Malaking kapal ng pader 6061T6 aluminyo haluang metal ay kailangang ma -quenched pagkatapos ng mainit na extrusion. Dahil sa limitasyon ng walang tigil na extrusion, ang isang bahagi ng profile ay papasok sa water-cooling zone na may pagkaantala. Kapag ang susunod na maikling ingot ay patuloy na nai -extruded, ang bahaging ito ng profile ay sumasailalim sa pagkaantala ng pagsusubo. Paano haharapin ang naantala na lugar ng pagsusubo ay isang isyu na dapat isaalang -alang ng bawat kumpanya ng produksiyon. Kapag ang basura ng proseso ng pagtatapos ng buntot ay maikli, ang mga sample ng pagganap na kinuha ay kung minsan ay kwalipikado at kung minsan ay hindi kwalipikado. Kapag nag -resampling mula sa gilid, ang pagganap ay kwalipikado muli. Ang artikulong ito ay nagbibigay ng kaukulang paliwanag sa pamamagitan ng mga eksperimento.
1. Mga materyales sa pagsubok at pamamaraan
Ang materyal na ginamit sa eksperimento na ito ay 6061 aluminyo haluang metal. Ang komposisyon ng kemikal na sinusukat ng spectral analysis ay ang mga sumusunod: sumusunod ito sa GB/T 3190-1996 International 6061 aluminyo alloy na pamantayan sa komposisyon.
Sa eksperimento na ito, ang isang bahagi ng extruded profile ay kinuha para sa paggamot ng solidong solusyon. Ang 400mm mahabang profile ay nahahati sa dalawang lugar. Ang Area 1 ay direktang pinalamig ng tubig at napawi. Ang Area 2 ay pinalamig sa hangin sa loob ng 90 segundo at pagkatapos ay pinalamig ng tubig. Ang diagram ng pagsubok ay ipinapakita sa Figure 1.
Ang 6061 aluminyo alloy profile na ginamit sa eksperimento na ito ay na -extruded ng isang 4000ust extruder. Ang temperatura ng amag ay 500 ° C, ang temperatura ng casting rod ay 510 ° C, ang temperatura ng extrusion outlet ay 525 ° C, ang bilis ng extrusion ay 2.1mm/s, ang high-intensity na paglamig ng tubig ay ginagamit sa proseso ng extrusion, at isang 400mm Ang haba ng pagsubok ng haba ay kinuha mula sa gitna ng extruded tapos na profile. Ang sample na lapad ay 150mm at ang taas ay 10.00mm.
Ang mga kinuha na mga sample ay nahati at pagkatapos ay sumailalim sa paggamot sa solusyon muli. Ang temperatura ng solusyon ay 530 ° C at ang oras ng solusyon ay 4 na oras. Matapos ilabas ang mga ito, ang mga sample ay inilagay sa isang malaking tangke ng tubig na may lalim ng tubig na 100mm. Ang mas malaking tangke ng tubig ay maaaring matiyak na ang temperatura ng tubig sa tangke ng tubig ay nagbabago nang kaunti pagkatapos ng sample sa zone 1 ay pinalamig ng tubig, na pinipigilan ang pagtaas ng temperatura ng tubig mula sa nakakaapekto sa intensity ng paglamig ng tubig. Sa panahon ng proseso ng paglamig ng tubig, tiyakin na ang temperatura ng tubig ay nasa loob ng saklaw ng 20-25 ° C. Ang mga quenched sample ay may edad na sa 165 ° C*8h.
Kumuha ng isang bahagi ng halimbawang 400mm ang haba ng 30mm ang lapad na 10mm makapal, at magsagawa ng isang pagsubok sa tigas na Brinell. Gumawa ng 5 mga sukat tuwing 10mm. Dalhin ang average na halaga ng 5 Brinell tigas bilang resulta ng katigasan ng Brinell sa puntong ito, at obserbahan ang pattern ng pagbabago ng tigas.
Ang mga mekanikal na katangian ng profile ay nasubok, at ang makunat na kahanay na seksyon 60mm ay kinokontrol sa iba't ibang mga posisyon ng 400mm sample upang obserbahan ang mga katangian ng makunat at lokasyon ng bali.
Ang patlang ng temperatura ng pagsusulit na pinalamig ng tubig ng sample at ang pagsusubo pagkatapos ng pagkaantala ng 90s ay kunwa sa pamamagitan ng software ng ANSYS, at ang mga rate ng paglamig ng mga profile sa iba't ibang mga posisyon ay nasuri.
2. Mga Eksperimentong Resulta at Pagtatasa
2.1 Mga Resulta sa Pagsubok sa Hardness
Ipinapakita ng Figure 2 ang curve ng pagbabago ng katigasan ng isang 400mm mahabang sample na sinusukat ng isang Brinell Hardness Tester (ang haba ng yunit ng abscissa ay kumakatawan sa 10mm, at ang 0 scale ay ang paghahati ng linya sa pagitan ng normal na pagsusubo at pagkaantala ng pagsusubo). Mahahanap na ang tigas sa dulo ng pinalamig na tubig ay matatag sa paligid ng 95hb. Matapos ang paghahati ng linya sa pagitan ng pagsusubo ng tubig-paglamig at naantala ang 90s na pag-cool ng tubig, ang tigas ay nagsisimula na bumaba, ngunit ang rate ng pagtanggi ay mabagal sa maagang yugto. Matapos ang 40mm (89hb), ang tigas ay bumaba nang husto, at bumaba sa pinakamababang halaga (77hb) sa 80mm. Matapos ang 80mm, ang tigas ay hindi patuloy na bumababa, ngunit nadagdagan sa isang tiyak na lawak. Ang pagtaas ay medyo maliit. Matapos ang 130mm, ang tigas ay nanatiling hindi nagbabago sa paligid ng 83hb. Maaari itong isipin na dahil sa epekto ng pagpapadaloy ng init, ang rate ng paglamig ng naantala na bahagi ng pagsusubo ay nagbago.
2.2 Mga Resulta ng Pagsubok sa Pagganap at Pagtatasa
Ipinapakita sa talahanayan 2 ang mga resulta ng mga eksperimento sa makunat na isinasagawa sa mga sample na kinuha mula sa iba't ibang mga posisyon ng kahanay na seksyon. Mahahanap na ang lakas ng makunat at lakas ng ani ng No. 1 at No. 2 ay halos walang pagbabago. Habang tumataas ang proporsyon ng mga naantala na pagtatapos ng pagsusubo, ang makunat na lakas at lakas ng ani ng haluang metal ay nagpapakita ng isang makabuluhang pababang takbo. Gayunpaman, ang lakas ng makunat sa bawat lokasyon ng sampling ay nasa itaas ng karaniwang lakas. Tanging sa lugar na may pinakamababang tigas, ang lakas ng ani ay mas mababa kaysa sa pamantayang sample, ang halimbawang pagganap ay hindi kwalipikado.
Ipinapakita ng Figure 4 ang mga katangian ng makunat na mga resulta ng sample No. 3. Mahahanap ito mula sa Larawan 4 na ang mas malayo sa linya ng paghati, mas mababa ang tigas ng naantala na pagtatapos ng pagsusubo. Ang pagbaba ng katigasan ay nagpapahiwatig na ang pagganap ng sample ay nabawasan, ngunit ang tigas ay bumababa nang dahan -dahan, bumababa lamang mula sa 95hb hanggang tungkol sa 91hb sa dulo ng kahanay na seksyon. Tulad ng makikita mula sa mga resulta ng pagganap sa Talahanayan 1, ang lakas ng makunat ay bumaba mula sa 342MPa hanggang 320MPa para sa paglamig ng tubig. Kasabay nito, natagpuan na ang punto ng bali ng tensile sample ay nasa dulo din ng kahanay na seksyon na may pinakamababang tigas. Ito ay dahil malayo ito sa paglamig ng tubig, ang pagganap ng haluang metal ay nabawasan, at ang pagtatapos ay umabot sa nakakapagod na limitasyon ng lakas muna upang makabuo ng isang leeg. Sa wakas, masira mula sa pinakamababang punto ng pagganap, at ang posisyon ng break ay naaayon sa mga resulta ng pagsubok sa pagganap.
Ipinapakita ng Figure 5 ang tigas curve ng kahanay na seksyon ng sample No. 4 at ang posisyon ng bali. Mahahanap na ang mas malayo sa linya ng paghahati ng water-cooling, mas mababa ang tigas ng pagkaantala na pagtatapos ng pagtatapos. Kasabay nito, ang lokasyon ng bali ay nasa dulo din kung saan ang tigas ay pinakamababa, 86hb fractures. Mula sa Talahanayan 2, natagpuan na halos walang plastik na pagpapapangit sa dulo ng pinalamig na tubig. Mula sa Talahanayan 1, natagpuan na ang halimbawang pagganap (tensile lakas 298MPa, ani 266MPa) ay makabuluhang nabawasan. Ang lakas ng makunat ay 298MPA lamang, na hindi umaabot sa lakas ng ani ng dulo ng pinalamig na tubig (315MPA). Ang dulo ay nabuo ng isang leeg down kapag ito ay mas mababa kaysa sa 315MPa. Bago ang bali, ang nababanat na pagpapapangit ay naganap sa lugar na pinalamig ng tubig. Habang nawala ang stress, nawala ang pilay sa dulo ng pinalamig na tubig. Bilang isang resulta, ang halaga ng pagpapapangit sa zone ng paglamig ng tubig sa Talahanayan 2 ay halos walang pagbabago. Ang mga sample na break sa pagtatapos ng naantala na rate ng sunog, ang deformed area ay nabawasan, at ang pagtatapos ng katigasan ay ang pinakamababa, na nagreresulta sa isang makabuluhang pagbawas sa mga resulta ng pagganap.
Kumuha ng mga sample mula sa 100% naantala na lugar ng pagsusubo sa dulo ng 400mm na ispesimen. Ipinapakita ng Figure 6 ang curve ng tigas. Ang tigas ng kahanay na seksyon ay nabawasan sa mga 83-84hb at medyo matatag. Dahil sa parehong proseso, ang pagganap ay halos pareho. Walang halatang pattern ang matatagpuan sa posisyon ng bali. Ang pagganap ng haluang metal ay mas mababa kaysa sa sample na naka-quench na tubig.
Upang higit pang galugarin ang pagiging regular ng pagganap at bali, ang kahanay na seksyon ng makunat na ispesimen ay napili malapit sa pinakamababang punto ng katigasan (77HB). Mula sa Talahanayan 1, natagpuan na ang pagganap ay makabuluhang nabawasan, at ang bali ng bali ay lumitaw sa pinakamababang punto ng katigasan sa Figure 2.
2.3 Mga resulta ng pagsusuri ng ANSYS
Ipinapakita ng Figure 7 ang mga resulta ng kunwa ng ANSYS ng mga curves ng paglamig sa iba't ibang mga posisyon. Makikita na ang temperatura ng sample sa lugar ng paglamig ng tubig ay mabilis na bumaba. Matapos ang 5s, ang temperatura ay bumaba sa ibaba 100 ° C, at sa 80mm mula sa paghahati ng linya, ang temperatura ay bumaba sa halos 210 ° C sa 90s. Ang average na pagbagsak ng temperatura ay 3.5 ° C/s. Matapos ang 90 segundo sa lugar ng paglamig ng air air, ang temperatura ay bumaba sa halos 360 ° C, na may average na rate ng drop na 1.9 ° C/s.
Sa pamamagitan ng pagsusuri ng pagganap at mga resulta ng kunwa, natagpuan na ang pagganap ng lugar ng paglamig ng tubig at naantala ang lugar ng pagsusubo ay isang pattern ng pagbabago na unang bumababa at pagkatapos ay tumataas nang bahagya. Naapektuhan ng paglamig ng tubig malapit sa paghahati ng linya, ang pagpapadaloy ng init ay nagiging sanhi ng sample sa isang tiyak na lugar na bumagsak sa isang rate ng paglamig na mas mababa kaysa sa paglamig ng tubig (3.5 ° C/s). Bilang isang resulta, ang Mg2Si, na pinatibay sa matrix, na napuno sa maraming dami sa lugar na ito, at ang temperatura ay bumaba sa halos 210 ° C pagkatapos ng 90 segundo. Ang malaking halaga ng MG2SI na nagwawasak ay humantong sa isang mas maliit na epekto ng paglamig ng tubig pagkatapos ng 90 s. Ang halaga ng MG2SI na pagpapalakas ng phase na pinalawak pagkatapos ng paggamot sa pag -iipon ay lubos na nabawasan, at ang halimbawang pagganap ay kasunod na nabawasan. Gayunpaman, ang naantala na quenching zone na malayo sa paghahati ng linya ay hindi gaanong apektado ng pagpapalamig ng init ng tubig, at ang haluang metal ay lumalamig na medyo mabagal sa ilalim ng mga kondisyon ng paglamig ng hangin (rate ng paglamig 1.9 ° C/S). Isang maliit na bahagi lamang ng MG2SI phase ang dahan -dahang umuusbong, at ang temperatura ay 360C pagkatapos ng 90s. Matapos ang paglamig ng tubig, ang karamihan sa phase ng Mg2Si ay nasa matrix pa rin, at nagkakalat ito at nag -uumpisa pagkatapos ng pagtanda, na gumaganap ng isang nagpapalakas na papel.
3. Konklusyon
Natagpuan sa pamamagitan ng mga eksperimento na ang pagkaantala ng pagsusubo ay magiging sanhi ng tigas ng naantala na quenching zone sa intersection ng normal na pagsusubo at naantala ang pagsusubo upang unang bumaba at pagkatapos ay dagdagan nang bahagya hanggang sa wakas ay nagpapatatag ito.
Para sa 6061 aluminyo haluang metal, ang makunat na lakas pagkatapos ng normal na pagsusubo at pagkaantala ng pagsusubo para sa 90 s ay 342MPa at 288MPa ayon sa pagkakabanggit, at ang mga lakas ng ani ay 315MPa at 252MPa, kapwa nakakatugon sa mga pamantayan sa pagganap ng mga pamantayan.
Mayroong isang rehiyon na may pinakamababang tigas, na nabawasan mula 95hb hanggang 77hb pagkatapos ng normal na pagsusubo. Ang pagganap dito ay din ang pinakamababa, na may isang makunat na lakas ng 271MPa at isang lakas ng ani ng 220MPA.
Sa pamamagitan ng pagsusuri ng ANSYS, natagpuan na ang rate ng paglamig sa pinakamababang punto ng pagganap sa 90s naantala ang quenching zone ay nabawasan ng humigit -kumulang na 3.5 ° C bawat segundo, na nagreresulta sa hindi sapat na solidong solusyon ng pagpapalakas ng phase Mg2Si phase. Ayon sa artikulong ito, makikita na ang punto ng panganib sa pagganap ay lilitaw sa naantala na pagsusubo sa lugar Pagtatapos ng Proseso ng Proseso.
Na -edit ni Mayo Jiang mula sa Mat aluminyo
Oras ng Mag-post: Aug-28-2024
