chapter 4 nonferrous light alloys l.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Chapter 4 Nonferrous Light Alloys PowerPoint Presentation
Download Presentation
Chapter 4 Nonferrous Light Alloys

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 38

Chapter 4 Nonferrous Light Alloys - PowerPoint PPT Presentation


  • 330 Views
  • Uploaded on

Chapter 4 Nonferrous Light Alloys. 1302 310 Engineering Metallurgy Lecturer: Dr.Sukangkana Lee. Outline. 1. Aluminum and its alloys Wrought Cast 2. Temper designation. 1. Aluminium and alloys. Aluminium เป็นโลหะที่มีความสำคัญเป็นอันดับสองรองจากเหล็ก

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Chapter 4 Nonferrous Light Alloys' - bernad


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
chapter 4 nonferrous light alloys

Chapter 4Nonferrous Light Alloys

1302 310

Engineering Metallurgy

Lecturer: Dr.Sukangkana Lee

outline
Outline

1. Aluminum and its alloys

  • Wrought
  • Cast

2. Temper designation

1 aluminium and alloys
1. Aluminium and alloys
  • Aluminium เป็นโลหะที่มีความสำคัญเป็นอันดับสองรองจากเหล็ก
  • มีความหนาแน่นน้อย น้ำหนักเบา และมีกำลังวัสดุต่อน้ำหนักสูง
  • ธาตุส่วนใหญ่สามารถละลายได้ในอลูมิเนียม แต่จะมีบางธาตุที่สามารถละลายได้ในปริมาณที่จำกัดและมีประสิทธิภาพในการเพิ่มความแข็งแรง
slide5
อิทธิพลของธาตุผสมต่อคุณสมบัติของอลูมิเนียมอิทธิพลของธาตุผสมต่อคุณสมบัติของอลูมิเนียม
3 designation of alloys
3. Designation of alloys

อลูมิเนียมผสมสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทหลัก คือ

  • อลูมิเนียมรีด (Wrought Aluminium alloys)เช่น foil, sheet, plate, bar, rod, wire, tubing, powder metals and structural shapes
  • อลูมิเนียมหล่อ (Casting Aluminium alloys)เช่น permanent mould, die casting and sand casting
slide13
อะลูมิเนียมผสมรีดกลุ่มที่สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้ด้วยกระบวนการทางความร้อนจะเรียกว่า ‘Heat treatable alloy’ ได้แก่ อลูมิเนียมกลุ่ม 2XXX , 5XXXบางตัว, 6XXXและ 7XXX.
  • กลุ่มที่ไม่สามารถเพิ่มความแข็งแรงด้วยกระบวนการทางความร้อน จะเรียกว่า ‘Non-heat treatable alloy’ ได้แก่ อลูมิเนียมกลุ่มที่เหลือ คือ 1XXX , 3XXX , 4XXXบางตัว และ 5XXXบางตัว แต่สามารถทำให้แข็งแรง โดยการทำแปรรูปเย็น (Strain hardening)
2xxx aluminium copper alloys
2xxx Aluminium-Copper alloys
  • Cu จัดเป็นโลหะที่มีความสำคัญต่ออลูมิเนียมมากที่สุด
  • สามารถเพิ่มความแข็งแรงให้กับอลูมิเนียมโดย Solid solution strengthening
  • คุณสมบัติ
      • มีความแข็งแรง กลึงไสได้ดี
      • สามารถเชื่อมได้
      • ทนทานต่อการกัดกร่อนจากแรงกล
      • ทนความร้อนได้สูง
slide15

Cu จะละลายใน Al ได้มากที่สุด 5.65% ที่ 548 C

slide16
ตัวอย่างของการอบชุบ และบ่มแข็งของ Al-4%Cu alloy
  • Solution heat treatment: First the alloys be heated to about 515 C a uniform solid solution .
  • Quenching: After the solution treatment, the alloy is quenched to room temperature in water. This quenching produces ‘a supersaturated solid solution of Cu in  phase’. This SSS is not stable.
slide17
Ageing: The precipitation of a metastable phase CuAl2 produced at ageing temperature of 130-190 C. โดยมีลำดับการเกิดดังนี้

SSSGP1 Zones (CuAl2)

(GP Zone คือ กลุ่มอะตอมของ Cu and Al มีลักษณะเป็นแผ่น หนา 4-6 Å และกว้าง 80-100 Å)

6xxx aluminium magnesium silicon alloys
6xxx Aluminium-Magnesium-Silicon alloys
  • การผสมกันระหว่าง Mg 0.6-1.2% และ Si 0.4-1.3% ในอลูมิเนียม ทำให้ได้อลูมิเนียมผสมรีดที่สามารถอบชุบเพื่อเพิ่มความแข็งแรงได้โดย Precipitation harndening
  • เฟส -Mg2Si ซึ่งเป็น intermetallic compound รูปร่างผลึกคล้ายเข็ม (ดังรูป).
  • ขั้นตอนการเกิดเฟสในการอบชุบได้แก่

SSSGP Zones (Mg2Si)

(GP Zones จะมีรูปร่างคล้ายเข็ม)

7xxx aluminium zinc magnesium copper alloys
7xxx Aluminium-Zinc-Magnesium-Copper alloys
  • 7000 Series Al alloys are the high strength and heat treatable aluminium alloys containing 4-8wt%Zn and 1-3wt%Mg. Zn and Mg both have high solid solubilities in aluminium (ตารางที่ 3).
  • เมื่อเราเติมทองแดงประมาณ 1-2wt% จะช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้สูงขึ้น และสามารถใช้ในงานอากาศยานได้
  • การเติม Cr, Mn, Zr and Ti ลงใน Al-Mg-Zn-Cu alloy จะเป็นการเพิ่มความแข็งแรงด้วยกระบวนการ precipitation hardening และ เป็นตัวควบคุมขนาดเกรน
slide20
ขั้นตอนการเกิดเฟสในการอบชุบได้แก่ขั้นตอนการเกิดเฟสในการอบชุบได้แก่

SSSGP Zones (MgZn2)

(GP Zones จะมีรูปร่างทรงกลม)

5 heat treatment of aluminium alloys
5. Heat treatment of aluminium alloys
  • กรรมวิธีทางความร้อน(การอบชุบ) ของอะลูมิเนียมที่สำคัญ ได้แก่
  • Age Hardening (SSSPrecipitate phase)
  • Stress relieving 
  • Annealing 
slide22
ช่วงของอุณหภูมิและเวลาของการอบชุบช่วงของอุณหภูมิและเวลาของการอบชุบ

เย็นตัวในอากาศ

หรือในเตา

เย็นตัวในน้ำ

เย็นตัวในอากาศ

หรือในเตาอย่างช้าๆ

เย็นตัวในอากาศ

เย็นตัวในอากาศ

A-Annealing to remove cold work

B-Anneal to soften heat-treated alloys

C-Solution treatment

D-Stress relieve

E Artificial age hardening

1 al cu casting alloy
1. Al-Cu casting alloy
  • อลูมิเนียมหล่อเกรดนี้จะผสมทองแดงประมาณ 4-5% และมักมีการเติม Mg เล็กน้อยเพื่อเพิ่มความแข็ง
  • Al-Cu เป็นอลูมิเนียมที่ไม่ค่อยนิยมใช้มากนัก เนื่องจาก มีคุณสมบัติด้านการหล่อที่ไม่ดีเท่าที่ควร มีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ
  • เฟสไดอะแกรมของ โลหะผสม 222-10%Cu0.2%Mg เป็นโลหะผสมชนิดแรกในกลุ่มที่ถูกพัฒนาขึ้นพื่อผลิตลูกสูบ แต่ถูกแทนที่ด้วยเกรด 242- 4%Cu2%Ni1.5%Mg เพราะทนอุณหภูมิได้สูงกว่าเกรด 222
slide25

Cu3NiAl6

Mg2Si

NiAl3

CuAl2

2 al si casting alloys
2. Al-Si casting alloys

เป็นอลูมิเนียมหล่อที่มีความสำคัญที่สุด มีคุณสมบัติดังนี้

  • มีคุณสมบัติในการหล่อที่ดี สามารถไหลเพื่อเติมแบบหล่อได้ดีเยี่ยม
  • ไม่แข็งตัวเร็วเกินไป
  • หลังจากเย็นตัวแล้วจะมีการหดตัวน้อย
  • Si มีส่วนช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนให้อลูมิเนียมเล็กน้อย ปริมาณของ Si ที่เติมจะไม่เกิน 12wt%
sodium modification
Sodium modification
  • การลดขนาดการผสม Sodium (Na) ลงไปประมาณ 0.025 wt% สามารถทำให้เกรนเล็กลง

Microstructure of sand cast Al-7%Si

(a) without Na modification and (b) with Na modification giving finer eutectic phase.

3 al si mg casting alloys
3) Al-Si-Mg casting alloys
  • เมื่อเราเติม Mg ประมาณ 0.35wt% ลงใน Al-Si alloys จะทำให้สามารถอบชุบเพื่อเพิ่มความแข็งแรงให้สูงขึ้นได้
  • อลูมิเนียมเกรดที่มีความสำคัญที่สุด คือ 356 casting alloy ที่มีส่วนผสม 7%Si and 0.35%Mg และ Mg2Si (Magnesium Silicide) ประมาณ 0.5-0.6 wt%
  • ถ้าเราเติม 0.025%Na ลงใน 356 จะทำให้โครงสร้าง eutectic เล็กลงและมีรูปทรงที่กลมขึ้น
slide32

Permanent-mould cast

Sand cast

356 casting alloy

Die cast

4 al mg alloys
4) Al-Mg alloys
  • อลูมิเนียม-แมกนีเซียม ซึ่งในความเป็นจริงจะเป็น Al-Mg-Si ทั้งนี้เพื่อให้เกิด Mg2Si ในการเพิ่มความแข็งแรงให้กับโลหะ
  • ตัวอย่างของโลหะเกรดนี้ เช่น 512(AlSi1.8Mg4) ใช้สำหรับทำภาชนะทั่วไป มีความแข็งแรงปานกลาง และทนการกัดกร่อนปานกลาง
6 al sn alloys
6) Al-Sn alloys
  • จะผสมดีบุกประมาณ 6% และจะเติมทองแดง และ นิกเกิล เล็กน้อยเพื่อเพิ่มความแข็งแรง
  • การใช้งาน: ส่วนใหญ่ใช้ในงาน Bearings เนื่องจากจะมีคุณสมบัติหล่อลื่นที่ดีเพราะมีดีบุก มีความต้านทานการกัดกร่อนต่อน้ำมันหลื่อลื่น
slide38
ตัวอย่างโลหะกลุ่มนี้ เช่น
  • 850.0(Al-6.3Sn-1Cu-1Ni) และ 852.0(Al-6.3Sn-2Cu-1.2Ni-0.8Mg)Permanent-mold cast เพื่อผลิต bearing และชิ้นส่วนในเครื่องยนต์ดีเซล
  • 851.0(Al-6.3Sn-2.5Si-1Cu-0.5Ni) นิยมหล่อแบบทรายหล่อ เช่น rolling mill bearing