การควบคุมคุณภาพและการเพิ่มประสิทธิภาพของอะลูมิเนียมบรอนซ์ C61400

ห่วงโซ่คุณภาพและมาตรฐานที่ใช้บังคับ

C61400 จัดส่งตามมาตรฐาน ASTM B150/B150M สำหรับแท่งและแท่ง, ASTM B171/B171M สำหรับแผ่น แผ่นบาง และแถบ และ ASTM B111/B111M สำหรับท่อไร้ตะเข็บ โดยมีข้อกำหนด ASME ที่เทียบเท่ากับที่ใช้กับส่วนประกอบยึดแรงดัน- มาตรฐานแต่ละข้อจะกำหนดคุณสมบัติทางเคมี สมบัติทางกลขั้นต่ำ และเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของขนาด และแต่ละมาตรฐานถือว่าผู้ผลิตควบคุมกระบวนการได้ดีพอที่จะตอบสนองความต้องการเหล่านั้นซ้ำๆ แทนที่จะคัดแยกวัสดุสำเร็จรูป

ดังนั้นห่วงโซ่คุณภาพจึงเริ่มจากการเตรียมประจุไปจนถึงการหลอม การหล่อ การทำงานที่ร้อน การอบชุบด้วยความร้อน และการตกแต่งขั้นสุดท้าย และแต่ละข้อต่อมีค่าการควบคุมที่วัดได้ ความยากในทางปฏิบัติของอะลูมิเนียมบรอนซ์คือสองสิ่งที่กำหนดประสิทธิภาพ ปริมาณอะลูมิเนียมในสารละลายที่เป็นของแข็ง และการกระจายตัวของอนุภาคอินเทอร์เมทัลลิกที่มีธาตุเหล็ก- ไม่สามารถตรวจสอบได้จากการทดสอบแรงดึงเพียงอย่างเดียว การควบคุมโครงสร้างจุลภาคจึงเป็นเงื่อนไขการปลดปล่อยและไม่ใช่เงื่อนไขเพิ่มเติมที่เป็นทางเลือก

การควบคุมการหลอมและการหล่อ

การหลอมเหลวคือจุดที่เคมีคงที่ และความเสี่ยงหลักคือการปนเปื้อนจากประจุ การออกซิเดชันที่มากเกินไปของอะลูมิเนียม และการเก็บก๊าซ แนวทางปฏิบัติที่ดีเริ่มต้นด้วยการแยกประจุอย่างระมัดระวังซึ่งจะแยกผลตอบแทน C61400 ที่สะอาดออกจากโลหะผสมทองแดงอื่นๆ เนื่องจากตะกั่ว ดีบุก หรือสังกะสีจำนวนเล็กน้อยที่พัดมาจากเศษที่ผสมกันก็เพียงพอแล้วที่จะเปลี่ยนสมดุลของเฟสและลดความเหนียว

การควบคุมการชาร์จ: ชั่งน้ำหนักส่งคืนและทองแดงบริสุทธิ์ โดยระบุตามเกรด และเก็บไว้ให้ปราศจากเศษโลหะผสมทองแดงผสม และการปนเปื้อนของเหล็ก

การควบคุมทางเคมี: ปริมาณอะลูมิเนียมและเหล็กจะถูกนำเข้าไปตรงกลางของช่วงที่ระบุ แทนที่จะไปที่ขอบ และผลลัพธ์จะได้รับการตรวจสอบโดยการวิเคราะห์ทางสเปกโตรเมทริกของตัวอย่างที่นำมาจากการหลอม โดยทั่วไปวิธีการนี้จะเป็นไปตาม ASTM E478 สำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีของโลหะผสมทองแดง

การกำจัดออกซิเดชันและการควบคุมแก๊ส: ตัวอลูมิเนียมเองทำหน้าที่เป็นตัวกำจัดออกซิไดซ์อย่างแรง และการฝึกการหลอมนั้นจัดขึ้นเพื่อจำกัดการรับไฮโดรเจน เนื่องจากก๊าซที่ละลายจะทำให้เกิดความพรุนซึ่งจะแสดงในภายหลังเป็นข้อบกพร่องที่พื้นผิว และลดอายุการใช้งานที่ล้าลง

พารามิเตอร์การหล่อ: อุณหภูมิการเท อุณหภูมิแม่พิมพ์ และอัตราการเย็นตัวจะถูกบันทึกไว้สำหรับทุกความร้อน อัตราการทำความเย็นเป็นตัวกำหนดว่าอะลูมิเนียมจะยังคงอยู่ในสารละลายอิ่มตัวยวดยิ่งหรือไม่ และอนุภาคระหว่างโลหะจะละเอียดและกระจายตัวสม่ำเสมอหรือไม่หลังจากการทำงานที่ร้อน ดังนั้นจึงถือเป็นพารามิเตอร์ที่ได้รับการควบคุม แทนที่จะเป็นพารามิเตอร์โดยบังเอิญ

ความร้อนแต่ละครั้งจะมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวที่ตามมาตลอดกระบวนการทั้งหมด หมายเลขความร้อนจะปรากฏบนการหล่อ บนสต็อคกึ่งสำเร็จรูป- และบนใบรับรองขั้นสุดท้าย ซึ่งทำให้การตรวจสอบย้อนกลับมีความหมายเมื่อลูกค้ารายงานปัญหาในภายหลัง

การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานที่ร้อนและการรักษาความร้อน

การทำงานที่ร้อนจะทำให้โครงสร้างการหล่อแตกสลาย ปิดรูพรุนภายใน และแปลงโครงข่ายระหว่างโลหะให้เป็นอนุภาคที่กระจัดกระจาย วัตถุประสงค์ในการเพิ่มประสิทธิภาพคือการได้รับโครงสร้างที่สม่ำเสมอและละเอียดโดยไม่แตกร้าว และบรรลุผลโดยการควบคุมตัวแปรสามตัวด้วยกัน: อุณหภูมิอุ่น ปริมาณการลดต่อการผ่าน และอุณหภูมิการตกแต่ง

โลหะผสมทำงานในหน้าต่างอุณหภูมิซึ่งคงโครงสร้างไว้ในช่องอัลฟ่า-บวก-คัปปา การทำงานที่ร้อนเกินไปอาจเสี่ยงต่อการเปลี่ยนเฟสและการปรากฏตัวขององค์ประกอบเบต้าซึ่งจะช่วยลดความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อนในชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว การทำงานที่เย็นเกินไปจะทำให้เกิดความเครียดในการไหล ทำให้เกิดการแตกร้าวที่ขอบ และอาจทำให้เกิดการตกผลึกที่ไม่สมบูรณ์ได้ ตารางการลดถูกกำหนดไว้เพื่อให้การลดทั้งหมดเพียงพอที่จะปรับแต่งโครงสร้าง ในขณะที่การลดต่อ-ยังคงน้อยพอที่จะหลีกเลี่ยงการฉีกขาดของพื้นผิว

การอบชุบด้วยความร้อนใช้สำหรับการอบอ่อนและบรรเทาความเครียด ไม่มีการชุบแข็ง เนื่องจาก C61400 ไม่สามารถชุบแข็งด้วยการตกตะกอนได้ การอบอ่อนเพื่อบรรเทาความเครียด- โดยทั่วไปจะดำเนินการในช่วงอุณหภูมิ 500 ถึง 650 องศาเซลเซียสโดยมีการควบคุมความเย็น จะช่วยขจัดความเครียดที่ตกค้างจากการหล่อ การทำงานร้อน การทำงานเย็น และการตัดเฉือน เรื่องนี้สำคัญด้วยเหตุผลสองประการ: ความเค้นตกค้างทำให้เกิดการบิดเบี้ยวระหว่างการตัดเฉือน และเป็นเงื่อนไขหนึ่งที่จำเป็นสำหรับความเครียด-การแตกร้าวจากการกัดกร่อนในบริการแอมโมเนีย ในกรณีที่ชิ้นส่วนถูกกำหนดไว้สำหรับหน้าที่แบกรับแอมโมเนีย- การบรรเทาความเครียดไม่ใช่ทางเลือก และประสิทธิภาพของการบำบัดจะได้รับการตรวจสอบโดยการทดสอบแอมโมเนีย เช่น ASTM B858

โครงสร้างจุลภาคและการควบคุมขนาดเกรน

โครงสร้างจุลภาคเป็นตัวบ่งชี้โดยตรงว่ากระบวนการได้รับการควบคุมอย่างถูกต้องหรือไม่ การตรวจสอบจะค้นหาเมทริกซ์อัลฟ่าที่สม่ำเสมอซึ่งมีอนุภาคเหล็กกระจายสม่ำเสมอ-ตามขนาดที่ต้องการ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ให้ความแข็งแรงตามที่กำหนด พร้อมด้วยความเหนียวที่เพียงพอและพฤติกรรมการกัดกร่อนที่เชื่อถือได้

ขนาดเกรนวัดโดยวิธีสกัดหรือเปรียบเทียบของ ASTM E112 บนส่วนที่ขัดเงาและแกะสลัก ขนาดเกรนที่ละเอียดและสม่ำเสมอบ่งชี้ว่าการทำงานที่ร้อนและการอบอ่อนนั้นมีความสมดุลอย่างถูกต้อง ในขณะที่โครงสร้างเกรนขนาดใหญ่หรือดูเพล็กซ์ชี้ไปที่การอบอ่อนมากเกินไปหรือการทำงานที่ไม่สมบูรณ์

การกระจายตัวของอนุภาคได้รับการประเมินในเวลาเดียวกัน การเกิดแถบของเฟสระหว่างโลหะหรือโครงข่ายต่อเนื่องที่ขอบเขตอนุภาคก่อนหน้า บ่งชี้ถึงปัญหาการหล่อหรือการทำงาน และถือว่าไม่สอดคล้องกัน-แม้ว่าการทดสอบแรงดึงจะผ่านการทดสอบก็ตาม

เนื้อหาที่รวมเข้าและความพรุนจะถูกตรวจสอบบนโครงสร้างแบบหล่อ-และส่วนที่เสร็จแล้ว ความพรุนและการหดตัวของแก๊สเป็นข้อบกพร่องที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะทำให้เกิดการรั่วไหลในส่วนประกอบแรงดัน ดังนั้นการปฏิบัติในการหล่อจึงได้รับการตรวจสอบโดยการแบ่งส่วนบทความแรกจากแม่พิมพ์ใหม่แต่ละชิ้นหรือโครงร่างการหล่อแบบต่อเนื่อง แทนที่จะตรวจสอบเฉพาะชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว

การทดสอบ การตรวจสอบ และการปล่อย

แพ็คเกจการปล่อยสำหรับล็อตที่ส่งออกผสมผสานการทดสอบแบบทำลายกับการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย-และการตรวจสอบมิติ และแต่ละรายการจะมีการอ้างอิงถึงมาตรฐานเพื่อให้ลูกค้าสามารถตรวจสอบได้

แนวทางปฏิบัติเพิ่มเติมอีกสองประการจะช่วยเพิ่มความสม่ำเสมอของโปรแกรมการจัดหา ประการแรกคือเก็บตัวอย่างความร้อนแต่ละอย่างไว้ เพื่อให้สามารถตอบคำถามในภายหลังเกี่ยวกับเคมีหรือโครงสร้างได้โดยไม่ต้องหลอมใหม่ ประการที่สองคือการป้อนผลการตรวจสอบกลับเข้าไปในพารามิเตอร์กระบวนการ: หากความต้านทานแรงดึงเบี่ยงเบนไปสูงในขณะที่การยืดตัวลดลง การตอบสนองคือการทบทวนกำหนดเวลาการลดและอุณหภูมิการอบอ่อน แทนที่จะยอมรับล็อต เนื่องจากการเบี่ยงเบนมักจะส่งสัญญาณถึงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคที่จะส่งผลต่อประสิทธิภาพการกัดกร่อนเป็นเวลานานก่อนที่จะส่งผลต่อผลลัพธ์แรงดึง

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: มาตรฐานใดควบคุมคุณภาพของ C61400
ASTM B150/B150M สำหรับแท่งและแท่ง, ASTM B171/B171M สำหรับแผ่น แผ่นบาง และแถบ และ ASTM B111/B111M สำหรับท่อไร้ตะเข็บ โดยมีค่าเทียบเท่า ASME สำหรับบริการรักษาแรงดัน- วิธีการทดสอบ ได้แก่ ASTM E8/E8M, ASTM E18, ASTM E112, ASTM E478 และ ASTM B858

ถาม: เพราะเหตุใดจึงต้องระบุขนาดเกรนและคุณสมบัติแรงดึง
เนื่องจากผลแรงดึงเพียงอย่างเดียวไม่เผยให้เห็นโครงสร้างหยาบ เป็นแถบ หรือดูเพล็กซ์ ขนาดเกรนและการกระจายตัวของอนุภาคจะควบคุมความเหนียว พฤติกรรมความล้า และความต้านทานการกัดกร่อน ดังนั้นจึงได้รับการตรวจสอบทางโลหะวิทยาว่าเป็นสภาวะการปลดปล่อย

ถาม: C61400 สามารถเสริมความแข็งแกร่งด้วยการบำบัดความร้อนได้หรือไม่
ไม่ใช่ ฝนไม่สามารถทำให้แข็งตัวได้ ความแข็งแกร่งมาจากอะลูมิเนียมในสารละลายที่เป็นของแข็ง จากเหล็ก-อนุภาคอะลูมิเนียมอินเตอร์เมทัลลิกของเหล็ก และจากงานเย็น ดังนั้นการอบชุบด้วยความร้อนจึงใช้สำหรับการอบอ่อนและบรรเทาความเครียดเท่านั้น

ถาม: เหตุใดจึงต้องมีการบรรเทาความเครียดในการให้บริการแอมโมเนีย?
อะลูมิเนียมบรอนซ์สามารถรับความเค้น-จากการกัดกร่อนจากการแตกร้าวในแอมโมเนียและสารประกอบแอมโมเนียม และความเค้นตกค้างเป็นเงื่อนไขหนึ่งที่จำเป็นสำหรับการแตกร้าวในการเริ่มต้น การบรรเทาความเครียดจะขจัดสภาวะนั้นออกไป และการทดสอบ ASTM B858 จะยืนยันผลลัพธ์

ถาม: อะไรคือสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการเปลี่ยนแปลงด้านคุณภาพในเกรดนี้?
การปนเปื้อนจากประจุ โดยเฉพาะตะกั่ว ดีบุก หรือสังกะสีที่มาจากเศษโลหะผสมทองแดงผสม และอัตราการเย็นตัวที่ไม่สามารถควบคุมได้ในระหว่างการหล่อ ทั้งเปลี่ยนโครงสร้างและลดความเหนียวลงได้โดยไม่ผ่านข้อกำหนดด้านแรงดึง

ถาม: เอกสารใดบ้างที่ควรแนบไปกับล็อตการส่งออก
ใบรับรองโรงงานที่แสดงการวิเคราะห์ความร้อน สมบัติทางกล ความแข็งและขนาดเกรน พร้อมด้วยรายงานการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย- บันทึกขนาด และหมายเลขความร้อนที่ทำเครื่องหมายไว้บนผลิตภัณฑ์ เพื่อให้สามารถจับคู่ใบรับรองกับวัสดุในร้านค้าของลูกค้าได้