অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির তাপ চিকিত্সার মৌলিক প্রকারগুলি

অ্যানিলিং এবং কোয়েঞ্চিং এবং এজিং হল অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের মৌলিক তাপ চিকিত্সার ধরণ। অ্যানিলিং হল একটি নরমকরণ চিকিত্সা, যার উদ্দেশ্য হল খাদকে গঠন এবং কাঠামোতে অভিন্ন এবং স্থিতিশীল করা, কাজের শক্ত হওয়া দূর করা এবং খাদের প্লাস্টিকতা পুনরুদ্ধার করা। কোয়েঞ্চিং এবং এজিং হল একটি শক্তিশালীকরণ তাপ চিকিত্সা, যার উদ্দেশ্য হল খাদের শক্তি উন্নত করা এবং এটি মূলত অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের জন্য ব্যবহৃত হয় যা তাপ চিকিত্সা দ্বারা শক্তিশালী করা যেতে পারে।

১ অ্যানিলিং

বিভিন্ন উৎপাদন প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় অ্যানিলিংকে বিভিন্ন রূপে ভাগ করা হয়: ইনগট হোমোজেনাইজেশন অ্যানিলিং, বিলেট অ্যানিলিং, ইন্টারমিডিয়েট অ্যানিলিং এবং সমাপ্ত পণ্য অ্যানিলিং।

১.১ ইনগট হোমোজেনাইজেশন অ্যানিলিং

দ্রুত ঘনীভবন এবং ভারসাম্যহীন স্ফটিককরণের পরিস্থিতিতে, ইনগটের গঠন এবং গঠন অসম হওয়া উচিত এবং এর অভ্যন্তরীণ চাপও প্রচুর থাকতে হবে। এই পরিস্থিতি পরিবর্তন করতে এবং ইনগটের গরম কাজের প্রক্রিয়াযোগ্যতা উন্নত করতে, সাধারণত সমজাতীয়করণ অ্যানিলিং প্রয়োজন।

পারমাণবিক বিস্তারকে উৎসাহিত করার জন্য, সমজাতীয়করণ অ্যানিলিংয়ের জন্য উচ্চ তাপমাত্রা নির্বাচন করা উচিত, তবে এটি খাদের নিম্ন গলনাঙ্ক ইউটেকটিক গলনাঙ্কের বেশি হওয়া উচিত নয়। সাধারণত, সমজাতীয়করণ অ্যানিলিংয়ের তাপমাত্রা গলনাঙ্কের চেয়ে 5~40℃ কম থাকে এবং অ্যানিলিংয়ের সময় বেশিরভাগ সময় 12~24 ঘন্টার মধ্যে থাকে।

১.২ বিলেট অ্যানিলিং

বিলেট অ্যানিলিং বলতে চাপ প্রক্রিয়াকরণের সময় প্রথম ঠান্ডা বিকৃতির আগে অ্যানিলিং বোঝায়। এর উদ্দেশ্য হল বিলেটকে একটি সুষম কাঠামো তৈরি করা এবং সর্বাধিক প্লাস্টিক বিকৃতি ক্ষমতা অর্জন করা। উদাহরণস্বরূপ, হট-রোল্ড অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় স্ল্যাবের ঘূর্ণায়মান প্রান্তের তাপমাত্রা 280~330℃। ঘরের তাপমাত্রায় দ্রুত ঠান্ডা হওয়ার পরে, কাজের শক্ত হওয়ার ঘটনাটি সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করা যায় না। বিশেষ করে, তাপ-চিকিত্সা করা শক্তিশালী অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য, দ্রুত ঠান্ডা হওয়ার পরে, পুনঃক্রিস্টালাইজেশন প্রক্রিয়া শেষ হয়নি, এবং সুপারস্যাচুরেটেড কঠিন দ্রবণ সম্পূর্ণরূপে পচে যায়নি, এবং কাজের শক্তকরণ এবং নিভানোর প্রভাবের একটি অংশ এখনও ধরে রাখা হয়। অ্যানিলিং ছাড়াই সরাসরি ঠান্ডা রোল করা কঠিন, তাই বিলেট অ্যানিলিং প্রয়োজন। LF3 এর মতো অ-তাপ-চিকিত্সা করা শক্তিশালী অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য, অ্যানিলিং তাপমাত্রা 370~470℃, এবং 1.5~2.5 ঘন্টা উষ্ণ রাখার পরে বায়ু শীতল করা হয়। ঠান্ডা-আঁকা টিউব প্রক্রিয়াকরণের জন্য ব্যবহৃত বিলেট এবং অ্যানিলিং তাপমাত্রা যথাযথভাবে বেশি হওয়া উচিত এবং উপরের সীমা তাপমাত্রা নির্বাচন করা যেতে পারে। LY11 এবং LY12 এর মতো তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে শক্তিশালী করা যেতে পারে এমন অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য, বিলেট অ্যানিলিং তাপমাত্রা 390~450℃, এই তাপমাত্রায় 1~3 ঘন্টা রাখা হয়, তারপর চুল্লিতে 30℃/ঘন্টার বেশি হারে 270℃ এর নিচে ঠান্ডা করা হয় এবং তারপর চুল্লি থেকে বাতাসে ঠান্ডা করা হয়।

১.৩ মধ্যবর্তী অ্যানিলিং

ইন্টারমিডিয়েট অ্যানিলিং বলতে ঠান্ডা বিকৃতি প্রক্রিয়ার মধ্যে অ্যানিলিং বোঝায়, যার উদ্দেশ্য হল ক্রমাগত ঠান্ডা বিকৃতি সহজতর করার জন্য কাজের কঠোরতা দূর করা। সাধারণভাবে বলতে গেলে, উপাদানটি অ্যানিল করার পরে, 45~85% ঠান্ডা বিকৃতির মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে মধ্যবর্তী অ্যানিলিং ছাড়া ঠান্ডা কাজ চালিয়ে যাওয়া কঠিন হবে।

মধ্যবর্তী অ্যানিলিংয়ের প্রক্রিয়া পদ্ধতি মূলত বিলেট অ্যানিলিংয়ের মতোই। ঠান্ডা বিকৃতির ডিগ্রির প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, মধ্যবর্তী অ্যানিলিংকে তিন প্রকারে ভাগ করা যেতে পারে: সম্পূর্ণ অ্যানিলিং (মোট বিকৃতি ε≈60~70%), সহজ অ্যানিলিং (ε≤50%) এবং সামান্য অ্যানিলিং (ε≈30~40%)। প্রথম দুটি অ্যানিলিং সিস্টেম বিলেট অ্যানিলিংয়ের মতোই, এবং পরবর্তীটি 320~350℃ তাপমাত্রায় 1.5~2 ঘন্টার জন্য উত্তপ্ত করা হয় এবং তারপর বাতাসে ঠান্ডা করা হয়।

১.৪। সমাপ্ত পণ্য অ্যানিলিং

সমাপ্ত পণ্য অ্যানিলিং হল চূড়ান্ত তাপ চিকিত্সা যা পণ্যের প্রযুক্তিগত অবস্থার প্রয়োজনীয়তা অনুসারে উপাদানটিকে নির্দিষ্ট সাংগঠনিক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য দেয়।

সমাপ্ত পণ্য অ্যানিলিংকে উচ্চ তাপমাত্রার অ্যানিলিং (নরম পণ্য উৎপাদন) এবং নিম্ন তাপমাত্রার অ্যানিলিং (বিভিন্ন অবস্থায় আধা-শক্ত পণ্য উৎপাদন) এ ভাগ করা যেতে পারে। উচ্চ তাপমাত্রার অ্যানিলিং নিশ্চিত করবে যে একটি সম্পূর্ণ পুনঃক্রিস্টালাইজেশন কাঠামো এবং ভাল প্লাস্টিকতা পাওয়া যাবে। উপাদানটি ভাল কাঠামো এবং কর্মক্ষমতা অর্জনের শর্তে, ধারণ সময় খুব বেশি হওয়া উচিত নয়। তাপ চিকিত্সা দ্বারা শক্তিশালী করা যেতে পারে এমন অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য, বায়ু শীতলকরণ নিবারণ প্রভাব প্রতিরোধ করার জন্য, শীতলকরণের হার কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত।

নিম্ন তাপমাত্রার অ্যানিলিং-এর মধ্যে রয়েছে স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং এবং আংশিক নরমকরণ অ্যানিলিং, যা মূলত বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম এবং তাপ-চিকিৎসা ছাড়াই শক্তিশালী অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য ব্যবহৃত হয়। একটি নিম্ন তাপমাত্রার অ্যানিলিং সিস্টেম তৈরি করা একটি অত্যন্ত জটিল কাজ, যার জন্য কেবল অ্যানিলিং তাপমাত্রা এবং ধারণ সময় বিবেচনা করা প্রয়োজন নয়, বরং অমেধ্যের প্রভাব, অ্যালয়িং ডিগ্রি, ঠান্ডা বিকৃতি, মধ্যবর্তী অ্যানিলিং তাপমাত্রা এবং গরম বিকৃতি তাপমাত্রাও বিবেচনা করা প্রয়োজন। একটি নিম্ন তাপমাত্রার অ্যানিলিং সিস্টেম তৈরি করতে, অ্যানিলিং তাপমাত্রা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের মধ্যে পরিবর্তন বক্ররেখা পরিমাপ করা প্রয়োজন এবং তারপরে প্রযুক্তিগত অবস্থার মধ্যে নির্দিষ্ট কর্মক্ষমতা সূচক অনুসারে অ্যানিলিং তাপমাত্রার পরিসর নির্ধারণ করা প্রয়োজন।

২ নিভানো

অ্যালুমিনিয়াম খাদের নিভানোর প্রক্রিয়াকে দ্রবণ চিকিৎসাও বলা হয়, যার অর্থ হল উচ্চ-তাপমাত্রা উত্তাপের মাধ্যমে ধাতুতে যতটা সম্ভব সংকর উপাদানগুলিকে কঠিন দ্রবণে দ্রবীভূত করা, তারপরে দ্রুত শীতলকরণের মাধ্যমে দ্বিতীয় পর্যায়ের বৃষ্টিপাতকে বাধা দেওয়া, যার ফলে একটি অতিসম্পৃক্ত অ্যালুমিনিয়াম-ভিত্তিক α কঠিন দ্রবণ পাওয়া যায়, যা পরবর্তী বার্ধক্য চিকিৎসার জন্য ভালভাবে প্রস্তুত।

একটি অতিসম্পৃক্ত α কঠিন দ্রবণ প্রাপ্তির ভিত্তি হল তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে অ্যালুমিনিয়ামের সংকর ধাতুতে দ্বিতীয় পর্যায়ের দ্রাব্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে, অন্যথায়, কঠিন দ্রবণ চিকিত্সার উদ্দেশ্য অর্জন করা যাবে না। অ্যালুমিনিয়ামের বেশিরভাগ সংকর ধাতু এই বৈশিষ্ট্য সহ একটি ইউটেকটিক ফেজ ডায়াগ্রাম তৈরি করতে পারে। উদাহরণ হিসেবে আল-কিউ সংকর ধাতু নিলে, ইউটেকটিক তাপমাত্রা 548℃, এবং ঘরের তাপমাত্রায় অ্যালুমিনিয়ামে তামার দ্রাব্যতা 0.1% এর কম। 548℃ এ উত্তপ্ত হলে, এর দ্রাব্যতা 5.6% এ বৃদ্ধি পায়। অতএব, 5.6% এর কম তামা ধারণকারী আল-কিউ সংকর ধাতুগুলি উত্তাপের তাপমাত্রা তার দ্রাব্য রেখা অতিক্রম করার পরে α একক পর্যায়ের অঞ্চলে প্রবেশ করে, অর্থাৎ, দ্বিতীয় পর্যায়ের CuAl2 ম্যাট্রিক্সে সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত হয় এবং নিভানোর পরে একটি একক অতিসম্পৃক্ত α কঠিন দ্রবণ পাওয়া যেতে পারে।

অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য তাপ নিরোধক হল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ এবং সবচেয়ে চাহিদাপূর্ণ তাপ চিকিত্সা অপারেশন। মূল বিষয় হল উপযুক্ত নিরোধক গরম করার তাপমাত্রা নির্বাচন করা এবং পর্যাপ্ত নিরোধক শীতলকরণ হার নিশ্চিত করা, এবং চুল্লির তাপমাত্রা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা এবং নিরোধক বিকৃতি হ্রাস করা।

নিভানোর তাপমাত্রা নির্বাচনের নীতি হল নিভানোর তাপমাত্রা যতটা সম্ভব বৃদ্ধি করা এবং নিশ্চিত করা যে অ্যালুমিনিয়াম খাদ অতিরিক্ত পুড়ে না যায় বা দানাগুলি অতিরিক্ত বৃদ্ধি না পায়, যাতে α কঠিন দ্রবণের অতিস্যাচুরেশন এবং বার্ধক্যজনিত চিকিত্সার পরে শক্তি বৃদ্ধি পায়। সাধারণত, অ্যালুমিনিয়াম খাদ গরম করার চুল্লিতে চুল্লির তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের নির্ভুলতা ±3℃ এর মধ্যে থাকা প্রয়োজন এবং চুল্লির তাপমাত্রার অভিন্নতা নিশ্চিত করার জন্য চুল্লির বাতাস সঞ্চালন করতে বাধ্য করা হয়।

অ্যালুমিনিয়াম খাদের অতিরিক্ত জ্বলন ধাতুর অভ্যন্তরে নিম্ন-গলন-বিন্দু উপাদান, যেমন বাইনারি বা মাল্টি-এলিমেন্ট ইউটেকটিক্সের আংশিক গলে যাওয়ার কারণে ঘটে। অতিরিক্ত জ্বলন কেবল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য হ্রাস করে না, বরং খাদের ক্ষয় প্রতিরোধের উপরও মারাত্মক প্রভাব ফেলে। অতএব, একবার অ্যালুমিনিয়াম খাদ অতিরিক্ত জ্বলন হয়ে গেলে, এটি নির্মূল করা যায় না এবং খাদ পণ্যটি বাতিল করা উচিত। অ্যালুমিনিয়াম খাদের প্রকৃত অতিরিক্ত জ্বলন তাপমাত্রা মূলত খাদের গঠন এবং অপরিষ্কারতার পরিমাণ দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং এটি খাদ প্রক্রিয়াকরণ অবস্থার সাথেও সম্পর্কিত। প্লাস্টিক বিকৃতি প্রক্রিয়াকরণের মধ্য দিয়ে যাওয়া পণ্যগুলির অতিরিক্ত জ্বলন তাপমাত্রা ঢালাইয়ের তুলনায় বেশি। বিকৃতি প্রক্রিয়াকরণ যত বেশি হবে, ভারসাম্যহীন নিম্ন-গলন-বিন্দু উপাদানগুলিকে উত্তপ্ত করার সময় ম্যাট্রিক্সে দ্রবীভূত করা তত সহজ হবে, তাই প্রকৃত অতিরিক্ত জ্বলন তাপমাত্রা বৃদ্ধি পাবে।

অ্যালুমিনিয়াম খাদের নিভানোর সময় শীতলতার হার সংকর ধাতুর বার্ধক্য বৃদ্ধির ক্ষমতা এবং জারা প্রতিরোধের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। LY12 এবং LC4 এর নিভানোর প্রক্রিয়ার সময়, α কঠিন দ্রবণটি যাতে পচে না যায় তা নিশ্চিত করা প্রয়োজন, বিশেষ করে 290~420℃ তাপমাত্রা সংবেদনশীল এলাকায়, এবং যথেষ্ট পরিমাণে শীতলতার হার প্রয়োজন। সাধারণত শীতলতার হার 50℃/সেকেন্ডের উপরে হওয়া উচিত এবং LC4 খাদের জন্য এটি 170℃/সেকেন্ডে পৌঁছানো বা অতিক্রম করা উচিত।

অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত নিভানোর মাধ্যম হল জল। উৎপাদন অনুশীলন দেখায় যে নিভানোর সময় শীতলকরণের হার যত বেশি হবে, নিভানো উপাদান বা ওয়ার্কপিসের অবশিষ্ট চাপ এবং অবশিষ্ট বিকৃতি তত বেশি হবে। অতএব, সরল আকারের ছোট ওয়ার্কপিসের জন্য, জলের তাপমাত্রা কিছুটা কম হতে পারে, সাধারণত 10~30℃, এবং 40℃ এর বেশি হওয়া উচিত নয়। জটিল আকার এবং প্রাচীরের পুরুত্বের বড় পার্থক্যযুক্ত ওয়ার্কপিসের জন্য, নিভানোর বিকৃতি এবং ফাটল কমাতে, জলের তাপমাত্রা কখনও কখনও 80℃ পর্যন্ত বাড়ানো যেতে পারে। তবে, এটি উল্লেখ করা আবশ্যক যে নিভানোর ট্যাঙ্কের জলের তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে উপাদানের শক্তি এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতাও সেই অনুযায়ী হ্রাস পায়।

৩. বার্ধক্য

৩.১ বার্ধক্যের সময় সাংগঠনিক রূপান্তর এবং কর্মক্ষমতা পরিবর্তন

নিভানোর মাধ্যমে প্রাপ্ত অতিসম্পৃক্ত α কঠিন দ্রবণটি একটি অস্থির কাঠামো। উত্তপ্ত হলে, এটি পচে যাবে এবং একটি ভারসাম্য কাঠামোতে রূপান্তরিত হবে। উদাহরণ হিসেবে Al-4Cu খাদ গ্রহণ করলে, এর ভারসাম্য কাঠামো α+CuAl2 (θ পর্যায়) হওয়া উচিত। নিভানোর পরে একক-পর্যায়ের অতিসম্পৃক্ত α কঠিন দ্রবণকে বার্ধক্যের জন্য উত্তপ্ত করা হলে, তাপমাত্রা যথেষ্ট বেশি হলে, θ পর্যায়টি সরাসরি অবক্ষেপিত হবে। অন্যথায়, এটি পর্যায়ক্রমে সম্পন্ন করা হবে, অর্থাৎ, কিছু মধ্যবর্তী পরিবর্তন পর্যায়ের পরে, চূড়ান্ত ভারসাম্য পর্যায় CuAl2 এ পৌঁছানো যেতে পারে। নীচের চিত্রটি Al-Cu খাদের বার্ধক্য প্রক্রিয়া চলাকালীন প্রতিটি বৃষ্টিপাত পর্যায়ের স্ফটিক কাঠামোর বৈশিষ্ট্যগুলি চিত্রিত করে। চিত্র a. নিভানো অবস্থায় স্ফটিক জালির কাঠামো। এই সময়ে, এটি একটি একক-পর্যায়ের α অতিসম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ, এবং তামার পরমাণু (কালো বিন্দু) অ্যালুমিনিয়াম (সাদা বিন্দু) ম্যাট্রিক্স জালিতে সমানভাবে এবং এলোমেলোভাবে বিতরণ করা হয়। চিত্র b. বৃষ্টিপাতের প্রাথমিক পর্যায়ে জালির কাঠামো দেখায়। ম্যাট্রিক্স জালির নির্দিষ্ট কিছু অংশে তামার পরমাণু ঘনীভূত হতে শুরু করে একটি গিনিয়ার-প্রেস্টন এলাকা তৈরি করে, যাকে GP এলাকা বলা হয়। GP জোনটি অত্যন্ত ছোট এবং চাকতি আকৃতির, যার ব্যাস প্রায় 5~10μm এবং পুরুত্ব 0.4~0.6nm। ম্যাট্রিক্সে GP জোনের সংখ্যা অত্যন্ত বড় এবং বিতরণ ঘনত্ব 10¹⁷~10¹⁸cm-³ পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। GP জোনের স্ফটিক কাঠামো এখনও ম্যাট্রিক্সের মতোই, উভয়ই মুখ-কেন্দ্রিক ঘনক, এবং এটি ম্যাট্রিক্সের সাথে একটি সুসংগত ইন্টারফেস বজায় রাখে। যাইহোক, অ্যালুমিনিয়াম পরমাণুর তুলনায় তামার পরমাণুর আকার ছোট হওয়ায়, তামার পরমাণুর সমৃদ্ধি অঞ্চলের কাছাকাছি স্ফটিক জালিকে সঙ্কুচিত করবে, যা জালি বিকৃতি ঘটাবে।

বার্ধক্যের সময় আল-কিউ খাদের স্ফটিক কাঠামোর পরিবর্তনের পরিকল্পিত চিত্র

চিত্র ক. নিভে যাওয়া অবস্থা, একটি একক-পর্যায় α কঠিন দ্রবণ, তামার পরমাণু (কালো বিন্দু) সমানভাবে বিতরণ করা হয়;

চিত্র খ. বার্ধক্যের প্রাথমিক পর্যায়ে, জিপি জোন গঠিত হয়;

চিত্র গ. বার্ধক্যের শেষ পর্যায়ে, একটি আধা-সুসংগত রূপান্তর পর্যায় গঠিত হয়;

চিত্র ঘ. উচ্চ তাপমাত্রার বার্ধক্য, অসংলগ্ন ভারসাম্য পর্যায়ের বৃষ্টিপাত

GP জোন হল অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির বার্ধক্য প্রক্রিয়ার সময় প্রদর্শিত প্রথম প্রাক-বৃষ্টিপাত পণ্য। বার্ধক্যের সময় বাড়ানো, বিশেষ করে বার্ধক্যের তাপমাত্রা বৃদ্ধি, অন্যান্য মধ্যবর্তী রূপান্তর পর্যায়গুলিও তৈরি করবে। Al-4Cu অ্যালয়গুলিতে, GP জোনের পরে θ” এবং θ' পর্যায় রয়েছে এবং অবশেষে ভারসাম্য পর্যায় CuAl2 পৌঁছেছে। θ” এবং θ' উভয়ই θ পর্যায়ের রূপান্তর পর্যায়, এবং স্ফটিক কাঠামো একটি বর্গাকার জালি, তবে জালি ধ্রুবক ভিন্ন। θ এর আকার GP জোনের চেয়ে বড়, এখনও ডিস্ক আকৃতির, যার ব্যাস প্রায় 15~40nm এবং পুরুত্ব 0.8~2.0nm। এটি ম্যাট্রিক্সের সাথে একটি সুসংগত ইন্টারফেস বজায় রাখতে থাকে, তবে জালি বিকৃতির মাত্রা আরও তীব্র। θ” থেকে θ' পর্যায়ে রূপান্তরিত হওয়ার সময়, আকার 20~600nm হয়ে যায়, পুরুত্ব 10~15nm হয়, এবং সুসঙ্গত ইন্টারফেসটিও আংশিকভাবে ধ্বংস হয়ে যায়, যা একটি আধা-সুসঙ্গত ইন্টারফেসে পরিণত হয়, যেমন চিত্র c-তে দেখানো হয়েছে। বার্ধক্যজনিত বৃষ্টিপাতের চূড়ান্ত পণ্য হল ভারসাম্য পর্যায় θ (CuAl2), যে সময়ে সুসঙ্গত ইন্টারফেসটি সম্পূর্ণরূপে ধ্বংস হয়ে যায় এবং একটি অ-সুসঙ্গত ইন্টারফেসে পরিণত হয়, যেমন চিত্র d-তে দেখানো হয়েছে।

উপরের পরিস্থিতি অনুসারে, Al-Cu খাদের বার্ধক্যজনিত বৃষ্টিপাতের ক্রম হল αs→α+GP জোন→α+θ”→α+θ'→α+θ। বার্ধক্যজনিত কাঠামোর স্তরটি খাদের গঠন এবং বার্ধক্যজনিত নির্দিষ্টকরণের উপর নির্ভর করে। প্রায়শই একই অবস্থায় একাধিক বার্ধক্যজনিত পণ্য থাকে। বার্ধক্যজনিত তাপমাত্রা যত বেশি হবে, ভারসাম্য কাঠামোর তত কাছাকাছি হবে।

বার্ধক্য প্রক্রিয়ার সময়, ম্যাট্রিক্স থেকে নির্গত GP জোন এবং ট্রানজিশন ফেজ আকারে ছোট, অত্যন্ত বিচ্ছুরিত এবং সহজে বিকৃত হয় না। একই সময়ে, তারা ম্যাট্রিক্সে জালি বিকৃতি সৃষ্টি করে এবং একটি চাপ ক্ষেত্র তৈরি করে, যা স্থানচ্যুতির গতিবিধিতে উল্লেখযোগ্য বাধা সৃষ্টি করে, যার ফলে খাদের প্লাস্টিক বিকৃতির প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং এর শক্তি এবং কঠোরতা উন্নত হয়। এই বার্ধক্য শক্ত হওয়ার ঘটনাটিকে বৃষ্টিপাত শক্ত হওয়া বলা হয়। নীচের চিত্রটি একটি বক্ররেখা আকারে নিভানোর এবং বার্ধক্য চিকিত্সার সময় Al-4Cu খাদের কঠোরতা পরিবর্তন চিত্রিত করে। চিত্রে প্রথম পর্যায়টি তার মূল অবস্থায় খাদের কঠোরতাকে প্রতিনিধিত্ব করে। বিভিন্ন গরম কাজের ইতিহাসের কারণে, মূল অবস্থার কঠোরতা পরিবর্তিত হবে, সাধারণত HV=30~80। 500℃ তাপমাত্রায় গরম করার এবং নিভানোর (দ্বিতীয় পর্যায়) পরে, সমস্ত তামার পরমাণু ম্যাট্রিক্সে দ্রবীভূত হয়ে HV=60 সহ একটি একক-পর্যায়ের সুপারস্যাচুরেটেড α কঠিন দ্রবণ তৈরি করে, যা অ্যানিলড অবস্থায় (HV=30) কঠোরতার দ্বিগুণ শক্ত। এটি কঠিন দ্রবণ শক্তিশালীকরণের ফলাফল। নিভানোর পর, এটি ঘরের তাপমাত্রায় স্থাপন করা হয় এবং জিপি জোন (পর্যায় III) গঠনের কারণে খাদের কঠোরতা ক্রমাগত বৃদ্ধি পায়। ঘরের তাপমাত্রায় এই বার্ধক্য শক্ত হওয়ার প্রক্রিয়াটিকে প্রাকৃতিক বার্ধক্য বলা হয়।

আমি—আদি অবস্থা;

II—কঠিন দ্রবণ অবস্থা;

III—প্রাকৃতিক বার্ধক্য (জিপি জোন);

IVa—১৫০~২০০℃ তাপমাত্রায় রিগ্রেশন চিকিৎসা (জিপি জোনে পুনঃদ্রবীভূত);

IVb—কৃত্রিম বার্ধক্য (θ”+θ' পর্যায়);

V—অতিরিক্ত (θ”+θ' পর্যায়)

চতুর্থ ধাপে, সংকর ধাতুকে বার্ধক্যের জন্য ১৫০°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয় এবং প্রাকৃতিক বার্ধক্যের তুলনায় শক্ত হওয়ার প্রভাব বেশি স্পষ্ট। এই সময়, বৃষ্টিপাতের পণ্য মূলত θ” পর্যায়, যা Al-Cu সংকর ধাতুতে সর্বাধিক শক্তিশালীকরণ প্রভাব ফেলে। যদি বার্ধক্যের তাপমাত্রা আরও বাড়ানো হয়, তাহলে বৃষ্টিপাতের পর্যায় θ” পর্যায় থেকে θ' পর্যায়ে রূপান্তরিত হয়, শক্ত হওয়ার প্রভাব দুর্বল হয় এবং কঠোরতা হ্রাস পায়, পর্যায় V-তে প্রবেশ করে। কৃত্রিম উত্তাপের জন্য যে কোনও বার্ধক্য চিকিৎসার প্রয়োজন হয় তাকে কৃত্রিম বার্ধক্য বলা হয়, এবং চতুর্থ এবং পঞ্চম ধাপ এই শ্রেণীর অন্তর্গত। যদি কঠোরতা বার্ধক্যের পরে সংকর ধাতু সর্বোচ্চ কঠোরতা মান পর্যন্ত পৌঁছায় (অর্থাৎ, পর্যায় IVb), তাহলে এই বার্ধক্যকে শীর্ষ বার্ধক্য বলা হয়। যদি সর্বোচ্চ কঠোরতা মান পৌঁছানো না যায়, তাহলে একে কম বার্ধক্য বা অসম্পূর্ণ কৃত্রিম বার্ধক্য বলা হয়। যদি সর্বোচ্চ মান অতিক্রম করা হয় এবং কঠোরতা হ্রাস পায়, তাহলে তাকে অতিরিক্ত বার্ধক্য বলা হয়। স্থিতিশীল বার্ধক্য চিকিৎসাও অতিরিক্ত বার্ধক্যের অন্তর্গত। প্রাকৃতিক বার্ধক্যের সময় গঠিত GP জোন খুবই অস্থির। যখন দ্রুত উচ্চ তাপমাত্রায়, যেমন প্রায় ২০০°C, উত্তপ্ত করা হয় এবং অল্প সময়ের জন্য উষ্ণ রাখা হয়, তখন GP জোনটি আবার α কঠিন দ্রবণে দ্রবীভূত হয়। যদি θ” বা θ' অবক্ষেপের মতো অন্যান্য রূপান্তর পর্যায়গুলির আগে এটি দ্রুত ঠান্ডা করা হয় (নিভে যায়), তাহলে সংকর ধাতুটিকে তার মূল নিভে যাওয়া অবস্থায় পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে। এই ঘটনাটিকে "রিগ্রেশন" বলা হয়, যা চিত্রে IVa পর্যায়ে বিন্দুযুক্ত রেখা দ্বারা নির্দেশিত কঠোরতা হ্রাস। যে অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুটিকে রিগ্রেশন করা হয়েছে তার এখনও একই বার্ধক্যজনিত শক্ত করার ক্ষমতা রয়েছে।

তাপ-চিকিৎসাযোগ্য অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় তৈরির ভিত্তি হল বয়স শক্তকরণ, এবং এর বয়স শক্তকরণ ক্ষমতা সরাসরি খাদের গঠন এবং তাপ চিকিত্সা ব্যবস্থার সাথে সম্পর্কিত। Al-Si এবং Al-Mn বাইনারি অ্যালয়গুলির কোনও বৃষ্টিপাত শক্তকরণ প্রভাব নেই কারণ ভারসাম্য পর্যায়টি বার্ধক্য প্রক্রিয়ার সময় সরাসরি অবক্ষেপিত হয় এবং এগুলি অ-তাপ-চিকিৎসাযোগ্য অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়। যদিও Al-Mg অ্যালয়গুলি GP জোন এবং ট্রানজিশন পর্যায় β' গঠন করতে পারে, তবে উচ্চ-ম্যাগনেসিয়াম অ্যালয়গুলিতে তাদের কেবলমাত্র নির্দিষ্ট বৃষ্টিপাত শক্তকরণ ক্ষমতা থাকে। Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Si এবং Al-Zn-Mg-Cu অ্যালয়গুলির তাদের GP জোন এবং ট্রানজিশন পর্যায়ে শক্তিশালী বৃষ্টিপাত শক্তকরণ ক্ষমতা রয়েছে এবং বর্তমানে এটি প্রধান খাদ ব্যবস্থা যা তাপ-চিকিৎসাযোগ্য এবং শক্তিশালী করা যেতে পারে।

৩.২ প্রাকৃতিক বার্ধক্য

সাধারণত, তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে শক্তিশালী করা যায় এমন অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলি নিভানোর পরে প্রাকৃতিক বার্ধক্যের প্রভাব ফেলে। প্রাকৃতিক বার্ধক্য শক্তিশালীকরণ GP জোনের কারণে ঘটে। Al-Cu এবং Al-Cu-Mg অ্যালয়গুলিতে প্রাকৃতিক বার্ধক্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। Al-Zn-Mg-Cu অ্যালয়গুলির প্রাকৃতিক বার্ধক্য খুব দীর্ঘস্থায়ী হয় এবং প্রায়শই স্থিতিশীল পর্যায়ে পৌঁছাতে বেশ কয়েক মাস সময় লাগে, তাই প্রাকৃতিক বার্ধক্য ব্যবস্থা ব্যবহার করা হয় না।

কৃত্রিম বার্ধক্যের তুলনায়, প্রাকৃতিক বার্ধক্যের পরে, খাদের ফলন শক্তি কম থাকে, তবে প্লাস্টিকতা এবং শক্ততা ভালো থাকে এবং জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি থাকে। Al-Zn-Mg-Cu সিস্টেমের সুপার-হার্ড অ্যালুমিনিয়ামের পরিস্থিতি কিছুটা আলাদা। কৃত্রিম বার্ধক্যের পরে জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রায়শই প্রাকৃতিক বার্ধক্যের পরে তুলনায় ভালো হয়।

৩.৩ কৃত্রিম বার্ধক্য

কৃত্রিম বার্ধক্য চিকিৎসার পর, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলি প্রায়শই সর্বোচ্চ ফলন শক্তি (প্রধানত ট্রানজিশন ফেজ শক্তিশালীকরণ) এবং আরও ভাল সাংগঠনিক স্থিতিশীলতা অর্জন করতে পারে। সুপার-হার্ড অ্যালুমিনিয়াম, নকল অ্যালুমিনিয়াম এবং কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম মূলত কৃত্রিমভাবে বার্ধক্যযুক্ত। বার্ধক্যের তাপমাত্রা এবং বার্ধক্যের সময় খাদের বৈশিষ্ট্যের উপর গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। বার্ধক্যের তাপমাত্রা বেশিরভাগই 120~190℃ এর মধ্যে থাকে এবং বার্ধক্যের সময় 24 ঘন্টার বেশি হয় না।

একক-পর্যায়ের কৃত্রিম বার্ধক্য ছাড়াও, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলি একটি গ্রেডেড কৃত্রিম বার্ধক্য ব্যবস্থাও গ্রহণ করতে পারে। অর্থাৎ, বিভিন্ন তাপমাত্রায় দুবার বা তার বেশি তাপীকরণ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, LC4 অ্যালয়কে 2~4 ঘন্টার জন্য 115~125℃ এবং তারপর 3~5 ঘন্টার জন্য 160~170℃ এ বয়স্ক করা যেতে পারে। ধীরে ধীরে বার্ধক্য কেবল সময়কে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে না, বরং Al-Zn-Mg এবং Al-Zn-Mg-Cu অ্যালয়গুলির মাইক্রোস্ট্রাকচারকেও উন্নত করতে পারে এবং স্ট্রেস জারা প্রতিরোধ, ক্লান্তি শক্তি এবং ফ্র্যাকচার শক্ততা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে, মূলত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি হ্রাস না করে।