{"id":331,"date":"2024-08-30T12:13:56","date_gmt":"2024-08-30T04:13:56","guid":{"rendered":"http:\/\/www.1.com\/?p=274"},"modified":"2024-12-10T21:00:32","modified_gmt":"2024-12-10T13:00:32","slug":"about-detail-23","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.hexinmusu.com\/de\/about-detail-23.html","title":{"rendered":"W\u00e4rmebehandlung von Aluminium und Aluminiumlegierungen - L\u00f6sungen"},"content":{"rendered":"

\u5b81\u6ce2\u8d3a\u946b\u5728\u5bf9\u94dd\u548c\u94dd\u5408\u91d1\u8fdb\u884c\u70ed\u5904\u7406\u65f6\uff0c\u8ba4\u8bc6\u5230\u5f53\u524d\u9762\u4e34\u7684\u95ee\u9898\u4ee5\u53ca\u4e3a\u4f55\u4e25\u683c\u63a7\u5236\u5de5\u827a\u6ce2\u52a8\u548c\u8bbe\u5907\u504f\u5dee\u662f\u81f3\u5173\u91cd\u8981\u7684\u3002\u4e3a\u4e86\u5411\u70ed\u5904\u7406\u9886\u57df\u7684\u540c\u4ec1\u4eec\u63d0\u4f9b\u52a9\u529b\uff0c\u5b81\u6ce2\u8d3a\u946b\u603b\u7ed3\u5e76\u5f52\u7eb3\u4e86\u6700\u5e38\u9047\u5230\u7684\u5de5\u827a\u95ee\u9898\uff0c\u5e76\u63d0\u51fa\u4e86\u4e00\u4e9b\u9488\u5bf9\u6027\u7684\u89e3\u51b3\u5efa\u8bae\u3002\u63a5\u4e0b\u6765\uff0c\u5c06\u66f4\u6df1\u5165\u5730\u4e0e\u5927\u5bb6\u63a2\u8ba8\u8fd9\u4e9b\u8bdd\u9898\u3002<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Fragen zur W\u00e4rmebehandlung<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Bei der W\u00e4rmebehandlung von Aluminium sind die am h\u00e4ufigsten gemeldeten Probleme folgende:<\/p>\n\n\n\n

1) Falsche Platzierung der Teile<\/p>\n\n\n\n

Falsche Platzierung - Bei h\u00f6heren Temperaturen w\u00e4hrend des Mischvorgangs ist das Produkt weniger steif und wird durch die Schwerkraft leicht zerdr\u00fcckt und verformt. Durch die richtige Platzierung (Abb. 1) werden diese Probleme vermieden.<\/p>\n\n\n\n

suchen.<\/strong>1. <\/strong>Richtige Platzierung der Teile<\/strong><\/p>\n\n\n\n

2) Heizung\/Temperaturanstieg zu schnell<\/strong>-Dies kann zu thermischen Verformungen f\u00fchren und sollte vermieden werden. Die richtige Platzierung der Teile hilft, sie gleichm\u00e4\u00dfig zu erhitzen.<\/p>\n\n\n\n

3) H\u00f6here Eigenspannungswerte als erwartet<\/strong>--W\u00e4rmebehandlungen ver\u00e4ndern nicht nur die mechanischen Eigenschaften, sondern wirken sich auch direkt auf das Eigenspannungsniveau aus.<\/p>\n\n\n\n

M\u00f6gliche Ursachen sind: ein gro\u00dfer Unterschied in den Abk\u00fchlungsraten zwischen der Oberfl\u00e4che und dem Inneren w\u00e4hrend des Abschreckens (einschlie\u00dflich der Abk\u00fchlung des Gussst\u00fccks nach der Erstarrung), eine unangemessene Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs, Temperatur\u00e4nderungen in Zwischenschritten usw.<\/p>\n\n\n\n

Eigenspannungen h\u00e4ngen mit Faktoren wie (gro\u00dfen) Unterschieden in der Abk\u00fchlgeschwindigkeit, der Querschnittsdicke des Teils, pl\u00f6tzlichen \u00c4nderungen der Querschnittsabmessungen und der Festigkeit des Materials zusammen. Es ist zu bedenken, dass die durch das Abschrecken induzierten Spannungen viel gr\u00f6\u00dfer sind als die durch andere Verfahren, einschlie\u00dflich des Gie\u00dfens, induzierten.<\/p>\n\n\n\n

4) Schwankung der Zeit\/Temperatur\/Abschreckparameter<\/strong>-Sie f\u00fchren zu Abweichungen in den mechanischen und\/oder physikalischen Eigenschaften zwischen Teilen und zwischen Chargen.<\/p>\n\n\n\n

Zu den Ursachen geh\u00f6ren eine zu lange Teiletransferzeit, eine unsachgem\u00e4\u00dfe (zu langsame) Aush\u00e4rtung, \u00dcberhitzung, Unterhitzung oder \u00c4nderungen der Zeit-Temperatur-Parameter w\u00e4hrend des Ausscheidungsh\u00e4rtungsprozesses. So werden beispielsweise bei zu langer Zeit und zu hoher Temperatur gr\u00f6\u00dfere Partikel (Ausscheidungen) ausgeschieden.<\/p>\n\n\n\n

5) \u00dcberm\u00e4\u00dfige Erw\u00e4rmung<\/strong>--Dies ist der Fall, wenn ein beginnendes oder eutektisches Schmelzen auftritt. Beispielsweise werden Mischkristall-W\u00e4rmebehandlungen bei Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt vieler Aluminiumlegierungen (insbesondere der 2xxx-Serie, die oft nur wenige Grad unter ihrem Schmelzpunkt liegt) durchgef\u00fchrt. Geeignete Temperaturen sind erforderlich, um die Aufl\u00f6sung der festen Legierungselemente zu f\u00f6rdern.<\/p>\n\n\n\n

6) Unzureichende Heizung<\/strong>--Dies f\u00fchrt zu einem Verlust der mechanischen Eigenschaften aufgrund einer unzureichenden \u00dcbers\u00e4ttigung. Wenn die Alterungstemperatur zu niedrig und\/oder die Alterungszeit zu kurz ist, wird die Bildung der L\u00f6sungsatom-Aggregationszone (GP-Zone) nicht leicht erreicht, was zu einer geringen Festigkeit nach der Alterung f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

7) Unzureichendes Abschrecken verursacht Verformung<\/strong>--Das Problem bzw. die Schwierigkeit in diesem Bereich ist die Bewegung des Werkst\u00fccks in das Abschreckmittel, insbesondere wenn manuell abgeschreckt werden muss.<\/p>\n\n\n\n

Das Teil muss reibungslos in das Abschreckmittel eintreten. Im Fachjargon der W\u00e4rmebehandler hei\u00dft das, dass das Teil nicht gegen das Abschreckmittel \"klatschen\" darf. Eine gleichm\u00e4\u00dfige W\u00e4rme\u00fcbertragung \u00fcber das gesamte Teil verhindert Abk\u00fchlungsunterschiede und Dehnungsunterschiede.<\/p>\n\n\n\n

\u00c4nderungen des W\u00e4rme\u00fcbergangs in horizontaler Richtung sind in der Regel ung\u00fcnstiger als \u00c4nderungen in vertikaler Richtung. Es ist wichtig, das Abschreckmittel auf der richtigen Temperatur zu halten, seine Erw\u00e4rmung zu kontrollieren, seinen gleichm\u00e4\u00dfigen Fluss zu gew\u00e4hrleisten, das am besten geeignete Abschreckmittel (z. B. Luft, Wasser oder Polymer) zu w\u00e4hlen usw.<\/p>\n\n\n\n

So kann beispielsweise die Abk\u00fchlungsgeschwindigkeit des Polymers f\u00fcr eine bestimmte Anwendung angepasst werden, indem die Konzentration, die Temperatur und die Intensit\u00e4t des R\u00fchrens variiert werden, um eine gleichm\u00e4\u00dfige W\u00e4rme\u00fcbertragung und Abschreckungsgeschwindigkeit w\u00e4hrend der Siedephase des Kerns zu gew\u00e4hrleisten. Auch die Pflege des Abschreckmittels ist wichtig. Bei Teilen mit komplexen Formen, wie Schmiedest\u00fccken, Gussst\u00fccken, Flie\u00dfpressteilen und Teilen aus d\u00fcnnen Platten, k\u00f6nnen niedrigere Abschreckraten verwendet werden, um das Verformungsverhalten zu verbessern.<\/p>\n\n\n\n

8) Oberfl\u00e4chensch\u00e4lung\/Hochtemperaturoxidation<\/strong>-Wir er\u00f6rtern dieses Thema ausf\u00fchrlich in \"Hochtemperaturoxidation - eine Fallstudie\".<\/p>\n\n\n\n

9) \u00dcberm\u00e4\u00dfige Verschreibung<\/strong>--Dies kann zu einem Verlust der mechanischen Eigenschaften f\u00fchren. Wenn die Alterungstemperatur zu hoch und\/oder die Alterungszeit zu lang ist, erh\u00f6ht sich die kritische Keimgr\u00f6\u00dfe der ausgef\u00e4llten Phasen im \u00fcbers\u00e4ttigten Mischkristall, was zu einem niedrigeren Festigkeitsindex nach der Alterung f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

10) Unzureichende Verj\u00e4hrungsfrist<\/strong>--Dies kann auch zu einem Verlust der mechanischen Eigenschaften f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

11) Unzul\u00e4ssige nat\u00fcrliche Begrenzung<\/strong>--Die Dauer der nat\u00fcrlichen Alterung schwankt zwischen etwa 5 Tagen f\u00fcr die Legierungen der 2xxx-Serie und etwa 30 Tagen f\u00fcr die anderen Legierungen. Die 6xxx- und 7xxx-Serien sind bei Raumtemperatur weniger stabil, und die Ver\u00e4nderungen der mechanischen Eigenschaften k\u00f6nnen \u00fcber viele Jahre anhalten.<\/p>\n\n\n\n

Es gibt einige Legierungen, bei denen die nat\u00fcrliche Alterung nach einer Tieftemperaturbehandlung bei oder unter -18 \u00b0C mehrere Tage lang gehemmt oder verz\u00f6gert wird.<\/p>\n\n\n\n

Es ist g\u00e4ngige Praxis, dass das Umformen, Richten und Stanzen abgeschlossen wird, bevor die Materialeigenschaften durch Alterung ver\u00e4ndert werden. So ist beispielsweise die Tieftemperaturbehandlung eine Ma\u00dfnahme, die bei 2014-T4-Nieten h\u00e4ufig ergriffen wird, um gute Nieteigenschaften zu erhalten.<\/p>\n\n\n\n

12) Unzul\u00e4ssige k\u00fcnstliche Begrenzung<\/strong>--K\u00fcnstliche Alterung (auch bekannt als Ausscheidungsw\u00e4rmebehandlung) ist ein l\u00e4ngerer Prozess bei niedrigeren Temperaturen. Die Temperaturkontrolle ist von entscheidender Bedeutung und eine Temperaturgleichm\u00e4\u00dfigkeit von \u00b16\u02daC (\u00b110\u02daF) muss unbedingt gew\u00e4hrleistet sein. Das optimale Ziel f\u00fcr die Temperaturgleichm\u00e4\u00dfigkeit sollte \u00b14\u02daC (\u00b17\u02daF) betragen.<\/p>\n\n\n\n

13) Unzureichende Haltezeit<\/strong>- Die Folge ist, dass die gew\u00fcnschten mechanischen Eigenschaften nicht erreicht werden. Eine zu kurze Zeit f\u00fchrt zu einer unzureichenden \u00dcbers\u00e4ttigung, w\u00e4hrend eine zu lange Zeit zu einer Verformung des Teils f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

14) Schlechte Temperaturgleichm\u00e4\u00dfigkeit<\/strong>--Dies kann dazu f\u00fchren, dass die mechanischen Eigenschaften nicht erreicht oder sogar ver\u00e4ndert werden. Typische Anforderungen an die Gleichm\u00e4\u00dfigkeit der Prozesstemperatur sind \u00b16\u02daC (\u00b110\u02daF), w\u00e4hrend die meisten Luft- und Raumfahrtanwendungen \u00b13\u02daC (\u00b15\u02daF) erwarten.<\/p>\n\n\n\n

15) Unsachgem\u00e4\u00dfe Kaltbearbeitung nach der Mischkristallbehandlung<\/strong>--Dies ist in der Regel auf ein mangelndes Verst\u00e4ndnis der Reaktion der zu behandelnden Legierung zur\u00fcckzuf\u00fchren. Zum Beispiel wird die Kaltverformung einer Legierung der Serie 2xxx im abgeschreckten Zustand das Ausma\u00df, in dem sie auf nachfolgende Ausscheidungsbehandlungen reagiert, deutlich erh\u00f6hen.<\/p>\n\n\n\n

(16) Unzureichende Abk\u00fchlgeschwindigkeit beim Gl\u00fchen von l\u00f6sungsgegl\u00fchten Erzeugnissen<\/strong>-Die maximale Abk\u00fchlungsrate muss bei 20\u02daC (40\u02daF) pro Stunde gehalten werden, bis die Temperatur auf 290\u02daC (555\u02daF) f\u00e4llt. Abk\u00fchlungsraten unterhalb dieser Temperatur sind weniger wichtig.<\/p>\n\n\n\n

Gussbezogene Fragen<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Nebenbei sei erw\u00e4hnt, dass Aluminiumbarren im Werkszustand eine Reihe von M\u00e4ngeln aufweisen, die sich auf die nachfolgende W\u00e4rmebehandlung und die mechanischen Eigenschaften auswirken k\u00f6nnen, darunter:<\/p>\n\n\n\n

1) L\u00f6cher\/Zentrumsparsamkeit<\/strong>-Verursacht unzureichende Schrumpfung, Wasserstoffentmischung oder Oberfl\u00e4chenoxidation (oft aufgrund von Luftblasen)<\/p>\n\n\n\n

2) Einschl\u00fcsse<\/strong>-Gussverunreinigungen in Form von Karbiden, Boriden, Oxiden usw. (durch Kornfeinungsmittel oder Luftblasen)<\/p>\n\n\n\n

3) Makro- oder Mikroverzerrung<\/strong>- Gel\u00f6ste Bestandteile und hochharte Partikel aus intermetallischen Verbindungen und Partikel der zweiten Phase sind nicht gleichm\u00e4\u00dfig verteilt. Die richtige Homogenisierung hilft, dieses Problem zu l\u00f6sen.<\/p>\n\n\n\n

4) Verformung\/Schrumpfung<\/strong>-Ursache f\u00fcr k\u00fchlungsbedingte Spannungen\/Dehnungen<\/p>\n\n\n\n

5) Thermisches Rei\u00dfen<\/strong>--Haupts\u00e4chlich aufgrund von Schrumpfungsproblemen<\/p>\n\n\n\n

6) Probleme beim Walzen (d\u00fcnne und dicke Bleche) oder beim Verformen (Strangpressprofile, Stangen und Bleche) zur Erzielung h\u00f6herer mechanischer Eigenschaften. Eine sekund\u00e4re W\u00e4rmebehandlung sollte jedoch vermieden werden, wenn ein h\u00f6heres Leistungsniveau erforderlich ist.<\/p>\n\n\n\n

Schlussbemerkungen<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die L\u00f6sung f\u00fcr die meisten Probleme im Zusammenhang mit der W\u00e4rmebehandlung von Aluminium ist:<\/p>\n\n\n\n

Verstehen Sie, was schief gehen kann; ermitteln Sie geeignete Verfahren und Schritte; sorgen Sie f\u00fcr Konsistenz (und Reproduzierbarkeit) bei der Durchf\u00fchrung dieser Schritte; \u00fcberwachen Sie den Prozess nach M\u00f6glichkeit in Echtzeit; und f\u00fchren Sie Aufzeichnungen \u00fcber die Vorg\u00e4nge in den W\u00e4rmebehandlungs\u00f6fen und die Zeit-Temperatur-Profile, um zu best\u00e4tigen, dass der beabsichtigte Vorgang tats\u00e4chlich durchgef\u00fchrt wird.<\/p>\n\n\n\n

Schlie\u00dflich muss sichergestellt werden, dass geeignete Pr\u00fcfverfahren angewandt werden, um zu best\u00e4tigen, dass die Bauteile die Anforderungen erf\u00fcllen und im tats\u00e4chlichen Gebrauch zuverl\u00e4ssig funktionieren.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4rmebehandler waren sich dieser Anforderungen schon immer bewusst, aber bei der W\u00e4rmebehandlung von Aluminium und Aluminiumlegierungen sind sie noch kritischer als in anderen Bereichen.<\/p>\n\n\n\n

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