Os nad yw priodweddau mecanyddol allwthiadau fel y disgwylir, mae sylw fel arfer yn canolbwyntio ar gyfansoddiad cychwynnol y biled neu'r amodau allwthio/heneiddio. Ychydig o bobl sy'n cwestiynu a allai homogeneiddio ei hun fod yn broblem. Mewn gwirionedd, mae'r cam homogeneiddio yn hanfodol ar gyfer cynhyrchu allwthiadau o ansawdd uchel. Gall methu â rheoli'r cam homogeneiddio yn iawn arwain at:
● Pwysau torri treiddio cynyddol
●Mwy o ddiffygion
● Gweadau streipiog ar ôl anodizing
● Cyflymder allwthio is
● Priodweddau mecanyddol gwael
Mae gan y cam homogeneiddio ddau brif bwrpas: mireinio cyfansoddion rhyngmetelaidd sy'n cynnwys haearn, ac ailddosbarthu magnesiwm (Mg) a silicon (Si). Drwy archwilio microstrwythur y biled cyn ac ar ôl homogeneiddio, gellir rhagweld a fydd y biled yn perfformio'n dda yn ystod allwthio.
Effaith Homogeneiddio Biledau ar Galedu
Mewn allwthiadau 6XXX, daw cryfder o gamau cyfoethog mewn Mg a Si a ffurfiwyd yn ystod heneiddio. Mae'r gallu i ffurfio'r camau hyn yn dibynnu ar roi'r elfennau mewn toddiant solet cyn i heneiddio ddechrau. Er mwyn i Mg a Si ddod yn rhan o'r toddiant solet yn y pen draw, rhaid diffodd y metel yn gyflym o uwchlaw 530 °C. Ar dymheredd uwchlaw'r pwynt hwn, mae Mg a Si yn hydoddi'n naturiol i alwminiwm. Fodd bynnag, yn ystod allwthio, dim ond am gyfnod byr y mae'r metel yn aros uwchlaw'r tymheredd hwn. Er mwyn sicrhau bod yr holl Mg a Si yn hydoddi, mae angen i'r gronynnau Mg a Si fod yn gymharol fach. Yn anffodus, yn ystod castio, mae Mg a Si yn gwaddodi fel blociau Mg₂Si cymharol fawr (Ffig. 1a).
Cylch homogeneiddio nodweddiadol ar gyfer biledau 6060 yw 560 °C am 2 awr. Yn ystod y broses hon, gan fod y biled yn aros uwchlaw 530 °C am gyfnod hir, mae Mg₂Si yn hydoddi. Ar ôl oeri, mae'n ail-waddodi mewn dosbarthiad llawer mwy manwl (Ffig. 1c). Os nad yw'r tymheredd homogeneiddio yn ddigon uchel, neu os yw'r amser yn rhy fyr, bydd rhai gronynnau Mg₂Si mawr yn weddill. Pan fydd hyn yn digwydd, mae'r toddiant solet ar ôl allwthio yn cynnwys llai o Mg a Si, gan ei gwneud hi'n amhosibl ffurfio dwysedd uchel o waddodion caledu—sy'n arwain at briodweddau mecanyddol is.
Ffig. 1. Micrograffau optegol o filedau 6060 wedi'u sgleinio a'u hysgythru â HF 2%: (a) fel y'u castiwyd, (b) wedi'u homogeneiddio'n rhannol, (c) wedi'u homogeneiddio'n llwyr.
Rôl Homogeneiddio ar Rhyngfetelau sy'n Cynnwys Haearn
Mae gan haearn (Fe) effaith fwy ar galedwch torri nag ar gryfder. Mewn aloion 6XXX, mae cyfnodau Fe yn tueddu i ffurfio cyfnod-β (Al₅(FeMn)Si neu Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) yn ystod castio. Mae'r cyfnodau hyn yn fawr, yn onglog, ac yn ymyrryd ag allwthio (a amlygir yn Ffig. 2a). Yn ystod homogeneiddio, mae elfennau trwm (Fe, Mn, ac ati) yn tryledu, ac mae cyfnodau onglog mawr yn dod yn llai ac yn grwnach (Fig. 2b).
O ddelweddau optegol yn unig, mae'n anodd gwahaniaethu rhwng y gwahanol gamau, ac mae'n amhosibl eu mesur yn ddibynadwy. Yn Innoval, rydym yn mesur homogeneiddio biledau gan ddefnyddio ein dull canfod a dosbarthu nodweddion mewnol (FDC), sy'n darparu gwerth %α ar gyfer biledau. Mae hyn yn ein galluogi i asesu ansawdd yr homogeneiddio.
Ffig. 2. Micrograffau optegol o filedau (a) cyn a (b) ar ôl homogeneiddio.
Dull Canfod a Dosbarthu Nodweddion (FDC)
Mae Ffig. 3a yn dangos sampl wedi'i sgleinio wedi'i ddadansoddi gan ficrosgopeg electron sganio (SEM). Yna defnyddir techneg trothwy graddlwyd i wahanu ac adnabod rhyngfetelau, sy'n ymddangos yn wyn yn Ffig. 3b. Mae'r dechneg hon yn caniatáu dadansoddi ardaloedd hyd at 1 mm², sy'n golygu y gellir dadansoddi dros 1000 o nodweddion unigol ar unwaith.
Ffig. 3. (a) Delwedd electron wedi'i gwasgaru'n ôl o biled 6060 wedi'i homogeneiddio, (b) nodweddion unigol wedi'u nodi o (a).
Cyfansoddiad Gronynnau
Mae system Innoval wedi'i chyfarparu â synhwyrydd pelydr-X gwasgariad ynni (EDX) Oxford Instruments Xplore 30. Mae hyn yn caniatáu casglu sbectrwm EDX yn awtomatig ac yn gyflym o bob pwynt a nodwyd. O'r sbectrwm hyn, gellir pennu cyfansoddiad y gronynnau, a chasglu'r gymhareb Fe:Si gymharol.
Yn dibynnu ar gynnwys Mn neu Cr yr aloi, gellir cynnwys elfennau trwm eraill hefyd. Ar gyfer rhai aloion 6XXX (weithiau gyda Mn sylweddol), defnyddir y gymhareb (Fe+Mn):Si fel cyfeirnod. Yna gellir cymharu'r cymarebau hyn â rhai rhyngfetelau hysbys sy'n cynnwys Fe.
Cyfnod-β (Al₅(FeMn)Si neu Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): (Cymhareb Fe+Mn):Si ≈ 2. Cyfnod-α (Al₁₂(FeMn)₃Si neu Al₈.₃(FeMn)₂Si): cymhareb ≈ 4–6, yn dibynnu ar y cyfansoddiad. Mae ein meddalwedd bwrpasol yn caniatáu inni osod trothwy a dosbarthu pob gronyn fel α neu β, yna mapio eu safleoedd o fewn y microstrwythur (Ffig. 4). Mae hyn yn rhoi canran fras o α wedi'i drawsnewid yn y biled homogeneiddiedig.
Ffig. 4. (a) Map yn dangos gronynnau wedi'u dosbarthu'n α- a β, (b) plot gwasgariad o gymhareb (Fe+Mn):Si.
Beth Gall y Data Ddweud Wrthym
Mae Ffig. 5 yn dangos enghraifft o sut mae'r wybodaeth hon yn cael ei defnyddio. Yn yr achos hwn, mae'r canlyniadau'n dangos gwresogi anghyson o fewn ffwrnais benodol, neu o bosibl nad oedd y tymheredd gosod wedi'i gyrraedd. I asesu achosion o'r fath yn iawn, mae angen y biled prawf a'r biledau cyfeirio o ansawdd hysbys. Heb y rhain, ni ellir sefydlu'r ystod %α ddisgwyliedig ar gyfer y cyfansoddiad aloi hwnnw.
Ffig. 5. Cymhariaeth o %α mewn gwahanol adrannau o ffwrnais homogeneiddio sy'n perfformio'n wael.
Amser postio: Awst-30-2025
