Alyuminiy qotishmalari harorat mutlaq nolga tushganda mo'rtroq emas, balki kuchliroq bo'ladigan bir nechta strukturaviy metallar qatoriga kiradi. Bunday xatti-harakatlar ularni suyultirilgan gazni saqlash, havo ajratuvchi ustunlar, o‘ta o‘tkazuvchan magnit konstruksiyalar va kriogen sinov qurilmalari uchun standart tanlovga aylantiradi, bunda po‘lat ta’sir{1}}sinovdan o‘tgan va ehtiyotkorlik bilan haroratni nazorat qilish- kerak bo‘ladi. Buning sababi kristall tuzilishda va issiqlik energiyasi deyarli yo'q bo'lganda dislokatsiyalar harakatida.
Nima uchun yuz-markazlangan kub tuzilishi past haroratda muhim?
Alyuminiy o'n ikkita sirpanish tizimiga ega bo'lgan yuz-markazlangan kubik panjaraga ega va u markazlashtirilgan kubik-po'latlarda mavjud bo'lgan egiluvchan{1}}dan-mo'rtlikka o'tishni ko'rsatmaydi. Haroratni pasaytirish dislokatsiyalarni siljitish uchun zarur bo'lgan stressni oshiradi, shu bilan birga mavjud slip tizimlarining sonini o'zgarishsiz qoldiradi, shuning uchun material plastik deformatsiya qilish qobiliyatini yo'qotmasdan qattiqlashadi. Shuning uchun alyuminiy komponentni suyuq azotda yoki suyuq geliyda ferritli po'lat bilan birga bo'ladigan qattiqlikni keskin yo'qotmasdan so'ndirish mumkin.
Alyuminiyning yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bir xil yo'nalishda ishlaydi: u issiqlikni komponent orqali bir tekis taqsimlaydi, mahalliy termal gradientlarni cheklaydi, aks holda tomir devorida yoki tayanch ustunida yuqori ikkilamchi kuchlanish hosil qiladi.
Mexanik mulk tendentsiyalari -150 darajadan past
Ko'pgina alyuminiy qotishmalari harorat -150 darajadan pastga tushganda cho'zilish va oqish quvvatiga ega bo'ladi, cho'zilish esa kuchayadi yoki deyarli barqaror bo'lib qoladi, chunki dislokatsiya harakati bostiriladi va deformatsiya lokalizatsiya emas, balki panjara orqali tarqaladi.
Kesish kuchi asta-sekin suyuq geliy haroratigacha ko'tariladi, eng katta nisbiy o'sish 5xxx va 1xxx oilalarida kuzatiladi.
Cho'zilish saqlanib qoladi yoki yaxshilanadi; qotishma 5083, masalan, -269 darajada 20% dan ortiq cho'zilishni saqlaydi.
Teshik sezgirligi pasayadi, shuning uchun tishli cho'zilgan namunalar xona haroratiga qaraganda silliq namunalarga nisbatan kamroq jazo ko'rsatadi.
Charchoq yoriqlari o'sishi og'ir termal tsikl ostida tezlashishi mumkin, shuning uchun tsiklik yuklangan kriogen komponentlar uchun termal charchoqni baholash talab qilinadi.
Sinishi chidamliligi yuqoriligicha qolmoqda, bu qotishma oilasini himoya qilish xizmatiga moslashtiradigan xususiyatdir.
Kriogen haroratda metallurgik o'zgarishlar
Qiziqarli o'zgarishlar strukturaviy emas, balki termodinamikdir. Magniy kabi qotishma elementlarning eruvchanligi haroratning pasayishi bilan keskin pasayadi, shuning uchun har qanday erigan eritma o'zining muvozanat chegarasidan ancha yuqori. Diffuziya samarali tarzda muzlatiladi, shuning uchun yog'ingarchilikning qattiqlashishi davom eta olmaydi va xizmat ko'rsatish vaqtida-ortiqcha qarish sodir bo'lmaydi. Amaliy ta'sirlar:
Erigan moddaning atomlari dislokatsiyani ushlab turishda davom etadilar, bu esa rentabellikni oshirishning sabablaridan biridir.
Diffuziya{0}}boshqariladigan jarayonlar, jumladan, yogʻingarchilik va tiklanish deyarli butunlay bostiriladi.
Markazlangan kubik metallardan farqli o'laroq,-mo'rt{1}}mo'rtlikka o'tish sodir bo'lmaydi.
Dizaynda issiqlik qisqarishini hisobga olish kerak, chunki alyuminiyning qisqarishi ko'pincha murvat bilan bog'langan po'lat yoki kompozitdan farq qiladi.
Bu xususiyatlar alyuminiydan suyuqlik geliy haroratida magnit bo'lmagan, o'lchov jihatidan barqaror va issiqlik o'tkazuvchan materialga-kerak bo'ladigan supero'tkazuvchi magnit tizimlarining tarkibiy qismlari uchun foydalanishga imkon beradi.
Kriogen xizmat uchun qotishma tanlash
| Seriya | Kriogen xatti-harakatlar | Oddiy foydalanish |
|---|---|---|
| 5xxx (Al-Mg) | Ajoyib qattiqlik va egiluvchanlikni saqlash; 5083 -269 darajada 20% dan ortiq cho'zilishni saqlaydi | LNG tanklari, kriogenli idishlar, payvandlangan tuzilmalar |
| 6xxx (Al-Mg-Si) | Yaxshi payvandlash va o'rtacha quvvat; Bir marta qattiqlashtirilgan xususiyatlar barqaror | Kriogen tomir komponentlari va tayanchlari |
| 1xxx (yuqori tozalik) | Past magnit javob bilan juda yuqori o'tkazuvchanlik | Supero'tkazuvchi magnit komponentlar va kriostat qismlari |
| 3xxx (Al-Mn) | Yaxshi shakllanish va o'rtacha kriyojenik kuch | Issiqlik almashtirgich va kanallarni qo'llash |
5xxx seriyasi payvandlangan kriyojenik saqlanish uchun asosiy vosita bo'lib qolmoqda, chunki u kriogen qattiqlikni-issiqlik bilan ishlov berilmaydigan{2}}payvandlash issiqligidan ta'sirlanmaydigan harorat bilan birlashtiradi. Qotishma tanlovi keyinchalik komponentning o'ziga xos termal qisqarishi va mustahkamlik talablariga mos keladi.
Kriogenli xizmat uchun payvandlash va ishlab chiqarish qoidalari
Payvandlash kriyojenik dizaynning ko'pincha muvaffaqiyatsizlikka uchragan joyidir, shuning uchun ishlab chiqarish operatorning qarori bilan emas, balki malakali protseduralar bilan nazorat qilinadi.
To'ldiruvchi metallni tanlash qattiqlashuv yorilishining oldini olishi kerak; mos keladigan yoki biroz yuqoriroq{0}}magniy plomba moddalari 5xxx asosiy metall uchun odatiy hisoblanadi.
Porozlik xavfi tozalik, quruq himoyalovchi gaz va namlik-bo'sh materiallar orqali nazorat qilinadi, chunki vodorodni olish payvand choki g'ovakligining asosiy manbai hisoblanadi.
Payvand choki va qo'shni tuzilma o'rtasidagi mos kelmaydigan termal kengayish qoldiq kuchlanishni keltirib chiqaradi, bu qo'shma dizayn, muvozanatli payvandlash ketma-ketligi va kerak bo'lganda-oldindan kuchlanish orqali boshqariladi.
5xxx ish uchun-payvand chokidan keyin issiqlik bilan ishlov berish odatda qo'llanilmaydi, chunki u kam foyda keltiradi va xususiyatlarni kamaytirishi mumkin; issiqlik bilan ishlov beriladigan qotishmalar- uchun u haroratni buzmaslik uchun boshqariladi.
Jarayonning malakasi ISO 15614-2 yoki ASME IX bo'limi kabi tegishli payvandlash standartiga amal qiladi, taglik plitasining o'zi esa ASTM B209 yoki GB/T 3880 bilan ta'minlanadi.
Ta'sir va chidamlilikni tekshirish xona haroratida emas, balki xizmat ko'rsatish haroratida amalga oshiriladi.
Tez-tez so'raladigan savollar
Savol: Nima uchun alyuminiy qotishmalari kriogen haroratda mo'rt bo'lib qolmaydi?
Ularning yuz-markazlangan kubik panjarasi haroratning pasayishi bilan oʻn ikkita sirpanish tizimini faol ushlab turadi, shuning uchun metall markazlashtirilgan kubik poʻlatlarda koʻrinadigan egiluvchanlik-dan-moʻrtlikka oʻtishsiz qotadi.
Savol: Qaysi alyuminiy qotishmasi LNGni saqlash uchun eng ko'p ishlatiladi?
Qotishma 5083 mos yozuvlar materialidir: u -269 daraja cho'zilishni 20% dan ortiq saqlaydi, issiqlik bilan ishlov berish muammosisiz payvandlanadi va xizmat ko'rsatish haroratida yuqori sinish chidamliligini saqlaydi.
Savol: Alyuminiy -150 darajadan past sovutilganda kuch kuchayadimi?
Ha. Haroratning pasayishi bilan tortishish va oqish kuchi asta-sekin o'sib boradi, bu dislokatsiya harakatiga qarshilik kuchayishi bilan bog'liq va egiluvchanlik odatda bir vaqtning o'zida saqlanadi yoki yaxshilanadi.
Savol: Alyuminiyni kriyojenik idishlar uchun payvandlashdan keyingi issiqlik bilan ishlovsiz-payvandlash mumkinmi?
5xxx qotishmalari uchun-payvand chokidan keyingi issiqlik bilan ishlov berish odatda kerak emas va bunga yo'l qo'yilmaydi, lekin g'ovaklik, yorilish va qoldiq kuchlanishni nazorat qilish uchun payvandlash jarayoni hali ham tan olingan standartlarga muvofiq bo'lishi kerak.
Savol: Kriogen alyuminiy konstruktsiyalarda asosiy dizayn xavfi nima?
Termal qisqarishning qo'shni po'lat yoki kompozit konstruktsiyaga nisbatan mos kelmasligi, bu qoldiq va ikkilamchi kuchlanishlarni keltirib chiqaradi, shuningdek, takroriy termal aylanishda charchoq yoriqlari o'sishi.
Savol: Nima uchun yuqori{0}}soflikdagi 1xxx alyuminiy o‘ta o‘tkazuvchan tizimlarda ishlatiladi?
U yuqori issiqlik o'tkazuvchanligini past magnit javob bilan birlashtiradi va suyuq geliy haroratida egiluvchan bo'lib qoladi, bu kriostat va magnit strukturaviy komponentlarga mos keladi.
