(1) 7xxx سیریز ایلومینیم مرکب کی خصوصیات
7XXx سیریز کے ایلومینیم الائے ایلومینیم کے مرکب ہیں جن میں Zn مرکزی مرکب عنصر کے طور پر ہے اور گرمی سے علاج کے قابل ایلومینیم مرکب ہیں۔ جب Mg مرکب میں شامل کیا جاتا ہے، تو یہ Al-Zn-Mg مرکب بن جاتا ہے۔ کھوٹ میں تھرمل اخترتی کی اچھی خصوصیات اور بجھانے کی وسیع رینج ہے۔ مناسب گرمی کے علاج کے حالات کے تحت، یہ اعلی طاقت اور اچھی ویلڈنگ کی خصوصیات حاصل کرسکتا ہے. اس میں عام طور پر اچھی سنکنرن مزاحمت اور سنکنرن پر دباؤ ڈالنے کا ایک خاص رجحان ہوتا ہے۔ یہ ایک اعلی طاقت ویلڈ ایبل ایلومینیم کھوٹ ہے۔ Al-Zn-Mg-Cu مرکب کو Al-Zn-Mg مرکب کی بنیاد پر Cu شامل کرکے تیار کیا گیا ہے۔ اس کی طاقت 2X سیریز کے ایلومینیم مرکب سے زیادہ ہے۔ اسے عام طور پر انتہائی اعلی طاقت ایلومینیم کھوٹ کہا جاتا ہے۔ مرکب کی پیداوار کی طاقت تناؤ کی طاقت کے قریب ہے، پیداوار کی طاقت کا تناسب زیادہ ہے، اور مخصوص طاقت بھی زیادہ ہے، لیکن پلاسٹکٹی اور اعلی درجہ حرارت کی طاقت کم ہے۔ یہ کمرے کے درجہ حرارت اور 120 ڈگری سے نیچے استعمال ہونے والے بوجھ برداشت کرنے والے ساختی حصوں کے لیے موزوں ہے۔ مرکب پر عملدرآمد کرنا آسان ہے اور اس میں اچھی سنکنرن مزاحمت اور اعلی سختی ہے۔ مرکب دھاتوں کا یہ سلسلہ ہوا بازی اور ایرو اسپیس کے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، اور اس میدان میں سب سے اہم ساختی مواد میں سے ایک بن گیا ہے۔
(2) ملاوٹ کرنے والے عناصر اور ناپاک عناصر اور ان کے افعال
① Al-Zn-Mg مرکب Zn اور Mg Al-Zn-Mg مرکب میں اہم مرکب عناصر ہیں، اور ان کا مواد عام طور پر 7.5٪ سے زیادہ نہیں ہوتا ہے۔
Zn اور Mg: جیسے جیسے مرکب میں Zn اور Mg کا مواد بڑھتا ہے، اس کی تناؤ کی طاقت اور حرارت کے علاج کا اثر عام طور پر اسی کے مطابق بڑھتا ہے۔ کھوٹ کا تناؤ سنکنرن کا رجحان Zn اور Mg کے مواد کے مجموعے سے متعلق ہے۔ اعلی Mg اور کم Zn یا زیادہ Zn اور کم Mg والے مرکب کے لیے، جب تک Zn اور Mg کے مواد کا مجموعہ 7% سے زیادہ نہ ہو، مصر دات میں اچھی تناؤ سنکنرن مزاحمت ہوتی ہے۔ ایم جی مواد کے اضافے کے ساتھ کھوٹ کی ویلڈنگ کریک کا رجحان کم ہو جاتا ہے۔
Al-Zn-Mg مرکب میں شامل عناصر کی ٹریس مقدار میں Mn، Cr، Cu، Zr اور Ti شامل ہیں، اور اہم نجاست میں Fe اور Si شامل ہیں۔
Mn اور Cr: Mn اور Cr کو شامل کرنے سے مصر دات کی تناؤ کی سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ Mn مواد 0.2%~ ہے۔
{{0}}.4% پر، اثر نمایاں ہے۔ Cr کو شامل کرنے کا اثر Mn کو شامل کرنے سے زیادہ ہے۔ اگر Mn اور Cr کو ایک ہی وقت میں شامل کیا جائے تو تناؤ کے سنکنرن رجحان کو کم کرنے کا اثر بہتر ہوگا۔ شامل کردہ Cr کی مناسب مقدار ہے 0.1%~0.2%۔
Zr: Zr A{{0}}Zn-Mg مرکب کی ویلڈیبلٹی کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے۔ جب 0.2% Zr کو AlZn5Mg3Cu0.35Cr0.35 مرکب میں شامل کیا جاتا ہے، تو ویلڈنگ کی دراڑیں نمایاں طور پر کم ہوجاتی ہیں۔ Zr مصر دات کے آخری ری کرسٹلائزیشن درجہ حرارت کو بھی بڑھا سکتا ہے۔ AlZn4.5Mg1.8Mn0.6 الائے میں، جب Zr کا مواد 0.2% سے زیادہ ہوتا ہے، مصر دات کا آخری ری کرسٹلائزیشن درجہ حرارت 500 ڈگری سے زیادہ ہوتا ہے۔ لہذا، مواد بجھانے کے بعد بھی اپنی طاقت کو برقرار رکھتا ہے۔ بگڑے ہوئے ٹشو۔ Mn پر مشتمل Al-Zn-Mg مرکب میں 0.1% سے 0.2% Zr شامل کرنے سے بھی مرکب کی کشیدگی کے سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، لیکن Zr کا اثر Cr سے کم ہے۔
Ti: مرکب میں Ti کو شامل کرنے سے کاسٹ حالت میں کھوٹ کے دانے کے سائز کو بہتر کیا جا سکتا ہے اور مرکب کی ویلڈیبلٹی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، لیکن اس کا اثر Zr سے کم ہے۔ اگر Ti اور Zr کو ایک ہی وقت میں شامل کیا جائے تو اثر بہتر ہوتا ہے۔ AlZn5Mg3Cr0.3Cu0.3 مرکب میں 0.12% کے Ti مواد کے ساتھ، جب Zr کا مواد 0.15% سے بڑھ جاتا ہے، مصر میں اچھا ہوتا ہے ویلڈیبلٹی اور لمبا ہونا، اور وہی اثر حاصل کر سکتا ہے جیسا کہ جب اکیلے 0.2% Zr سے زیادہ شامل کیا جاتا ہے۔ Ti مصر دات کے دوبارہ تشکیل دینے والے درجہ حرارت کو بھی بڑھا سکتا ہے۔
Cu: Al-Zn-Mg مرکب میں تھوڑی مقدار میں Cu کا اضافہ تناؤ کی سنکنرن مزاحمت اور تناؤ کی طاقت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ تاہم، کھوٹ کی ویلڈیبلٹی کم ہو گئی ہے۔
Fe: Fe مصر دات کی سنکنرن مزاحمت اور مکینیکل خصوصیات کو کم کر سکتا ہے، خاص طور پر اعلی Mn مواد والے مرکب دھاتوں کے لیے۔ لہذا، Fe کا مواد جتنا ممکن ہو کم ہونا چاہیے، اور اس کا مواد 0.3% سے کم تک محدود ہونا چاہیے۔
سی: سی مصر دات کی طاقت کو کم کر سکتا ہے، موڑنے کی کارکردگی کو قدرے کم کر سکتا ہے، اور ویلڈنگ کے دراڑ کے رجحان کو بڑھا سکتا ہے۔ الائے میں Si کا مواد 0.3% سے کم تک محدود ہونا چاہیے۔
② Al-Zn-Mg-Cu الائے Al-Zn-Mg-Cu الائے ایک گرمی کا علاج کرنے والا مرکب ہے۔ مضبوط کرنے والے اہم عناصر Zn اور Mg ہیں۔ Cu میں ایک خاص مضبوطی کا اثر بھی ہے، لیکن اس کا بنیادی کام مواد کی سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنانا ہے۔
Zn اور Mg: Zn اور Mg مضبوط کرنے والے اہم عناصر ہیں۔ جب وہ ایک ساتھ رہتے ہیں، تو وہ η (MgZn2) اور T (Al2Mg2Zn3) مراحل بنائیں گے۔ η فیز اور ٹی فیز میں AI میں بہت زیادہ حل پذیری ہوتی ہے اور درجہ حرارت میں اضافے اور گرنے کے ساتھ ڈرامائی طور پر تبدیل ہوتا ہے۔ Eutectic درجہ حرارت پر MgZn₂ کی حل پذیری 28% ہے، جو کمرے کے درجہ حرارت پر 4%~5% تک کم ہو جاتی ہے۔ یہ ایک مضبوط عمر کو مضبوط بنانے کا اثر ہے. Zn اور Mg مواد میں اضافہ طاقت اور سختی کو بہت بہتر بنا سکتا ہے، لیکن یہ پلاسٹکٹی، تناؤ کے سنکنرن مزاحمت اور فریکچر کی سختی کو کم کر دے گا۔
Cu: جب Zn/Mg 2.2 سے زیادہ ہو اور Cu کا مواد Mg سے زیادہ ہو، Cu اور دیگر عناصر مرکب کی طاقت کو بڑھانے کے لیے ایک مضبوط S (CuMgAlz) مرحلہ پیدا کر سکتے ہیں، لیکن اس کے برعکس صورت میں، امکان ایس مرحلے کا وجود بہت چھوٹا ہے۔ Cu اناج کی باؤنڈری اور انٹرا گرانولر کے درمیان ممکنہ فرق کو کم کر سکتا ہے، اور پریسیپیٹیٹ فیز سٹرکچر کو بھی تبدیل کر سکتا ہے اور گرائن باؤنڈری پریسیپیٹیٹ فیز کو بہتر کر سکتا ہے، لیکن اس کا گرائن باؤنڈری نان-پریسیپیٹیشن زون کی چوڑائی پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔ یہ انٹرگرانولر کریکنگ کے رجحان کو روک سکتا ہے، اس طرح مصر دات کے تناؤ کی سنکنرن مزاحمت کو بہتر بناتا ہے۔ تاہم، جب Cu کا مواد 3% سے زیادہ ہوتا ہے، تو مصر دات کی سنکنرن مزاحمت خراب ہو جاتی ہے۔ Cu مصر دات کی سپر سیچوریشن کو بڑھا سکتا ہے، 100 اور 200 ڈگری سینٹی گریڈ کے درمیان کھوٹ کی مصنوعی عمر بڑھنے کے عمل کو تیز کر سکتا ہے، GP زون کے درجہ حرارت کی مستحکم حد کو بڑھا سکتا ہے، اور تناؤ کی طاقت، پلاسٹکٹی اور تھکاوٹ کی طاقت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ اس رینج میں جہاں Cu کا مواد بہت زیادہ نہیں ہے، Cu کے مواد میں اضافے کے ساتھ چکراتی تناؤ کی تھکاوٹ کی مزاحمت اور فریکچر کی سختی میں اضافہ ہوتا ہے، اور سنکنرن درمیانے درجے میں شگاف کی ترقی کی شرح کم ہو جاتی ہے، لیکن Cu کے اضافے کا رجحان ہوتا ہے۔ intergranular سنکنرن اور pitting سنکنرن پیدا کرنے کے لئے. فریکچر سختی پر Cu کا اثر Zn/Mg تناسب سے متعلق ہے۔ جب تناسب چھوٹا ہوتا ہے، Cu مواد جتنا زیادہ ہوتا ہے، سختی اتنی ہی خراب ہوتی ہے۔ جب تناسب بڑا ہے، یہاں تک کہ اگر Cu مواد زیادہ ہے، سختی اب بھی بہت اچھی ہے.
کھوٹ میں تھوڑی مقدار میں ٹریس عناصر جیسے Mn، Cr، Zr، V، Ti، B بھی ہوتے ہیں۔ Fe اور Si مرکب میں نقصان دہ نجاست ہیں، اور ان کے تعامل درج ذیل ہیں۔
Mn، Cr: Mn اور Cr جیسے منتقلی عناصر کی ایک چھوٹی سی مقدار شامل کرنے سے مرکب کی ساخت اور خصوصیات پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔ یہ عناصر پنڈ کی ہوموجنائزیشن اینیلنگ کے دوران منتشر ذرات پیدا کر سکتے ہیں، منتشر ہونے اور اناج کی حدود کی منتقلی کو روک سکتے ہیں، اس طرح دوبارہ ترتیب دینے کے درجہ حرارت میں اضافہ، مؤثر طریقے سے اناج کی افزائش کو روک سکتے ہیں، اناج کو بہتر کر سکتے ہیں، اور اس بات کو یقینی بنا سکتے ہیں کہ ڈھانچہ غیر ریسٹالائز یا جزوی طور پر دوبارہ قائم ہونے کے بعد باقی رہے۔ گرم، شہوت انگیز کام اور گرمی کا علاج، تاکہ طاقت بہتر ہو جبکہ بہتر تناؤ سنکنرن مزاحمت ہو۔ تناؤ کی سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنانے کے معاملے میں، Cr شامل کرنا Mn کو شامل کرنے سے بہتر ہے۔
Zr: حال ہی میں، Cr اور Mn کو Zr سے تبدیل کرنے کا رجحان رہا ہے۔ Zr کھوٹ کے دوبارہ تشکیل دینے والے درجہ حرارت کو بہت زیادہ بڑھا سکتا ہے۔ چاہے یہ گرم اخترتی ہو یا سرد اخترتی، گرمی کے علاج کے بعد غیر دوبارہ تشکیل شدہ ڈھانچہ حاصل کیا جاسکتا ہے۔ Zr الائے کی سختی، ویلڈیبلٹی، فریکچر کی سختی، تناؤ کے سنکنرن مزاحمت وغیرہ کو بھی بہتر بنا سکتا ہے۔
Ti اور B: Ti اور B کاسٹ حالت میں کھوٹ کے دانے کو بہتر کر سکتے ہیں اور کھوٹ کے دوبارہ تشکیل دینے والے درجہ حرارت کو بڑھا سکتے ہیں۔
Fe اور Si: Fe اور Si 7XxX ایلومینیم مرکب میں ناگزیر نقصان دہ نجاست ہیں، جو بنیادی طور پر خام مال کے ساتھ ساتھ سمیلٹنگ اور کاسٹنگ میں استعمال ہونے والے آلات اور آلات سے آتے ہیں۔ یہ نجاست بنیادی طور پر سخت اور ٹوٹنے والی FeAl: اور free Si کی شکل میں موجود ہے۔ یہ نجاست موٹے مرکبات بھی بنا سکتے ہیں جیسے (FeMn)Als، (FeMn)Si2Als، Al(FeMnCr) Mn اور Cr کے ساتھ۔ FeAl3 کا اثر اناج کو صاف کرنے کا ہوتا ہے، لیکن سنکنرن مزاحمت پر اس کا زیادہ اثر پڑتا ہے۔ جیسے جیسے ناقابل حل مرحلے کا مواد بڑھتا ہے، ناقابل حل مرحلے کے حجم کا حصہ بھی بڑھتا ہے۔ یہ ناقابل حل دوسرے مرحلے اخترتی کے دوران ٹوٹ جائیں گے اور لمبے ہو جائیں گے، جس کے نتیجے میں ایک پٹی والا ڈھانچہ ہو گا، اور ذرات اخترتی کی سمت کے ساتھ سیدھی لائن میں ترتیب دیے گئے ہیں۔ چونکہ ناپاک ذرات دانوں کے اندر یا اناج کی حدود پر تقسیم ہوتے ہیں، اس لیے پلاسٹک کی خرابی کے دوران، کچھ ذرات-میٹرکس کی حدود پر سوراخ ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں مائیکرو کریکس بنتے ہیں، جو میکرو کریکس کی اصل بن جاتے ہیں۔ اس کے علاوہ، یہ تھکاوٹ کے درار کی ترقی کی شرح پر بہت اثر انداز ہے. یہ تباہی کے دوران مقامی پلاسٹکٹی کو کم کرنے کا ایک خاص اثر رکھتا ہے۔ نجاست کی تعداد میں اضافہ ذرات کے درمیان فاصلے کو کم کرتا ہے، اس طرح کریک ٹپ کے ارد گرد پلاسٹک کی خرابی کی روانی کو کم کرتا ہے۔ چونکہ Fe اور Si پر مشتمل فیز کا کمرے کے درجہ حرارت پر تحلیل ہونا مشکل ہے، اس لیے یہ نشان کا کردار ادا کرتا ہے اور آسانی سے شگاف کا ذریعہ بن جاتا ہے، جس سے مواد ٹوٹ جاتا ہے، جس کا لمبا ہونا، خاص طور پر فریکچر کی سختی پر بہت منفی اثر پڑتا ہے۔ کھوٹ لہذا، نئے مرکبات کو ڈیزائن اور تیار کرتے وقت، Fe اور Si کے مواد کو سختی سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اعلی پاکیزگی والے دھاتی خام مال کے استعمال کے علاوہ، پگھلنے اور معدنیات سے متعلق عمل کے دوران کچھ اقدامات بھی کیے جاتے ہیں تاکہ ان دونوں عناصر کو مرکب میں گھل مل جانے سے روکا جا سکے۔