જો એક્સટ્રુઝનના યાંત્રિક ગુણધર્મો અપેક્ષા મુજબ ન હોય, તો સામાન્ય રીતે ધ્યાન બિલેટની પ્રારંભિક રચના અથવા એક્સટ્રુઝન/વૃદ્ધત્વની સ્થિતિ પર કેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે. બહુ ઓછા લોકો પ્રશ્ન કરે છે કે શું એકરૂપીકરણ પોતે એક સમસ્યા હોઈ શકે છે. હકીકતમાં, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા એક્સટ્રુઝન ઉત્પન્ન કરવા માટે એકરૂપીકરણ તબક્કો મહત્વપૂર્ણ છે. એકરૂપીકરણના પગલાને યોગ્ય રીતે નિયંત્રિત કરવામાં નિષ્ફળતા પરિણમી શકે છે:
● પ્રગતિશીલ દબાણમાં વધારો
● વધુ ખામીઓ
● એનોડાઇઝિંગ પછી સ્ટ્રીક ટેક્સચર
● ઓછી એક્સટ્રુઝન ગતિ
● નબળા યાંત્રિક ગુણધર્મો
એકરૂપીકરણ તબક્કાના બે મુખ્ય હેતુઓ છે: આયર્ન ધરાવતા ઇન્ટરમેટાલિક સંયોજનોનું શુદ્ધિકરણ, અને મેગ્નેશિયમ (Mg) અને સિલિકોન (Si) નું પુનઃવિતરણ. એકરૂપીકરણ પહેલાં અને પછી બિલેટના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરની તપાસ કરીને, કોઈ પણ અનુમાન કરી શકે છે કે બિલેટ એક્સટ્રુઝન દરમિયાન સારી કામગીરી કરશે કે નહીં.
બિલેટ હોમોજેનાઇઝેશનની સખ્તાઇ પર અસર
6XXX એક્સટ્રુઝનમાં, વૃદ્ધત્વ દરમિયાન રચાયેલા Mg- અને Si-સમૃદ્ધ તબક્કાઓમાંથી શક્તિ આવે છે. આ તબક્કાઓ બનાવવાની ક્ષમતા વૃદ્ધત્વ શરૂ થાય તે પહેલાં તત્વોને ઘન દ્રાવણમાં મૂકવા પર આધાર રાખે છે. Mg અને Si આખરે ઘન દ્રાવણનો ભાગ બનવા માટે, ધાતુને 530 °C થી ઉપર ઝડપથી શાંત કરવી આવશ્યક છે. આ બિંદુથી ઉપરના તાપમાને, Mg અને Si કુદરતી રીતે એલ્યુમિનિયમમાં ઓગળી જાય છે. જો કે, એક્સટ્રુઝન દરમિયાન, ધાતુ ફક્ત થોડા સમય માટે આ તાપમાનથી ઉપર રહે છે. બધા Mg અને Si ઓગળી જાય તેની ખાતરી કરવા માટે, Mg અને Si કણો પ્રમાણમાં નાના હોવા જોઈએ. કમનસીબે, કાસ્ટિંગ દરમિયાન, Mg અને Si પ્રમાણમાં મોટા Mg₂Si બ્લોક્સ તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે (આકૃતિ 1a).
૬૦૬૦ બિલેટ્સ માટે એક લાક્ષણિક એકરૂપીકરણ ચક્ર ૨ કલાક માટે ૫૬૦ °C છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, બિલેટ લાંબા સમય સુધી ૫૩૦ °C થી ઉપર રહે છે, તેથી Mg₂Si ઓગળી જાય છે. ઠંડુ થયા પછી, તે વધુ બારીક વિતરણમાં ફરીથી અવક્ષેપિત થાય છે (આકૃતિ ૧c). જો એકરૂપીકરણ તાપમાન પૂરતું ઊંચું ન હોય, અથવા સમય ખૂબ ઓછો હોય, તો કેટલાક મોટા Mg₂Si કણો રહેશે. જ્યારે આવું થાય છે, ત્યારે બહાર કાઢ્યા પછીના ઘન દ્રાવણમાં Mg અને Si ઓછા હોય છે, જેના કારણે સખ્તાઇવાળા અવક્ષેપની ઉચ્ચ ઘનતા બનાવવી અશક્ય બને છે - જેના કારણે યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ઘટાડો થાય છે.
આકૃતિ 1. પોલિશ્ડ અને 2% HF-એચ્ડ 6060 બિલેટ્સના ઓપ્ટિકલ માઇક્રોગ્રાફ્સ: (a) એઝ-કાસ્ટ, (b) આંશિક રીતે એકરૂપ, (c) સંપૂર્ણપણે એકરૂપ.
આયર્ન-ધરાવતા ઇન્ટરમેટાલિક્સ પર એકરૂપીકરણની ભૂમિકા
આયર્ન (Fe) ની મજબૂતાઈ કરતાં ફ્રેક્ચર કઠિનતા પર વધુ અસર પડે છે. 6XXX એલોયમાં, કાસ્ટિંગ દરમિયાન Fe તબક્કાઓ β-તબક્કો (Al₅(FeMn)Si અથવા Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) બનાવે છે. આ તબક્કાઓ મોટા, કોણીય હોય છે અને એક્સટ્રુઝનમાં દખલ કરે છે (આકૃતિ 2a માં પ્રકાશિત). એકરૂપતા દરમિયાન, ભારે તત્વો (Fe, Mn, વગેરે) ફેલાય છે, અને મોટા કોણીય તબક્કાઓ નાના અને ગોળાકાર બને છે (આકૃતિ 2b).
ફક્ત ઓપ્ટિકલ છબીઓથી, વિવિધ તબક્કાઓને અલગ પાડવાનું મુશ્કેલ છે, અને તેમને વિશ્વસનીય રીતે માપવાનું અશક્ય છે. ઇનોવલ ખાતે, અમે અમારી આંતરિક સુવિધા શોધ અને વર્ગીકરણ (FDC) પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને બિલેટ હોમોજનાઇઝેશનનું માપન કરીએ છીએ, જે બિલેટ્સ માટે %α મૂલ્ય પ્રદાન કરે છે. આ અમને હોમોજનાઇઝેશનની ગુણવત્તાનું મૂલ્યાંકન કરવા સક્ષમ બનાવે છે.
આકૃતિ 2. બિલેટ્સના ઓપ્ટિકલ માઇક્રોગ્રાફ્સ (a) પહેલા અને (b) એકરૂપીકરણ પછી.
લક્ષણ શોધ અને વર્ગીકરણ (FDC) પદ્ધતિ
આકૃતિ 3a માં ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (SEM) સ્કેન કરીને વિશ્લેષણ કરાયેલ પોલિશ્ડ નમૂના બતાવવામાં આવ્યો છે. ત્યારબાદ ગ્રેસ્કેલ થ્રેશોલ્ડિંગ તકનીકનો ઉપયોગ ઇન્ટરમેટાલિક્સને અલગ કરવા અને ઓળખવા માટે કરવામાં આવે છે, જે આકૃતિ 3b માં સફેદ દેખાય છે. આ તકનીક 1 mm² સુધીના ક્ષેત્રોનું વિશ્લેષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જેનો અર્થ છે કે એક સાથે 1000 થી વધુ વ્યક્તિગત સુવિધાઓનું વિશ્લેષણ કરી શકાય છે.
આકૃતિ 3. (a) હોમોજનાઇઝ્ડ 6060 બિલેટની બેકસ્કેટર્ડ ઇલેક્ટ્રોન છબી, (b) (a) માંથી વ્યક્તિગત લક્ષણો ઓળખી કાઢ્યા.
કણોની રચના
ઇનોવલ સિસ્ટમ ઓક્સફોર્ડ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ એક્સપ્લોર 30 એનર્જી-ડિસ્પર્સિવ એક્સ-રે (EDX) ડિટેક્ટરથી સજ્જ છે. આ દરેક ઓળખાયેલા બિંદુમાંથી EDX સ્પેક્ટ્રાના ઝડપી સ્વચાલિત સંગ્રહને મંજૂરી આપે છે. આ સ્પેક્ટ્રામાંથી, કણોની રચના નક્કી કરી શકાય છે, અને સંબંધિત Fe:Si ગુણોત્તરનું અનુમાન લગાવી શકાય છે.
એલોયના Mn અથવા Cr સામગ્રીના આધારે, અન્ય ભારે તત્વોનો પણ સમાવેશ થઈ શકે છે. કેટલાક 6XXX એલોય (ક્યારેક નોંધપાત્ર Mn સાથે) માટે, (Fe+Mn):Si ગુણોત્તરનો સંદર્ભ તરીકે ઉપયોગ થાય છે. આ ગુણોત્તરની તુલના પછી જાણીતા Fe-ધરાવતા ઇન્ટરમેટાલિક સાથે કરી શકાય છે.
β-તબક્કો (Al₅(FeMn)Si અથવા Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): (Fe+Mn):Si ગુણોત્તર ≈ 2. α-તબક્કો (Al₁₂(FeMn)₃Si અથવા Al₈.₃(FeMn)₂Si): ગુણોત્તર ≈ 4–6, રચના પર આધાર રાખીને. અમારું કસ્ટમ સોફ્ટવેર અમને થ્રેશોલ્ડ સેટ કરવાની અને દરેક કણને α અથવા β તરીકે વર્ગીકૃત કરવાની મંજૂરી આપે છે, પછી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર (આકૃતિ 4) માં તેમની સ્થિતિનો નકશો બનાવે છે. આ એકરૂપ બિલેટમાં રૂપાંતરિત α ની અંદાજિત ટકાવારી આપે છે.
આકૃતિ 4. (a) α- અને β-વર્ગીકૃત કણો દર્શાવતો નકશો, (b) (Fe+Mn):Si ગુણોત્તરનો સ્કેટર પ્લોટ.
ડેટા આપણને શું કહી શકે છે
આકૃતિ 5 માં આ માહિતીનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે તેનું ઉદાહરણ બતાવવામાં આવ્યું છે. આ કિસ્સામાં, પરિણામો ચોક્કસ ભઠ્ઠીમાં અસમાન ગરમી સૂચવે છે, અથવા સંભવતઃ સેટપોઇન્ટ તાપમાન સુધી પહોંચ્યું ન હતું. આવા કિસ્સાઓનું યોગ્ય રીતે મૂલ્યાંકન કરવા માટે, જાણીતી ગુણવત્તાના પરીક્ષણ બિલેટ અને સંદર્ભ બિલેટ બંને જરૂરી છે. આ વિના, તે એલોય રચના માટે અપેક્ષિત %α શ્રેણી સ્થાપિત કરી શકાતી નથી.
આકૃતિ 5. નબળી કામગીરી કરતી એકરૂપતા ભઠ્ઠીના વિવિધ વિભાગોમાં %α ની સરખામણી.
પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-૩૦-૨૦૨૫
