Ang 6063 aluminyo haluang metal ay kabilang sa mababang-alloyed al-mg-Si series na heat-treatable aluminyo alloy. Ito ay may mahusay na pagganap ng paghubog ng extrusion, mahusay na paglaban sa kaagnasan at komprehensibong mga katangian ng mekanikal. Malawakang ginagamit ito sa industriya ng automotiko dahil sa madaling pangkulay ng oksihenasyon. Sa pamamagitan ng pagpabilis ng takbo ng magaan na mga sasakyan, ang aplikasyon ng 6063 aluminyo haluang metal na extrusion na materyales sa industriya ng automotiko ay tumaas din.
Ang microstructure at mga katangian ng mga extruded na materyales ay apektado ng pinagsamang epekto ng bilis ng extrusion, temperatura ng extrusion at ratio ng extrusion. Kabilang sa mga ito, ang ratio ng extrusion ay pangunahing tinutukoy ng presyon ng extrusion, kahusayan sa paggawa at kagamitan sa paggawa. Kapag maliit ang extrusion ratio, maliit ang pagpapapangit ng haluang metal at ang microstructure refinement ay hindi halata; Ang pagtaas ng ratio ng extrusion ay maaaring makabuluhang pinuhin ang mga butil, masira ang magaspang na pangalawang yugto, makakuha ng isang pantay na microstructure, at pagbutihin ang mga mekanikal na katangian ng haluang metal.
6061 at 6063 aluminyo haluang metal ay sumailalim sa dynamic na recrystallization sa panahon ng proseso ng extrusion. Kapag ang temperatura ng extrusion ay pare -pareho, habang tumataas ang ratio ng extrusion, bumababa ang laki ng butil, ang phase ng pagpapalakas ay makinis na nakakalat, at ang makunat na lakas at pagpahaba ng pagtaas ng haluang metal nang naaayon; Gayunpaman, habang tumataas ang ratio ng extrusion, ang lakas ng extrusion na kinakailangan para sa proseso ng extrusion ay nagdaragdag din, na nagiging sanhi ng isang mas malaking thermal effect, na nagiging sanhi ng pagtaas ng panloob na temperatura ng haluang metal, at ang pagganap ng produkto ay bumaba. Ang eksperimento na ito ay nag -aaral ng epekto ng ratio ng extrusion, lalo na ang malaking ratio ng extrusion, sa microstructure at mekanikal na mga katangian ng 6063 aluminyo haluang metal.
1 mga pang -eksperimentong materyales at pamamaraan
Ang pang -eksperimentong materyal ay 6063 aluminyo haluang metal, at ang komposisyon ng kemikal ay ipinapakita sa Talahanayan 1. Ang orihinal na laki ng ingot ay φ55 mm × 165 mm, at naproseso ito sa isang extrusion billet na may sukat na φ50 mm × 150 mm pagkatapos ng homogenization Paggamot sa 560 ℃ para sa 6 h. Ang billet ay pinainit sa 470 ℃ at pinananatiling mainit. Ang preheating temperatura ng extrusion barrel ay 420 ℃, at ang preheating temperatura ng amag ay 450 ℃. Kapag ang bilis ng extrusion (extrusion rod na bilis ng paglipat) v = 5 mm/s ay nananatiling hindi nagbabago, 5 mga pangkat ng iba't ibang mga pagsubok sa ratio ng extrusion ay isinasagawa, at ang extrusion ratios r ay 17 (naaayon sa diameter ng die hole D = 12 mm), 25 (d = 10 mm), 39 (d = 8 mm), 69 (d = 6 mm), at 156 (d = 4 mm).
Talahanayan 1 Mga Komposisyon ng Chemical ng 6063 Al Alloy (WT/%)
Matapos ang paggiling ng papel de liha at mekanikal na buli, ang mga sample ng metallographic ay nakalagay sa HF reagent na may isang dami ng dami na 40% para sa mga 25 s, at ang metallographic na istraktura ng mga sample ay sinusunod sa isang Leica-5000 optical mikroskopyo. Ang isang sample na pagsusuri ng texture na may sukat na 10 mm × 10 mm ay pinutol mula sa gitna ng paayon na seksyon ng extruded rod, at ang mekanikal na paggiling at etching ay isinagawa upang alisin ang layer ng stress sa ibabaw. Ang hindi kumpletong mga numero ng poste ng tatlong mga eroplano ng kristal {111}, {200}, at {220} ng sample ay sinusukat ng X′Pert Pro MRD X-ray diffraction Analyzer ng Panalytical Company, at ang data ng texture ay naproseso at nasuri sa pamamagitan ng x′pert view ng data at x′pert texture software.
Ang makunat na ispesimen ng cast alloy ay kinuha mula sa gitna ng ingot, at ang makunat na ispesimen ay pinutol kasama ang direksyon ng extrusion pagkatapos ng extrusion. Ang laki ng lugar ng gauge ay φ4 mm × 28 mm. Ang tensile test ay isinasagawa gamit ang isang SANS CMT5105 Universal Material Testing Machine na may makunat na rate ng 2 mm/min. Ang average na halaga ng tatlong karaniwang mga specimen ay kinakalkula bilang data ng mekanikal na pag -aari. Ang bali ng morpolohiya ng mga specimen ng tensile ay sinusunod gamit ang isang mababang-magnification na pag-scan ng mikroskopyo ng elektron (Quanta 2000, FEI, USA).
2 mga resulta at talakayan
Ipinapakita ng Figure 1 ang metallographic microstructure ng AS-Cast 6063 aluminyo haluang metal bago at pagkatapos ng paggamot sa homogenization. Tulad ng ipinapakita sa Figure 1a, ang mga butil ng α-Al sa as-cast microstructure ay nag-iiba sa laki, ang isang malaking bilang ng mga reticular β-al9fe2Si2 phase ay nagtitipon sa mga hangganan ng butil, at isang malaking bilang ng mga butil na mga phase ng Mg2Si ay umiiral sa loob ng mga butil. Matapos ang homogenized ng ingot sa 560 ℃ para sa 6 h, ang di-balanse na eutectic phase sa pagitan ng mga haluang metal dendrites ).
Bago ang homogenization
Matapos ang pag -uniporme ng paggamot sa 600 ° C sa loob ng 6 na oras
Fig.1 Metallographic na istraktura ng 6063 aluminyo haluang metal bago at pagkatapos ng paggamot sa homogenization
Ipinapakita ng Figure 2 ang hitsura ng 6063 aluminyo alloy bar na may iba't ibang mga ratios ng extrusion. Tulad ng ipinapakita sa Figure 2, ang kalidad ng ibabaw ng 6063 aluminyo haluang metal bar na extruded na may iba't ibang mga ratios ng extrusion ay mabuti, lalo na kung ang ratio ng extrusion ay nadagdagan sa 156 (naaayon sa bilis ng extrusion outlet na bilis ng 48 m/min), wala pa rin Ang mga depekto sa extrusion tulad ng mga bitak at pagbabalat sa ibabaw ng bar, na nagpapahiwatig na ang 6063 aluminyo haluang metal ay mayroon ding mahusay na mainit na extrusion na bumubuo ng pagganap sa ilalim ng mataas na bilis at malaking extrusion ratio.
Fig.2 hitsura ng 6063 aluminyo alloy rod na may iba't ibang mga ratios ng extrusion
Ipinapakita ng Figure 3 ang metallographic microstructure ng paayon na seksyon ng 6063 aluminyo alloy bar na may iba't ibang mga ratios ng extrusion. Ang istraktura ng butil ng bar na may iba't ibang mga ratios ng extrusion ay nagpapakita ng iba't ibang mga antas ng pagpahaba o pagpipino. Kapag ang ratio ng extrusion ay 17, ang mga orihinal na butil ay pinahaba kasama ang direksyon ng extrusion, na sinamahan ng pagbuo ng isang maliit na bilang ng mga recrystallized na butil, ngunit ang mga butil ay medyo magaspang pa rin, na may average na laki ng butil na halos 85 μm (Larawan 3A) ; Kapag ang extrusion ratio ay 25, ang mga butil ay hinila nang mas payat, ang bilang ng mga recrystallized na butil ay nagdaragdag, at ang average na laki ng butil ay bumababa sa halos 71 μM (Larawan 3B); Kapag ang ratio ng extrusion ay 39, maliban sa isang maliit na bilang ng mga deformed na butil, ang microstructure ay karaniwang binubuo ng equiaxed recrystallized haspe ng hindi pantay na laki, na may average na laki ng butil na halos 60 μm (Larawan 3C); Kapag ang ratio ng extrusion ay 69, ang dinamikong proseso ng pag -recrystallization ay karaniwang nakumpleto, ang magaspang na orihinal na butil ay ganap na nabago sa pantay na nakabalangkas na mga butil na recrystallized, at ang average na laki ng butil ay pinino sa halos 41 μm (Larawan 3D); Kapag ang ratio ng extrusion ay 156, na may buong pag -unlad ng dinamikong proseso ng pag -recrystallization, ang microstructure ay mas pantay, at ang laki ng butil ay lubos na pinino sa halos 32 μM (Larawan 3E). Sa pagtaas ng ratio ng extrusion, ang pabago -bagong proseso ng pag -recrystallization ay mas kumpleto, ang haluang microstructure ay nagiging mas pantay, at ang laki ng butil ay makabuluhang pinino (Larawan 3F).
Fig.3 Metallographic na istraktura at laki ng butil ng paayon na seksyon ng 6063 aluminyo alloy rod na may iba't ibang mga ratios ng extrusion
Ipinapakita ng Figure 4 ang kabaligtaran na mga numero ng poste ng 6063 aluminyo alloy bar na may iba't ibang mga ratios ng extrusion kasama ang direksyon ng extrusion. Makikita na ang mga microstructure ng mga haluang metal na bar na may iba't ibang mga ratios ng extrusion lahat ay gumagawa ng malinaw na kagustuhan sa orientation. Kapag ang ratio ng extrusion ay 17, isang mas mahina <1 115>+<1 100> nabuo ang texture (Larawan 4A); Kapag ang extrusion ratio ay 39, ang mga sangkap ng texture ay higit sa lahat ang mas malakas na <1 100> texture at isang maliit na halaga ng mahina <1 115> texture (Larawan 4B); Kapag ang ratio ng extrusion ay 156, ang mga sangkap ng texture ay ang <1 100> texture na may makabuluhang pagtaas ng lakas, habang ang <115> nawawala ang texture (Larawan 4C). Ipinakita ng mga pag-aaral na ang mga metal na nakasentro sa cubic metal ay pangunahing bumubuo ng <111> at <1 100> wire texture sa panahon ng extrusion at pagguhit. Kapag nabuo ang texture, ang temperatura ng temperatura ng mekanikal na katangian ng haluang metal ay nagpapakita ng malinaw na anisotropy. Ang lakas ng texture ay nagdaragdag sa pagtaas ng ratio ng extrusion, na nagpapahiwatig na ang bilang ng mga butil sa isang tiyak na direksyon ng kristal na kahanay sa direksyon ng extrusion sa haluang metal ay unti -unting tumataas, at ang paayon na makunat na lakas ng haluang metal ay nagdaragdag. Ang mga mekanismo ng pagpapalakas ng 6063 aluminyo alloy hot extrusion material ay may kasamang pinong pagpapalakas ng butil, pagpapalakas ng dislocation, pagpapalakas ng texture, atbp sa loob ng saklaw ng mga parameter ng proseso na ginamit sa pag -aaral na ito ng eksperimentong, ang pagtaas ng ratio ng extrusion ay may epekto sa pagtataguyod sa mga mekanismo sa pagpapalakas sa itaas.
Fig.4 Reverse Pole Diagram ng 6063 aluminyo alloy rod na may iba't ibang mga ratios ng extrusion kasama ang direksyon ng extrusion
Ang Figure 5 ay isang histogram ng mga katangian ng makunat na 6063 aluminyo haluang metal pagkatapos ng pagpapapangit sa iba't ibang mga ratios ng extrusion. Ang makunat na lakas ng cast alloy ay 170 MPa at ang pagpahaba ay 10.4%. Ang makunat na lakas at pagpahaba ng haluang metal pagkatapos ng extrusion ay makabuluhang napabuti, at ang makunat na lakas at pagpahaba ay unti -unting tumaas sa pagtaas ng ratio ng extrusion. Kapag ang ratio ng extrusion ay 156, ang makunat na lakas at pagpahaba ng haluang metal ay umabot sa maximum na halaga, na kung saan ay 228 MPa at 26.9%, ayon sa pagkakabanggit, na halos 34% na mas mataas kaysa sa makunat na lakas ng haluang metal at tungkol sa 158% na mas mataas kaysa sa Ang pagpahaba. Ang makunat na lakas ng 6063 aluminyo haluang metal na nakuha ng isang malaking ratio ng extrusion ay malapit sa tensile na halaga ng lakas (240 MPa) na nakuha ng 4-pass na pantay na channel angular extrusion (ECAP), na mas mataas kaysa sa makunat na halaga ng lakas (171.1 MPa) Nakuha ng 1-pass ECAP extrusion ng 6063 aluminyo haluang metal. Makikita na ang isang malaking ratio ng extrusion ay maaaring mapabuti ang mga mekanikal na katangian ng haluang metal sa isang tiyak na lawak.
Ang pagpapahusay ng mga mekanikal na katangian ng haluang metal sa pamamagitan ng extrusion ratio higit sa lahat ay nagmula sa pagpapalakas ng pagpipino ng butil. Habang tumataas ang ratio ng extrusion, ang mga butil ay pino at ang pagtaas ng density ng dislokasyon. Higit pang mga hangganan ng butil sa bawat lugar ng yunit ay maaaring epektibong hadlangan ang paggalaw ng mga dislocations, na sinamahan ng paggalaw ng isa't isa at pag -agaw ng mga dislocations, sa gayon ay mapapabuti ang lakas ng haluang metal. Ang mas pinong mga butil, mas pahirap ang mga hangganan ng butil, at ang plastik na pagpapapangit ay maaaring magkalat sa mas maraming butil, na hindi kaaya -aya sa pagbuo ng mga bitak, hayaan ang pagpapalaganap ng mga bitak. Ang mas maraming enerhiya ay maaaring makuha sa panahon ng proseso ng bali, sa gayon ay mapapabuti ang plasticity ng haluang metal.
Fig.
Ang makunat na bali ng morpolohiya ng haluang metal pagkatapos ng pagpapapangit na may iba't ibang mga ratios ng extrusion ay ipinapakita sa Figure 6. Walang mga dimples na natagpuan sa bali ng morpolohiya ng as-cast sample (Larawan 6A), at ang bali ay pangunahing binubuo ng mga patag na lugar at luha na mga gilid , na nagpapahiwatig na ang makunat na mekanismo ng bali ng haluang metal na as-cast ay pangunahing malutong na bali. Ang bali ng morpolohiya ng haluang metal pagkatapos ng extrusion ay nagbago nang malaki, at ang bali ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga pantay na dimples, na nagpapahiwatig na ang mekanismo ng bali ng haluang metal pagkatapos ng extrusion ay nagbago mula sa malutong na bali sa ductile fracture. Kapag maliit ang ratio ng extrusion, ang mga dimples ay mababaw at ang laki ng dimple ay malaki, at ang pamamahagi ay hindi pantay; Habang tumataas ang ratio ng extrusion, ang bilang ng mga dimples ay nagdaragdag, ang laki ng dimple ay mas maliit at ang pamamahagi ay pantay (Larawan 6B ~ F), na nangangahulugang ang haluang metal ay may mas mahusay na plasticity, na naaayon sa mga resulta ng pagsubok ng mekanikal na mga katangian sa itaas.
3 Konklusyon
Sa eksperimento na ito, ang mga epekto ng iba't ibang mga ratios ng extrusion sa microstructure at mga katangian ng 6063 aluminyo haluang metal ay nasuri sa ilalim ng kondisyon na ang laki ng billet, temperatura ng pag -init ng ingot at bilis ng extrusion ay nanatiling hindi nagbabago. Ang mga konklusyon ay ang mga sumusunod:
1) Ang dinamikong recrystallization ay nangyayari sa 6063 aluminyo haluang metal sa panahon ng mainit na extrusion. Sa pagtaas ng ratio ng extrusion, ang mga butil ay patuloy na pinino, at ang mga butil na pinahaba kasama ang direksyon ng extrusion ay binago sa equiaxed recrystallized na butil, at ang lakas ng <1 100> wire texture ay patuloy na nadagdagan.
2) Dahil sa epekto ng pinong pagpapalakas ng butil, ang mga mekanikal na katangian ng haluang metal ay pinabuting sa pagtaas ng ratio ng extrusion. Sa loob ng hanay ng mga parameter ng pagsubok, kapag ang ratio ng extrusion ay 156, ang makunat na lakas at pagpahaba ng haluang metal ay umabot sa maximum na mga halaga ng 228 MPa at 26.9%, ayon sa pagkakabanggit.
Fig.6 Tensile fracture morphologies ng 6063 aluminyo haluang metal pagkatapos ng paghahagis at extrusion
3) Ang morpolohiya ng bali ng ispesimen ng AS-cast ay binubuo ng mga patag na lugar at mga gilid ng luha. Matapos ang extrusion, ang bali ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga pantay na dimples, at ang mekanismo ng bali ay binago mula sa malutong na bali hanggang sa ductile fracture.
Oras ng Mag-post: Nov-30-2024
