در این آزمایش هدف بررسی فرایند پیر سختی یا رسوب سختی precipitation hardening  و یا age hardening  روی آلیاژهای غیر آهنی و خصوصا آلومینیوم و مس است .

دانلود آزمایش عملیات حرارتی آلیاژهای غیر آهنی 

هدف آزمایش عملیات حرارتی آلیاژهای غیر آهنی :

در این آزمایش هدف بررسی فرایند پیر سختی یا رسوب سختی precipitation hardening  و یا age hardening  روی آلیاژهای غیر آهنی و خصوصا آلومینیوم و مس است .

وسایل آزمایش :

نمونه ی Al-4%Cu   ، کوره ، محیط کوئنچ آب ، میکروسکپ الکترونی ، دستگاه سختی سنجی

شرح آزمایش :

روش رسوب سختی یکی از راه های بسیار متداول برای افزایش استحکام فلزات و خصوصا فلزات غیر آهنی است . یکی از نکاتی که در این زمینه بسیار مهم است شکل رسوبات است . اگر رسوبات حاصل به شکل سوزنی باشند از یک سو خیلی خوب می توانند جلوی حرکت نا به جایی ها را بگیرند و در این صورت باعث افزایش استحکام می شوند ، ولی از سوی دیگر این شکل سوزنی خود می تواند نقش ترک را ایفا کند و لذا برای رسوب سختی سعی می شود ذرات رسوب تا حد امکان کروی باشند و برای اینکه خوب عمل کنند تلاش بر این است که تعداد آنها در ساختار زیاد باشد . شرط لازم برای انجام این عملیات حرارتی این است که فاز ثانویه در دمای زیاد قابل انحلال در زمینه بوده ولی با کاهش دما حلالیتش کم شده و رسوب کند . این شرط لازم برای این عملیات است و بسیاری از فلزات آلیاژی مستعد آن هستند ولی این شرط کافی نیست و باید رسوبات با زمینه فصل مشترک کوهرنت داشته باشند . در صورت عدم وجود فصل مشترک کوهرنت و یا از بین رفتن آن در اثر حرارت دادن آلیاژ به مدت زمان بیشتر از حد لازم خواص آلیاژ تغییر چندانی نمی کند . شرط دیگر وجود دمای پیر سازی است چرا که آلیاژ باید قابلیت سریع سرد کردن را داشته باشد .

مراحل عملیات حرارتی رسوب سختی به شرح زیر است :

• آنیل انحلالی : آلیاژ را تا دمایی بالاتر از حد حلالیت اتمهای مس در فاز α در دمای ۵۰۰-۵۴۰ درجه حرارت داده و در آن دما تا بدست آمدن یک محلول جامد α ی همگن نگه می داریم . در این مرحله رسوب θ در α حل می شود و هر گونه **** موجود در آلیاژ اولیه کاهش می یابد . ( می توان آلیاژ را درست تا زیر دمای سالیدوس گرم کرد و سرعت همگن شدن را افزایش داد . محصول این قسمت یک محلول جامد α است .
• سریع سرد کردن : بعد از عملیات حرارتی انحلال آلیاژی که فقط شامل فاز α است خیلی سریع آن را سرد می کنیم . در این حالت اتمها زمان کافی برای نفوذ به مکانهای مستعد جوانه زنی و تشکیل رسوب فاز θ را ندارند . پس از سریع سرد کردن ساختار هنوز تنها شامل فاز α است ، لیکن یک محلول جامد فوق اشباع از مس است و ساختار میکروسکپی تعادلی ندارد.
• پیر سازی : در نهایت α فوق اشباع شده را تا زیر دمای حد حلالیت جامد گرم می کنند (۱۳۰-۲۵۰) . در این دمای پیر سازی اتمها قادر به نفوذ در فواصل کوتاه هستند . چون α فوق اشباع پایدار نیست و اتمهای اضافی مس به مکان های مستعد جوانه زنی (عیوب شبکه) نفوذ می کنند و رسوب تشکیل می شود و نهایتا رشد می کنند . در پایان اگر این آلیاژ درآن دما نگه داشته شود ساختار تعادلی α و θ بدست می آید .

مطالعه بیشتر