عيب قاع الرصاصة المصنوعة من سبائك الألومنيوم: تحليل السبب

تتميز سبائك الألومنيوم بقوة نوعية عالية، ومقاومة جيدة للتآكل، وصلابة عالية، وسهولة المعالجة.

ويستخدم على نطاق واسع في مختلف الأجزاء الهيكلية عالية القوة للطائرات والصواريخ والقذائف والصواريخ.

وهي مادة مهمة في مجال الفضاء الجوي.

يتم بثق طراز معين من المنتج من سبائك الألومنيوم 7A04.

بعد المعالجة الحرارية لفرن واحد من المنتج، تبين وجود عيوب في قاع الرصاصة.

كان هناك تشققات وخبث يتساقط في فوهة الجزء السفلي من الرصاصة.

كانت الشقوق الدائرية المتكونة على طول المحيط مرئية عند الجزء المخروطي من السطح الخارجي، كما وجدت شقوق دائرية متكونة على طول المحيط عند الانتقال القوسي للفتحة الداخلية.

من أجل معرفة أسباب العيوب في قاع الرصاصة، يتم تحليل أسباب العيوب في قاع غلاف سبائك الألومنيوم.

1. تحليل الأعطال وموقعها

وبالاقتران مع عملية معالجة قاع الرصاصة، يتم تحليل عيوب قاع الخرطوشة وفقًا لطريقة تحليل شجرة الأعطال.

الشكل 1 شجرة الأعطال في عيب قاع الرصاصة

(1) الموظفون

بعد التدريب والتقييم، تولى المشغلون مناصبهم بعد حصولهم على شهادات معتمدة، وجميعهم من المشغلين ذوي الخبرة.

(2) المواد الخام

المادة الخام هي 7A04 بار، والتركيب الكيميائي, الخواص الميكانيكيةوالبنية المعدنية والبنية الكلية للقبول الوارد كلها مؤهلة.

(3) الحرف اليدوية

لقد تم استخدام تكنولوجيا معالجة قاع الذخيرة لسنوات عديدة، ومعايير العملية معقولة وفعالة.

تدفق العملية: التحضير قبل الإنتاج → التغذية → التغذية → تشكيل القوالب ← المعالجة الآلية الخشنة ← المعالجة الحرارية ← المعالجة الآلية النهائية;

طريقة المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم هي المعالجة T6، حيث تكون درجة حرارة التبريد للمعالجة بالمحلول 470 ℃.

(4) المعدات

بعد التحقق من معدات المعالجة الحرارية، تم إبلاغ المشغل أن لون قطعة العمل كان أحمر عند خروج القاع المفخخ من الفرن، وهو ما لم يحدث من قبل.

(5) موقع الخلل

وبالاقتران مع شجرة الأعطال لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها وتحليلها، تم التخلص من المشاكل المحتملة في الأفراد والمواد والتكنولوجيا، وتم تحديد أن العيوب في قاع القنبلة كانت ناتجة عن مشاكل في معدات المعالجة الحرارية.

2. الفحص الفيزيائي والكيميائي

من أجل معرفة سبب الخلل، تم اختيار تشريح قاع الرصاصة الذي به عيوب واضحة للفحص الفيزيائي والكيميائي.

(1) الملاحظة الكلية

اقطع على طول محور قاع الصدفة.

وفقًا لمتطلبات GB / T 3246.2-2012 طرق الفحص الهيكلي لمنتجات الألومنيوم وسبائك الألومنيوم المشوهة الجزء 2: طرق فحص البنية الكلية، تم تحليل البنية الكلية لقاع قاع قشرة سبائك الألومنيوم الفاشلة.

بعد الحفر، تبيّن وجود عدد كبير من التشققات على سطح الاختبار وتشققات ممتدة إلى الداخل عند الانتقال القوسي للجدار الداخلي.

في الوقت نفسه، تم العثور على حلقة خشنة الحبيبات بعمق 2.5 مم على سطح المخروط الخارجي.

كانت هناك شقوق في الواجهة البينية بين الحلقة الخشنة الحبيبية والركيزة، وشقوق طولية في المركز السفلي.

(2) تحليل البنية المجهرية

خذ العينة المعدنية عند الانتقال القوسي لقاع القنبلة.

وفقًا لمتطلبات GB / T 3246.1-2012 طرق فحص البنية المجهرية لمنتجات الألومنيوم وسبائك الألومنيوم المشوهة الجزء 1: طرق فحص البنية المجهرية، بعد طحن العينة، استخدم المحلول المائي الحمضي المختلط للتآكل.

تظهر البنية المجهرية في الشكل 2.

بعد المراقبة، يظهر الطور سهل الانصهار المعاد صهره في البنية المجهرية للعينة، وهناك الكثير من السمات الهيكلية المشابهة للمثلث المعاد صهره، والتي يتم إثراؤها على حدود الحبيبات.

تتميز بخصائص اتساع حدود الحبيبات وهي بنية نموذجية مفرطة الاحتراق.

الشكل 2 البنية المجهرية لقاع الرصاصة

3. كشف درجة حرارة الفرن

من أجل معرفة سبب الاحتراق الزائد، يتم الكشف عن مجال درجة الحرارة في فرن المعالجة الحرارية أثناء الشحن وفقًا لطريقة GB / T 9452-2012 لتحديد منطقة التسخين الفعالة لفرن المعالجة الحرارية.

يتم توصيل نقطة القياس رقم 5 من معدات الاختبار بالمزدوجة الحرارية، ويتم وضع نقاط القياس الخمس الأخرى عند قطعة العمل.

مواضع نقاط القياس موضحة في الشكل 3.

الشكل 3 موضع الكشف عن درجة حرارة الفرن

ملاحظة: 1 ~ 6 هي نقاط قياس درجة الحرارة

ضع نقاط القياس وفقًا للشكل 3 لاختبار مجال درجة الحرارة في فرن المعالجة الحرارية.

يتم ضبط درجة حرارة الفرن على 470 ℃، ويتم الاحتفاظ بدرجة الحرارة لمدة 70 دقيقة.

سجّل التغير في درجة الحرارة لكل نقطة قياس.

انظر الجدول 1 للاطلاع على نتائج الاختبار.

الجدول 1 نتائج الكشف عن درجة حرارة فرن المعالجة الحرارية (℃)

نتائج الاختبار: يتجاوز الفرق بين درجة الحرارة القصوى ودرجة الحرارة الدنيا في الفرن 50 درجة مئوية، وتتذبذب درجة الحرارة بشكل كبير.

درجة الحرارة المقاسة في الفرن غير متوافقة مع درجة الحرارة المحددة، ودرجة الحرارة في الفرن أعلى من درجة الحرارة المحددة.

تم إصلاح فرن المعالجة الحرارية على الفور.

تبين أن صفيحة التبطين على الجانب الأيمن من الجدار الداخلي للفرن كانت متصدعة وكانت الفجوة كبيرة.

كانت المروحة في الفرن مفكوكة والسرعة بطيئة للغاية.

4. التحليل والمناقشة

تبلغ درجة الحرارة القصوى لفرن المعالجة الحرارية 525.04 درجة مئوية، وهي أعلى بمقدار 489 درجة مئوية من درجة انصهار سبيكة الألومنيوم 7A04 منخفضة درجة انصهار سبيكة الألومنيوم سهلة الانصهار Al + T (Al₂المغنيسيوم₃زنك₃)، وهو ما سيؤدي إلى ظهور حدود حبيبات سبائك الألومنيوم والمراحل غير القابلة للذوبان مثل₆ (MnFe) و(AlMnFeSi) في البلورة لتكوين تكتلات، وتشكيل كرات معاد صهرها مع الأطوار غير القابلة للذوبان المتكتلة كقلب عند حدود الحبيبات المحلية، مما يؤدي إلى بنية مفرطة الاحتراق.

تجعل البنية المحترقة أكثر من اللازم حدود حبيبات سبائك الألومنيوم هشة وتقلل من قوتها.

في عملية التبريد والتبريد اللاحقة، يتعرض لإجهاد عالي القوة وينتج عنه تشققات، مما يقلل من خاصية التعب وخاصية التآكل لقطعة العمل.

ولذلك، لا يُسمح لأجزاء سبائك الألومنيوم بعد المعالجة الحرارية بالحرق الزائد، وقد يشكل الفصل التشجيري الخشن أيضًا بنية شريطية في المعالجة اللاحقة، مما يؤدي إلى فشل قطعة العمل في عملية الاستخدام.

يمكن أن نرى من عملية التحليل أن سبب عيوب قاع القنبلة هو أن درجة الحرارة غير الطبيعية لفرن المعالجة الحرارية تتسبب في ارتفاع درجة حرارة التسخين بالتبريد بشكل كبير جدًا، مما يؤدي إلى زيادة احتراق المادة.

إن وجود انفصال داخل البلورات ومراحل هشة زائدة عن الحاجة يقلل بشكل كبير من اللدونة ويؤدي إلى انخفاض قوة المادة.

أثناء التبريد بالماء، تتشكل التشققات عند نقاط تركيز الإجهاد مثل انتقال القوس والزوايا الحادة والحلقات الخشنة الحبيبات، وتحدث التشققات تحت تأثير الإجهاد الداخلي.

5. الاستنتاجات وتدابير التحسين

1) السبب في عيوب قاع القنبلة هو أن درجة الحرارة في فرن المعالجة الحرارية مرتفعة للغاية، مما يؤدي إلى احتراق المواد وفشل المنتجات في وقت مبكر.

2) إصلاح المعدات المعطوبة، ولحام البطانة الداخلية لفرن المعالجة الحرارية، واستبدال المروحة في الفرن، وإصلاح أجزاء الختم.

3) تعزيز الإدارة، وفحص فرن المعالجة الحرارية بانتظام، واستخدام مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لاختبار درجة الحرارة الفعلية في الفرن قبل وضع قطعة العمل في الفرن.