1. Ffactorau Macrosgopig sy'n Cyfrannu at Ffurfiant Craciau
1.1 Yn ystod castio lled-barhaus, mae dŵr oeri yn cael ei chwistrellu'n uniongyrchol ar wyneb yr ingot, gan greu graddiant tymheredd serth o fewn yr ingot. Mae hyn yn arwain at grebachiad anwastad rhwng gwahanol ranbarthau, gan achosi cyfyngiad cydfuddiannol a chynhyrchu straen thermol. O dan rai meysydd straen, gall y straen hwn arwain at gracio'r ingot.
1.2 Mewn cynhyrchu diwydiannol, mae cracio ingot yn aml yn digwydd yn ystod y cam castio cychwynnol neu'n tarddu fel micrograciau sy'n ymledu'n ddiweddarach wrth oeri, gan ledaenu o bosibl drwy'r ingot cyfan. Yn ogystal â chracio, gall diffygion eraill fel cau oer, ystofio, a chrogi ddigwydd hefyd yn ystod y cam castio cychwynnol, gan ei wneud yn gam hollbwysig yn y broses gastio gyfan.
1.3 Mae tueddiad castio oer uniongyrchol i gracio poeth yn cael ei ddylanwadu'n sylweddol gan gyfansoddiad cemegol, ychwanegiadau aloi meistr, a faint o fireinio grawn a ddefnyddir.
1.4 Mae sensitifrwydd cracio poeth aloion yn bennaf oherwydd straen mewnol sy'n achosi ffurfio bylchau a chraciau. Mae eu ffurfiant a'u dosbarthiad yn cael eu pennu gan elfennau aloi, ansawdd metelegol toddi, a pharamedrau castio lled-barhaus. Yn benodol, mae ingotau maint mawr o aloion alwminiwm cyfres 7xxx yn arbennig o dueddol o gracio poeth oherwydd elfennau aloi lluosog, ystodau solidio eang, straen castio uchel, gwahanu ocsideiddio elfennau aloi, ansawdd metelegol cymharol wael, a ffurfiadwyedd isel ar dymheredd ystafell.
1.5 Mae astudiaethau wedi dangos bod meysydd electromagnetig ac elfennau aloi (gan gynnwys mireinio grawn, elfennau aloi mawr, ac elfennau hybrin) yn effeithio'n sylweddol ar ficrostrwythur a thueddiad cracio poeth aloion cyfres 7xxx a gastir yn lled-barhaus.
1.6 Yn ogystal, oherwydd cyfansoddiad cymhleth aloi alwminiwm 7050 a phresenoldeb elfennau sy'n hawdd eu ocsideiddio, mae'r toddiad yn tueddu i amsugno mwy o hydrogen. Mae hyn, ynghyd â chynhwysiadau ocsid, yn arwain at gydfodolaeth nwy a chynhwysiadau, gan arwain at gynnwys hydrogen uchel yn y toddiad. Mae cynnwys hydrogen wedi dod yn ffactor allweddol sy'n effeithio ar ganlyniadau arolygu, ymddygiad torri, a pherfformiad blinder deunyddiau ingot wedi'u prosesu. Felly, yn seiliedig ar fecanwaith presenoldeb hydrogen yn y toddiad, mae angen defnyddio cyfryngau amsugno ac offer hidlo-mireinio i gael gwared ar hydrogen a chynhwysiadau eraill o'r toddiad i gael toddiad aloi wedi'i buro'n fawr.
2. Achosion Microsgopig Ffurfiant Craciau
2.1 Mae cracio poeth ingot yn cael ei bennu'n bennaf gan gyfradd crebachu solidio, cyfradd bwydo, a maint critigol y parth mwslyd. Os yw maint y parth mwslyd yn fwy na throthwy critigol, bydd cracio poeth yn digwydd.
2.2 Yn gyffredinol, gellir rhannu'r broses galedu o aloion yn sawl cam: bwydo swmp, bwydo rhyngdendritig, gwahanu dendritau, a phontio dendritau.
2.3 Yn ystod y cyfnod gwahanu dendritau, mae breichiau dendritau yn dod yn fwy clos ac mae llif yr hylif yn cael ei gyfyngu gan densiwn arwyneb. Mae athreiddedd y parth mwslyd yn cael ei leihau, a gall crebachu caledu digonol a straen thermol arwain at ficrofandylledd neu hyd yn oed craciau poeth.
2.4 Yng nghyfnod pontio'r dendritau, dim ond ychydig bach o hylif sy'n weddill wrth y cyffyrdd triphlyg. Ar y pwynt hwn, mae gan y deunydd lled-solet gryfder a phlastigedd sylweddol, a'r unig fecanwaith i wneud iawn am grebachu solidiad a straen thermol yw cropian cyflwr solid. Y ddau gam hyn yw'r rhai mwyaf tebygol o ffurfio bylchau crebachu neu graciau poeth.
3. Paratoi Ingotau Slab o Ansawdd Uchel yn Seiliedig ar Fecanweithiau Ffurfio Craciau
3.1 Yn aml, mae ingotau slab mawr yn arddangos craciau arwyneb, mandylledd mewnol, a chynhwysiadau, sy'n effeithio'n ddifrifol ar yr ymddygiad mecanyddol yn ystod solidio aloi.
3.2 Mae priodweddau mecanyddol yr aloi yn ystod solidio yn dibynnu'n helaeth ar nodweddion strwythurol mewnol, gan gynnwys maint y grawn, cynnwys hydrogen, a lefelau cynhwysiant.
3.3 Ar gyfer aloion alwminiwm â strwythurau dendritig, mae'r bylchau rhwng breichiau'r dendrit eilaidd (SDAS) yn effeithio'n sylweddol ar briodweddau mecanyddol a'r broses galedu. Mae SDAS mwy manwl yn arwain at ffurfio mandylledd cynharach a ffracsiynau mandylledd uwch, gan leihau'r straen critigol ar gyfer cracio poeth.
3.4 Mae diffygion fel bylchau a chynhwysiadau crebachu rhyngdendritig yn gwanhau caledwch yr ysgerbwd solet yn ddifrifol ac yn lleihau'r straen critigol sydd ei angen ar gyfer cracio poeth yn sylweddol.
3.5 Mae morffoleg y grawn yn ffactor microstrwythurol hollbwysig arall sy'n dylanwadu ar ymddygiad cracio poeth. Pan fydd grawn yn trawsnewid o dendritau colofnog i rawn cyd-echelinog globwlaidd, mae'r aloi yn arddangos tymheredd anhyblygedd is a threiddiant hylif rhyngdendritig gwell, sy'n atal twf mandyllau. Yn ogystal, gall grawn mân ddarparu ar gyfer straen a chyfraddau straen mwy a chyflwyno llwybrau lluosogi craciau mwy cymhleth, a thrwy hynny leihau'r duedd gyffredinol i gracio poeth.
3.6 Mewn cynhyrchu ymarferol, gall optimeiddio technegau trin toddi a chastio—megis rheoli cynnwys a chynnwys hydrogen yn llym, yn ogystal â strwythur graen—wella ymwrthedd mewnol ingotau slab i gracio poeth. Ynghyd â dulliau dylunio a phrosesu offer wedi'u optimeiddio, gall y mesurau hyn arwain at gynhyrchu ingotau slab cynnyrch uchel, ar raddfa fawr, o ansawdd uchel.
4. Mireinio Grawn Ingot
Mae aloi alwminiwm 7050 yn defnyddio dau fath o fireinwyr grawn yn bennaf: Al-5Ti-1B ac Al-3Ti-0.15C. Mae astudiaethau cymharol ar gymhwysiad mewnol y fireinwyr hyn yn dangos:
4.1 Mae ingotau wedi'u mireinio ag Al-5Ti-1B yn arddangos meintiau grawn llawer llai a thrawsnewidiad mwy unffurf o ymyl yr ingot i'r canol. Mae'r haen grawn bras yn deneuach, ac mae effaith mireinio grawn gyffredinol yn gryfach ar draws yr ingot.
4.2 Pan ddefnyddir deunyddiau crai a fireinio'n flaenorol gydag Al-3Ti-0.15C, mae effaith mireinio grawn Al-5Ti-1B yn lleihau. Ar ben hynny, nid yw cynyddu'r ychwanegiad Al-Ti-B y tu hwnt i bwynt penodol yn gwella mireinio grawn yn gymesur. Felly, ni ddylid cyfyngu ychwanegiadau Al-Ti-B i fwy na 2 kg/t.
4.3 Mae ingotau wedi'u mireinio ag Al-3Ti-0.15C yn cynnwys gronynnau mân, crwn, cyfartal o echelin yn bennaf. Mae maint y gronynnau yn gymharol unffurf ar draws lled y slab. Mae ychwanegu 3–4 kg/t o Al-3Ti-0.15C yn effeithiol wrth sefydlogi ansawdd y cynnyrch.
4.4 Yn arbennig, pan ddefnyddir Al-5Ti-1B mewn aloi 7050, mae gronynnau TiB₂ yn tueddu i wahanu tuag at y ffilm ocsid ar wyneb yr ingot o dan amodau oeri cyflym, gan ffurfio clystyrau sy'n arwain at ffurfio slag. Yn ystod solidio'r ingot, mae'r clystyrau hyn yn crebachu i mewn i ffurfio plygiadau tebyg i rigolau, gan newid tensiwn wyneb y toddi. Mae hyn yn cynyddu gludedd y toddi ac yn lleihau hylifedd, sydd yn ei dro yn hyrwyddo ffurfio craciau wrth waelod y mowld a chorneli wynebau llydan a chul yr ingot. Mae hyn yn cynyddu'r duedd i gracio yn sylweddol ac yn effeithio'n negyddol ar gynnyrch yr ingot.
4.5 O ystyried ymddygiad ffurfio aloi 7050, strwythur grawn ingotau domestig a rhyngwladol tebyg, ac ansawdd y cynhyrchion prosesu terfynol, mae Al-3Ti-0.15C yn cael ei ffafrio fel y mireinydd grawn mewn-lein ar gyfer castio aloi 7050—oni bai bod amodau penodol yn mynnu fel arall.
5. Ymddygiad Mireinio Grawn Al-3Ti-0.15C
5.1 Pan ychwanegir y mireinydd grawn ar 720 °C, mae'r grawn yn cynnwys strwythurau cywerth yn bennaf gyda rhai is-strwythurau ac nhw yw'r rhai mwyaf o ran maint.
5.2 Os cedwir y toddiant yn rhy hir ar ôl ychwanegu'r mireinydd (e.e., y tu hwnt i 10 munud), mae twf dendritig bras yn dominyddu, gan arwain at ronynnau mwy bras.
5.3 Pan fo swm ychwanegol y mireinydd grawn yn 0.010% i 0.015%, cyflawnir grawn mân hafal.
5.4 Yn seiliedig ar y broses ddiwydiannol o aloi 7050, yr amodau mireinio grawn gorau posibl yw: tymheredd ychwanegu tua 720 °C, amser o ychwanegu i galedu terfynol wedi'i reoli o fewn 20 munud, a swm y mireiniwr tua 0.01–0.015% (3–4 kg/t o Al-3Ti-0.15C).
5.5 Er gwaethaf amrywiadau ym maint yr ingot, cyfanswm yr amser o ychwanegu'r mireinydd grawn ar ôl gadael y toddi, trwy'r system mewn-lein, y cafn, a'r mowld, i'r solidiad terfynol yw 15–20 munud fel arfer.
5.6 Mewn lleoliadau diwydiannol, nid yw cynyddu faint o fireinio grawn y tu hwnt i gynnwys Ti o 0.01% yn gwella mireinio grawn yn sylweddol. Yn hytrach, mae ychwanegu gormodol yn arwain at gyfoethogi Ti a C, gan gynyddu'r tebygolrwydd o ddiffygion deunydd.
5.7 Mae profion mewn gwahanol bwyntiau—mewnfa dadnwyo, allfa dadnwyo, a chafn castio—yn dangos gwahaniaethau bach iawn ym maint y grawn. Fodd bynnag, mae ychwanegu'r mireinydd yn uniongyrchol wrth y cafn castio heb hidlo yn cynyddu'r risg o ddiffygion yn ystod archwiliad uwchsonig o ddeunyddiau wedi'u prosesu.
5.8 Er mwyn sicrhau mireinio grawn unffurf ac atal cronni'r mireinydd, dylid ychwanegu'r mireinydd grawn wrth fewnfa'r system dadnwyo.
Amser postio: Gorff-16-2025
