Gwo miray epesè 6061T6 alyaj aliminyòm bezwen yo dwe etenn apre extrusion cho. Akòz limitasyon ekstrizyon discontinuous, yon pati nan pwofil la pral antre nan zòn dlo-refwadisman an ak yon reta. Lè pwochen ingot kout la kontinye ap extruded, pati sa a nan pwofil la pral sibi reta trempe. Ki jan fè fas ak zòn nan asouvisman reta se yon pwoblèm ke chak konpayi pwodiksyon bezwen konsidere. Lè dechè pwosesis extrusion ke fen a kout, echantiyon pèfòmans yo pran yo pafwa kalifye epi pafwa pa kalifye. Lè réchantillonnage de bò, pèfòmans la kalifye ankò. Atik sa a bay eksplikasyon korespondan an atravè eksperyans.
1. Materyèl tès ak metòd
Materyèl yo itilize nan eksperyans sa a se 6061 alyaj aliminyòm. Konpozisyon chimik li mezire pa analiz espèk se jan sa a: Li konfòm ak GB / T 3190-1996 entènasyonal 6061 estanda konpozisyon alyaj aliminyòm.
Nan eksperyans sa a, yo te pran yon pati nan pwofil la ekstrè pou tretman solisyon solid. Pwofil long 400mm te divize an de zòn. Zòn 1 te dirèkteman dlo-refwadi ak etenn. Zòn 2 te refwadi nan lè a pou 90 segonn epi answit dlo-refwadi. Dyagram tès la montre nan Figi 1.
Pwofil alyaj aliminyòm 6061 yo itilize nan eksperyans sa a te extrudée pa yon extruder 4000UST. Tanperati mwazi an se 500 ° C, tanperati a baton Distribisyon se 510 ° C, tanperati a priz extrusion se 525 ° C, vitès la extrusion se 2.1 mm / s, se gwo entansite refwadisman dlo yo itilize pandan pwosesis la extrusion, ak yon 400 mm. se moso tès longè pran soti nan mitan an nan pwofil la ekstrè fini. Lajè echantiyon an se 150mm ak wotè a se 10.00mm.
Echantiyon yo pran yo te divize epi yo te sibi tretman solisyon ankò. Tanperati solisyon an te 530 ° C ak tan solisyon an te 4 èdtan. Apre yo fin pran yo, echantiyon yo te mete nan yon tank dlo gwo ak yon pwofondè dlo nan 100mm. Tank dlo a pi gwo ka asire ke tanperati dlo a nan tank dlo a chanje ti kras apre echantiyon an nan zòn 1 yo refwadi dlo, anpeche ogmantasyon nan tanperati dlo a afekte entansite refwadisman dlo a. Pandan pwosesis refwadisman dlo a, asire ke tanperati dlo a se nan seri a nan 20-25 ° C. Echantiyon yo etenn yo te gen laj nan 165 ° C * 8h.
Pran yon pati nan echantiyon an 400mm longè 30mm lajè 10mm epè, epi fè yon tès dite Brinell. Fè 5 mezi chak 10mm. Pran valè mwayèn 5 dite Brinell yo kòm rezilta dite Brinell nan pwen sa a, epi obsève modèl chanjman dite a.
Pwopriyete mekanik pwofil la te teste, epi seksyon paralèl tensile 60mm te kontwole nan diferan pozisyon echantiyon 400mm pou obsève pwopriyete tensile ak kote ka zo kase.
Jaden tanperati a nan dlo-refwadi trempe echantiyon an ak trempe a apre yon reta nan 90s te simulation atravè lojisyèl ANSYS, ak pousantaj yo refwadisman nan pwofil yo nan diferan pozisyon yo te analize.
2. Rezilta eksperimantal ak analiz
2.1 Rezilta tès dite
Figi 2 montre koub chanjman dite nan yon echantiyon 400mm longè mezire pa yon tèsteur dite Brinell (longè inite abscis la reprezante 10mm, ak echèl 0 a se liy divize ant trempe nòmal ak trempe reta). Li ka jwenn ke dite a nan fen dlo-refwadi se ki estab nan alantou 95HB. Apre liy divize ant trempe dlo-refwadisman ak reta 90s dlo-refwadisman trempe, dite a kòmanse bese, men to a bès se ralanti nan etap nan bonè. Apre 40mm (89HB), dite a desann sevè, ak gout nan valè ki pi ba a (77HB) nan 80mm. Apre 80mm, dite a pa t 'kontinye diminye, men ogmante nan yon sèten limit. Ogmantasyon an te relativman ti. Apre 130mm, dite a rete san okenn chanjman nan alantou 83HB. Li ka espekile ke akòz efè a nan kondiksyon chalè, to a refwadisman nan pati a trempe reta chanje.
2.2 Rezilta tès pèfòmans ak analiz
Tablo 2 montre rezilta eksperyans rupture ki fèt sou echantiyon yo pran nan diferan pozisyon nan seksyon paralèl la. Li ka jwenn ke fòs rupture ak fòs sede nan nimewo 1 ak nimewo 2 pa gen prèske pa gen okenn chanjman. Kòm pwopòsyon an reta trempe fini ogmante, fòs la rupture ak fòs sede nan alyaj la montre yon tandans siyifikatif anba. Sepandan, fòs rupture nan chak kote echantiyon an pi wo pase fòs estanda a. Se sèlman nan zòn nan ak dite ki pi ba a, fòs sede a pi ba pase estanda echantiyon an, pèfòmans echantiyon an pa kalifye.
Figi 4 montre rezilta yo pwopriyete tensile nan echantiyon No 3. Li ka jwenn nan Figi 4 ki pi lwen nan liy divize an, pi ba dite a nan fen a trempe reta. Diminisyon nan dite endike ke pèfòmans echantiyon an redwi, men dite a diminye tou dousman, sèlman diminye soti nan 95HB a apeprè 91HB nan fen seksyon paralèl la. Kòm yo ka wè nan rezilta pèfòmans yo nan Tablo 1, fòs la rupture diminye soti nan 342MPa a 320MPa pou refwadisman dlo. An menm tan an, li te jwenn ke pwen an ka zo kase nan echantiyon an tansyon se tou nan fen seksyon an paralèl ak dite ki pi ba a. Sa a se paske li se byen lwen refwadisman dlo a, se pèfòmans nan alyaj redwi, ak fen a rive nan limit la fòs rupture premye yo fòme yon kou desann. Finalman, kraze nan pwen pèfòmans ki pi ba a, ak pozisyon repo a ki konsistan avèk rezilta tès pèfòmans yo.
Figi 5 montre koub dite seksyon paralèl echantiyon nimewo 4 la ak pozisyon ka zo kase a. Li ka jwenn ke pi lwen lwen liy divizyon dlo-refwadisman an, pi ba dite nan fen a trempe reta. An menm tan an, kote ka zo kase a se tou nan fen kote dite a pi ba, 86HB ka zo kase. Soti nan tablo 2, li jwenn ke pa gen prèske pa gen okenn deformation plastik nan fen dlo-refwadi. Soti nan tablo 1, li jwenn ke pèfòmans echantiyon an (fòs rupture 298MPa, sede 266MPa) siyifikativman redwi. Fòs rupture a se sèlman 298MPa, ki pa rive nan fòs sede nan fen dlo-refwadi (315MPa). Fen a te fòme yon kou desann lè li pi ba pase 315MPa. Anvan ka zo kase, sèlman elastik deformation ki te fèt nan zòn nan dlo-refwadi. Kòm estrès la te disparèt, souch la nan fen dlo-refwadi te disparèt. Kòm yon rezilta, kantite deformation nan zòn dlo-refwadisman nan Tablo 2 pa gen prèske pa gen okenn chanjman. Echantiyon an kase nan fen dife pousantaj reta, zòn defòme a redwi, ak dite nan fen se pi ba a, sa ki lakòz yon rediksyon enpòtan nan rezilta pèfòmans yo.
Pran echantiyon nan zòn 100% reta asouvisman nan fen echantiyon an 400mm. Figi 6 montre koub dite a. Dite nan seksyon paralèl la redwi a apeprè 83-84HB epi li relativman estab. Akòz menm pwosesis la, pèfòmans lan se apeprè menm. Pa gen okenn modèl evidan nan pozisyon ka zo kase a. Pèfòmans alyaj la pi ba pase echantiyon dlo-la.
Yo nan lòd yo eksplore plis regilarite nan pèfòmans ak ka zo kase, yo te chwazi seksyon an paralèl nan echantiyon an tansyon tou pre pwen ki pi ba nan dite (77HB). Soti nan tablo 1, li te jwenn ke pèfòmans lan te siyifikativman redwi, ak pwen ka zo kase a parèt nan pwen ki pi ba nan dite nan Figi 2.
2.3 Rezilta analiz ANSYS
Figi 7 montre rezilta simulation ANSYS koub refwadisman nan diferan pozisyon. Li ka wè ke tanperati echantiyon an nan zòn dlo-refwadisman tonbe rapidman. Apre 5s, tanperati a desann pi ba pase 100 ° C, ak nan 80 mm soti nan liy divizyon an, tanperati a tonbe sou 210 ° C nan 90s. Gout tanperati an mwayèn se 3.5 ° C / s. Apre 90 segonn nan zòn refwadisman lè tèminal la, tanperati a desann nan apeprè 360 ° C, ak yon pousantaj gout mwayèn nan 1.9 ° C / s.
Atravè analiz pèfòmans ak rezilta simulation, li jwenn ke pèfòmans nan zòn nan dlo-refwadisman ak reta asouvisman zòn se yon modèl chanjman ki premye diminye ak Lè sa a, ogmante yon ti kras. Afekte pa refwadisman dlo tou pre liy divize an, kondiksyon chalè lakòz echantiyon an nan yon sèten zòn tonbe nan yon pousantaj refwadisman mwens pase sa yo ki nan refwadisman dlo (3.5 ° C / s). Kòm yon rezilta, Mg2Si, ki solidifye nan matris la, presipite nan gwo kantite nan zòn sa a, ak tanperati a tonbe nan apeprè 210 ° C apre 90 segonn. Gwo kantite Mg2Si presipite mennen nan yon efè ki pi piti nan refwadisman dlo apre 90 s. Kantite faz ranfòse Mg2Si presipite apre tretman aje te redwi anpil, epi pèfòmans echantiyon an te redwi imedyatman. Sepandan, zòn nan trempe reta byen lwen liy divizyon an gen mwens afekte pa kondiksyon chalè refwadisman dlo, ak alyaj la refwadi relativman dousman anba kondisyon refwadisman lè (pousantaj refwadisman 1.9 ° C / s). Se sèlman yon ti pati nan faz Mg2Si a tou dousman presipite, ak tanperati a se 360C apre 90s. Apre refwadisman dlo, pi fò nan faz Mg2Si la toujou nan matris la, epi li dispèse ak presipite apre aje, ki jwe yon wòl ranfòse.
3. Konklizyon
Li te jwenn nan eksperyans ki reta trempe pral lakòz dite nan zòn nan trempe reta nan entèseksyon nan trempe nòmal ak trempe reta nan premye diminye ak Lè sa a, ogmante yon ti kras jiskaske li finalman estabilize.
Pou alyaj aliminyòm 6061, fòs rupture apre nòmal trempe ak retade trempe pou 90 s se 342MPa ak 288MPa respektivman, ak fòs sede yo se 315MPa ak 252MPa, tou de nan yo ki satisfè estanda pèfòmans echantiyon yo.
Gen yon rejyon ak dite ki pi ba a, ki redwi soti nan 95HB a 77HB apre nòmal trempe. Pèfòmans isit la tou se pi ba a, ak yon fòs rupture nan 271MPa ak yon fòs sede nan 220MPa.
Atravè analiz ANSYS, li te jwenn ke pousantaj refwadisman nan pwen pèfòmans ki pi ba a nan zòn 90s reta trempe diminye pa apeprè 3.5 ° C pou chak segonn, sa ki lakòz solisyon solid ensifizan nan faz nan ranfòse faz Mg2Si. Dapre atik sa a, li ka wè ke pwen an danje pèfòmans parèt nan zòn nan trempe reta nan junction nan trempe nòmal ak trempe reta, epi li pa lwen junction a, ki gen enpòtan enpòtans gid pou retansyon an rezonab nan ke extrusion. fini fatra pwosesis.
Edited pa Me Jiang soti nan MAT aliminyòm
Tan pòs: 28-aout 2024
