لطالما استُخدمت سبائك الألومنيوم المصبوبة على نطاق واسع في الصناعة نظرًا لانخفاض سعرها وخفة وزنها وأدائها الموثوق. وعلى وجه الخصوص، مع تزايد الطلب على مواد النقل بالسكك الحديدية خفيفة الوزن في السنوات الأخيرة، تتميز سبائك الألومنيوم A356، باعتبارها أكثر سبائك الألومنيوم المصبوبة استخدامًا، بسيولة صب جيدة، ومانعة تسرب جيدة، وانكماشًا ضئيلًا، وميلًا ضئيلًا للتشقق الحراري. وبعد التعديل والمعالجة الحرارية، تتمتع بخصائص ميكانيكية وفيزيائية جيدة، ومقاومة للتآكل، وخصائص معالجة ميكانيكية جيدة، وهي مشابهة لمحور العجلة الفولاذي. وبالمقارنة مع ذلك، يتميز محور العجلة المصنوع من سبائك الألومنيوم بمزايا الوزن الخفيف، والسلامة، والراحة، وتوفير الطاقة، وقد استخدم على نطاق واسع في صناعة السيارات والطيران.
ومع ذلك، وبسبب انكماش التصلب وسهولة ذوبان الهيدروجين في الحالة المنصهرة، فإن سبائك الألومنيوم المصبوبة تحتوي حتمًا على عدد معين من العيوب، مثل الفراغات والأكاسيد والشوائب غير المعدنية. لهذه العيوب تأثير كبير على الخصائص الميكانيكية للمكونات، مثل الفراغات التي تبلغ نسبة حجمها 1% والتي ستؤدي إلى إجهاد 50% وانخفاض حد الإجهاد 20%. لذلك، فإن دراسة تأثير طبيعة العيوب وكميتها وحجمها وموضع توزيعها على الخصائص الميكانيكية تكتسي أهمية كبيرة.
تحليل عيوب سبائك الألومنيوم المصبوبة
يُعد تحليل عيوب الكسر وسيلة مهمة لتحليل آلية الكسر في سبائك الألومنيوم. وتشمل العيوب التي لوحظت في العينات مسامية الانكماش، وتجويف الانكماش، والثقوب الدقيقة، والشوائب غير المعدنية وشوائب الخبث، وطبقة الألومينا. ويُعد الهيدروجين والشوائب الأسباب الرئيسية لحدوث هذه العيوب. وتقدم شركة AdTech وحدة إزالة الغازات عبر الإنترنت لإزالة الهيدروجين، و وحدة الترشيح CFF لتنقية الشوائب.
لتقليل محتوى الغاز في المادة المنصهرة، مثل التجفيف الشامل في الفرن،, عامل تكرير والأدوات اللازمة للخبز بشكل كامل، وتقليل محتوى الماء في المواد المختلفة، ومنع بقاء المادة المنصهرة لفترة طويلة جدًا في الفرن، ومنع ارتفاع درجة حرارة المادة المنصهرة بشكل مفرط، وما إلى ذلك.
من أجل تقليل حجم المنطقة الانتقالية في السبيكة، يمكن اتباع خطوات مثل استخدام قمع مناسب لضمان تدفق متجانس، وزيادة درجة حرارة الصب وخفض سرعة الصب بشكل مناسب، وزيادة ضغط الماء بشكل مناسب لتحسين قوة تبريد السبيكة، وتقليل الفرق في درجات الحرارة بشكل مناسب.