری شده می‌گردد. به این آلیاژها معمولاً «عملیات حرارتی شونده» می‌گویند تا بتوان بین آن‌ها و آلیاژهایی که قابل عملیات حرارتی و افزایش استحکام نیستند تفاوت قائل شد. در این آلیاژها که معمولاً آلیاژهای «غیرقابل عملیات حرارتی» خوانده می‌شوند برای افزایش استحکام معمولاً از عملیات سرد استفاده می‌شود. از گرم کردن برای کاهش استحکام و افزایش چکش خواری (بازپخت) در مورد هر دو نوع آلیاژ استفاده می‌شود.

‍‌‎

آلیاژهای آلومینیوم تجاری قابل عملیات حرارتی

آلیاژهای موجود در بازار که قابل افزایش استحکام و سختی از طریق عملیات حرارتی هستند شامل آلیاژهای Wrought سری 2XXX و 6XXX و 7XXX (به جز ۷۰۷۲) و آلیاژهای ریخته‌گری سری 2XX.۰ و 3XX.۰ و 7XX.۰ هستند. بعضی از این آلیاژها تنها دارای عنصر آلیاژی تقویت‌کننده استحکام مس یا مس و سیلیکون هستند. اما اکثر آلیاژهای «قابل عملیات حرارتی» دارای عنصر منیزیم به اضافه عناصری از قبیل مس، روی و سیلیکون هستند.

‍‌‎

افزایش استحکام

عملیات حرارتی افزایش استحکام آلیاژهای آلومینیوم شامل سه بخش است:

• عملیات حرارتی محلول: تجزیه فازهای قابل انحلال – برای عملیات پیرسخت کاری ابتدا باید یک محلول جامد ایجاد کرد. فرایندی که باعث تولید این محلول جامد می‌شود، عملیات حرارتی محلول نامیده می‌شود. هدف آن آوردن ماکزیمم مقدار عناصر آلیاژی حل شده قابل رسوب به داخل محلول جامد می‌باشد.
• کوئنچ: شکل‌گیری محلول فوق اشباع – مهم‌ترین مرحله در عملیات حرارتی می‌باشد. هدف آن حفظ شکل محلول جامد شکل گرفته در دمای عملیات حرارتی می‌باشد که این کار با سرد کردن سریع آن انجام می‌شود.
• افزایش سختی عمری: رسوب اتم‌های حل شده در دمای اتاق (افزایش عمر طبیعی)، یا در دماهای بالا (افزایش عمر مصنوعی یا عملیات پیرسخت کاری) – این عمل پس از مراحل عملیات حرارتی محلول و کوئنچ کردن انجام می‌شود. در بعضی آلیاژها سخت کاری عمری پس از گذشت چند روز در دمای اتاق – برای شکل گرفتن محصولات پایدار – اتفاق می‌افتد.

‍‌‎‍‌‎‍‌‎

علایم اختصاری عملیات حرارتی آلومینیم :

‍‌‎