6061 ایلومینیم ٹیوب میں Mg2Si فیز فارمیشن

الائے 6061 میں Mg2Si کا کردار

الائے 6061 ایک ایلومینیم-میگنیشیم-سلیکون مرکب ہے جس میں مفید طاقت تقریباً ایک مرحلے سے آتی ہے: میگنیشیم سلسائیڈ، Mg2Si۔ اینیل شدہ حالت میں میگنیشیم اور سلکان بڑی حد تک محلول میں ہوتے ہیں یا موٹے ذرات کے طور پر موجود ہوتے ہیں جو بہت کم طاقت میں حصہ ڈالتے ہیں۔ گرمی کا علاج اس میں تبدیلی کرتا ہے۔ محلول کا علاج عناصر کو تحلیل کر دیتا ہے، تیز رفتار بجھانے سے انہیں ایک سپر سیچوریٹڈ ٹھوس محلول میں پھنس جاتا ہے، اور مصنوعی بڑھاپا انہیں باریک، مربوط Mg2Si ذرات کے طور پر تیار کرتا ہے جو ایلومینیم کی جالی کو دباتے ہیں اور نقل مکانی کو روکتے ہیں۔ یہی وہ چیز ہے جو ایک نرم نکالی ہوئی ٹیوب کو T6 حالت میں بدل دیتی ہے۔

متعلقہ تصریحات ایکسٹروڈڈ ٹیوب اور بار کے لیے ASTM B221، سیملیس پائپ اور ٹیوب کے لیے ASTM B241، ایکسٹروڈڈ پروڈکٹ کی مکینیکل خصوصیات کے لیے EN 755-2، اور ایلومینیم الائے پرزوں کے ہیٹ ٹریٹمنٹ کے لیے AMS 2772 ہیں، جو فرنس اور بجھانے کی مشق کو ترتیب دیتے ہیں۔ 6061 کی رجسٹرڈ کمپوزیشن کی حدیں میگنیشیم 0.8-1.2 فیصد، سلکان 0.4-0.8 فیصد، تانبا 0.15-0.40 فیصد، کرومیم 0.04-0.35 فیصد، آئرن 0.7 فیصد تک محدود ہے۔

کمپوزیشن بیلنس اور فیز اسٹوچیومیٹری

چونکہ Mg2Si میں ایک مقررہ جوہری تناسب میں میگنیشیم اور سلکان ہوتا ہے، اس لیے دونوں عناصر کو مکمل سختی کے اثر کو تیار کرنے کے لیے مناسب تناسب میں موجود ہونا چاہیے۔ stoichiometric تناسب وزن کے لحاظ سے تقریباً 1.73 حصے میگنیشیم سے ایک حصہ سلکان کے مساوی ہے۔ 6061 میں میگنیشیم کا مواد اس تناسب سے زیادہ ہے، اس لیے مرکب عام طور پر میگنیشیم سے بھرپور ہوتا ہے-اور میگنیشیم کا ایک تناسب عمر بڑھنے کے بعد ٹھوس محلول میں رہتا ہے، جو اضافی ٹھوس-حل کو مضبوط بنانے میں معاون ہے۔ دوسری طرف، اضافی سلکان موٹے ذرات کی تشکیل کرتا ہے جو محلول کھاتا ہے اور عمر بڑھنے کے ردعمل کو کم کرتا ہے۔

سالیڈیفیکیشن اور کولنگ ریٹ

گرمی کے علاج سے پہلے دھات کی حالت پہلے ہی اہمیت رکھتی ہے۔ معدنیات سے متعلق یا اخراج کے دوران، ٹھنڈک کی شرح ٹھوس حد کے ذریعے کنٹرول کرتی ہے کہ Mg2Si کا کتنا حصہ موٹے بنیادی یا eutectic ذرات کے طور پر بن سکتا ہے۔ ایک سست ٹھنڈک کی شرح میگنیشیم اور سلکان کو الگ کرنے اور بڑے، مسدود Mg2Si بنانے کی اجازت دیتی ہے جسے بعد میں تحلیل کرنا مشکل ہوتا ہے، جس سے عمر بڑھنے کے دوران بارش کے لیے کم محلول دستیاب رہتا ہے۔ تیز ٹھنڈک زیادہ سے زیادہ عناصر کو سپر سیچوریٹڈ محلول میں رکھتی ہے اور باریک ذرات کی ٹھیک، یکساں تقسیم کو فروغ دیتی ہے، جس کے نتیجے میں محلول کی ضرورت کے علاج کو مختصر کرتا ہے اور حاصل ہونے والی سختی کو بڑھاتا ہے۔

اخراج میں بلٹ کو اتنا زیادہ درجہ حرارت پر گرم کیا جاتا ہے کہ مرکب کے کام کیا جا سکے لیکن اتنا کم ہو کہ ابتدائی پگھلنے سے بچ سکے، پھر رن آؤٹ ٹیبل پر بجھایا جائے۔ ایک پریس بجھانے کی رفتار جو بہت سست ہے موٹے Mg2Si کو اناج کی حدود پر تیز ہونے کی اجازت دیتی ہے، جو سختی اور سختی دونوں کو کم کرتی ہے اور مشینی کے دوران ناقص جہتی استحکام کے ساتھ ٹیوب کو چھوڑ سکتی ہے۔

حل علاج، بجھانا اور بڑھاپا

حل کا علاج: 529 ڈگری سینٹی گریڈ پلس یا مائنس 6 ڈگری سینٹی گریڈ، گھلنشیل مراحل کو تحلیل کرنے کے لیے کافی دیر تک رکھا جاتا ہے، جیسا کہ AMS 2772 میں 6061 کے لیے بیان کیا گیا ہے۔

بجھانا: تیز ٹھنڈک، عام طور پر کنٹرول شدہ درجہ حرارت پر پانی میں، درجہ حرارت کی حد کے ذریعے جس میں Mg2Si بصورت دیگر موٹے ذرات کے طور پر نیوکلیٹ اور بڑھے گا۔ ایک سست بجھانا عمر بڑھنے کے ردعمل کو کم کرتا ہے اور سطح کی ایک نرم تہہ چھوڑ سکتا ہے۔

مصنوعی بڑھاپے: 160-180 ڈگری سینٹی گریڈ کی حد میں 8 سے 18 گھنٹے تک ہولڈنگ، سیکشن اور مخصوص خصوصیات کے لحاظ سے، ٹھیک، یکساں طور پر منتشر Mg2Si کو تیز کرنے کے لیے۔

قدرتی عمر بڑھنے: بجھانے کے بعد کمرے کے درجہ حرارت پر رکھی ہوئی ٹیوبیں آہستہ آہستہ تبدیل ہوتی رہتی ہیں۔ اس لیے مصنوعی عمر رسیدگی سے پہلے کے وقفے کو بیچ سے بیچ میں خصوصیات کو یکساں رکھنے کے لیے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

سیدھا کرنا: جہاں ٹیوب کو سیدھا کرنے کے لیے بجھانے کے بعد پھیلایا جاتا ہے یا رول کیا جاتا ہے، وہاں پریکٹس کو ریکارڈ کیا جانا چاہیے، کیونکہ اس کے نتیجے میں نقل مکانی کا ڈھانچہ پریزیٹیٹ نیوکلیشن کے ساتھ تعامل کرتا ہے۔

زیادہ-بڑھاپے سے بچنا چاہیے۔ اگر ٹیوب کو بہت لمبا رکھا جاتا ہے، یا بہت زیادہ درجہ حرارت پر، باریک ترشیاں کھردرا ہو جاتی ہیں، تیز رفتاری کا وقفہ بڑھ جاتا ہے، اور سختی اور ثبوت کی طاقت گر جاتی ہے حالانکہ مواد نرم اور زیادہ قابل شکل ہے۔ یہی وجہ ہے کہ اوون ریکارڈز، تھرموکوپل ٹریسز اور بجھانے میں تاخیر کے اوقات-ہیٹ ٹریٹمنٹ دستاویزات کا حصہ ہیں۔

پروسیس کنٹرول اور تصدیق

چونکہ 6061 کی سختی کا انحصار صرف ساخت پر ہونے کے بجائے مراحل کی ترتیب پر ہے، اس لیے پروڈکشن لائن ہر قدم کو کنٹرول کرتی ہے اور نتیجہ کی تصدیق کرتی ہے:

فرنس کیلیبریشن اور لوڈ تھرموکوپل ثابت کرنے کے لیے کہ سارا بوجھ حل کے درجہ حرارت تک پہنچ گیا، نہ صرف فرنس کی ہوا تک۔

بجھانے میں تاخیر کے وقت کی حد، کیونکہ درجہ حرارت نازک رینج میں آنے سے پہلے ٹیوب کو بجھانے میں داخل ہونا چاہیے۔

خستہ وکر کی ریکارڈنگ، لوڈ درجہ حرارت کے ساتھ مکمل ہولڈ کے لیے لاگ ان۔

ASTM B221 یا ASTM B241 قبولیت کی قدروں کے لیے ٹینسائل ٹیسٹنگ کے ذریعے سپورٹ شدہ، ایک معمول کی جانچ کے طور پر تیار شدہ ٹیوب پر سختی کی جانچ۔

میٹالوگرافک امتحان جہاں عمر رسیدہ ردعمل پر سوال کیا جاتا ہے، موٹے اناج-باؤنڈری پریسیپیٹس یا Mg2Si کی غیر مساوی تقسیم کی تلاش میں۔

چالکتا کی پیمائش، جو محلول میں محلول کی مقدار کے لیے حساس ہے اور نامکمل بجھانے کا ایک تیز طریقہ ہے۔

ٹیوبیں T6 حالت میں ایک سرٹیفکیٹ کے ساتھ فراہم کی جاتی ہیں جس میں ہیٹ ٹریٹمنٹ سائیکل، سختی اور تناؤ کی خصوصیات کی اطلاع دی جاتی ہے۔ جہتی جانچ میں قطر، دیوار کی موٹائی اور سیدھی پن کا احاطہ کیا جاتا ہے، اور ٹیوبیں بنڈلوں میں یا لکڑی کے کیسز میں پیک کی جاتی ہیں جس میں برآمدی کھیپ کے لیے آخری تحفظ ہوتا ہے۔

اکثر پوچھے گئے سوالات

سوال: Mg2Si مرحلہ بالکل کیا ہے؟

A: یہ ایک مقررہ ایٹمک تناسب میں میگنیشیم اور سلکان سے بنتا انٹرمیٹالک مرکب ہے۔ 6061 میں یہ وہ مرحلہ ہے جو مصنوعی عمر بڑھنے کے دوران تیز ہوتا ہے اور T6 حالت کی زیادہ تر طاقت فراہم کرتا ہے۔

س: بجھانے کی شرح اتنی اہمیت کیوں رکھتی ہے؟

A: ایک تیز بجھانا میگنیشیم اور سلکان کو سپر سیچوریٹڈ محلول میں رکھتا ہے۔ اگر ٹیوب بہت آہستہ سے ٹھنڈا ہو جاتی ہے، تو سختی کے لیے درکار باریک پریزیٹیٹ کی بجائے موٹے Mg2Si بن جاتے ہیں، اور عمر بڑھنے کا ردعمل کمزور ہو جاتا ہے۔

سوال: صحیح حل علاج کا درجہ حرارت کیا ہے؟

A: AMS 2772 6061 کے لیے 529 ڈگری C پلس یا مائنس 6 ڈگری C کا تعین کرتا ہے۔ اس حد سے اوپر پکڑنے سے اناج کی حدود میں ابتدائی پگھلنے کا خطرہ ہوتا ہے، جبکہ اسے نیچے رکھنے سے محلول کا کچھ حصہ غیر حل شدہ رہ جاتا ہے۔

سوال: اگر ٹیوب کی عمر- سے زیادہ ہو تو کیا ہوتا ہے؟

A: باریک باریک موٹے ہو جاتے ہیں اور ثبوت کی طاقت اور سختی گر جاتی ہے۔ عمر سے زیادہ-ٹیوب زیادہ قابل شکل ہے لیکن T6 مزاج کے لیے ASTM B221 یا ASTM B241 کی تناؤ کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتی۔

س: ڈیلیور شدہ ٹیوب پر ہیٹ ٹریٹمنٹ کی تصدیق کیسے کی جاتی ہے؟

A: بھٹی اور عمر رسیدہ ریکارڈز کے ذریعے جو بیچ میں ٹریس کیا جا سکتا ہے، نیز نمونوں کی سختی کی جانچ اور تناؤ کی جانچ، چالکتا کی پیمائش کے ساتھ اس بات کے فوری اشارے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے کہ بجھانا مکمل ہے۔