Alyaj aliminyòm 6061T6 ki gen gwo epesè miray bezwen yon tretman trempe apre yon ekstrizyon cho. Akòz limitasyon ekstrizyon diskontinyèl la, yon pati nan pwofil la ap antre nan zòn refwadisman dlo a avèk yon reta. Lè yo kontinye ekstrize pwochen lengote kout la, pati pwofil sa a ap sibi yon tretman trempe reta. Kijan pou jere zòn tretman trempe reta a se yon pwoblèm ke chak konpayi pwodiksyon bezwen konsidere. Lè dechè nan fen pwosesis ekstrizyon an kout, echantiyon pèfòmans yo pran pafwa kalifye epi pafwa pa kalifye. Lè yo re-echantiyone sou kote a, yo kalifye pèfòmans lan ankò. Atik sa a bay eksplikasyon korespondan an atravè eksperyans.
1. Materyèl ak metòd tès yo
Materyèl yo itilize nan eksperyans sa a se alyaj aliminyòm 6061. Konpozisyon chimik li, mezire pa analiz espektral, se jan sa a: Li konfòm ak estanda konpozisyon alyaj aliminyòm 6061 entènasyonal GB/T 3190-1996 la.
Nan eksperyans sa a, yo te pran yon pati nan pwofil sòti a pou tretman solisyon solid. Yo te divize pwofil 400mm longè a an de zòn. Yo te refwadi Zòn 1 dirèkteman ak dlo epi yo te trempe l. Yo te refwadi Zòn 2 a nan lè a pandan 90 segonn epi answit yo te refwadi l ak dlo. Dyagram tès la montre nan Figi 1.
Pwofil alyaj aliminyòm 6061 ki te itilize nan eksperyans sa a te sòti ak yon èkstrudè 4000UST. Tanperati mwazi a se 500°C, tanperati baton koule a se 510°C, tanperati sòti èkstruzyon an se 525°C, vitès èkstruzyon an se 2.1mm/s, yo itilize refwadisman dlo gwo entansite pandan pwosesis èkstruzyon an, epi yo pran yon moso tès ki gen yon longè 400mm nan mitan pwofil fini sòti a. Lajè echantiyon an se 150mm ak wotè a se 10.00mm.
Echantiyon yo te pran yo te divize an de pati epi answit yo te sibi yon lòt tretman ak solisyon. Tanperati solisyon an te 530°C epi tan solisyon an te 4 èdtan. Apre yo fin retire echantiyon yo, yo te mete yo nan yon gwo tank dlo ki gen yon pwofondè dlo 100mm. Pi gwo tank dlo a ka asire ke tanperati dlo nan tank dlo a pa chanje anpil apre echantiyon ki nan zòn 1 an fin refwadi ak dlo, sa ki anpeche ogmantasyon tanperati dlo a afekte entansite refwadisman dlo a. Pandan pwosesis refwadisman dlo a, asire w ke tanperati dlo a nan yon entèval 20-25°C. Echantiyon ki te fin tranpe yo te vyeyi a 165°C * 8 èdtan.
Pran yon pati nan echantiyon an ki mezire 400mm longè, 30mm lajè ak 10mm epesè, epi fè yon tès dite Brinell. Fè 5 mezi chak 10mm. Pran valè mwayèn 5 dite Brinell yo kòm rezilta dite Brinell la nan pwen sa a, epi obsève modèl chanjman dite a.
Yo te teste pwopriyete mekanik pwofil la, epi yo te kontwole seksyon paralèl tansyon 60mm lan nan diferan pozisyon echantiyon 400mm lan pou obsève pwopriyete tansyon yo ak kote ka zo kase a.
Yo te simile chan tanperati tremp echantiyon an ki refwadi ak dlo a ak tremp apre yon reta 90s atravè lojisyèl ANSYS, epi yo te analize vitès refwadisman pwofil yo nan diferan pozisyon.
2. Rezilta eksperimantal ak analiz
2.1 Rezilta tès dite
Figi 2 montre koub chanjman dite yon echantiyon ki gen yon longè 400mm mezire pa yon aparèy tès dite Brinell (longè inite absis la reprezante 10mm, epi echèl 0 a se liy divizyon ant trempe nòmal ak trempe reta). Nou ka jwenn ke dite a nan bout refwadi ak dlo a estab nan alantou 95HB. Apre liy divizyon ant trempe refwadi ak dlo ak trempe refwadi ak dlo reta 90s, dite a kòmanse diminye, men vitès diminisyon an ralanti nan premye etap la. Apre 40mm (89HB), dite a diminye sevè, epi li desann nan valè ki pi ba a (77HB) nan 80mm. Apre 80mm, dite a pa kontinye diminye, men li ogmante nan yon sèten mezi. Ogmantasyon an te relativman piti. Apre 130mm, dite a rete san chanjman nan alantou 83HB. Nou ka espekile ke akòz efè kondiksyon chalè a, vitès refwadisman pati trempe reta a chanje.
2.2 Rezilta tès pèfòmans ak analiz
Tablo 2 a montre rezilta eksperyans tansyon ki fèt sou echantiyon yo pran nan diferan pozisyon seksyon paralèl la. Nou ka jwenn ke rezistans tansyon ak rezistans elastik No 1 ak No 2 yo prèske pa chanje. Ofiramezi pwopòsyon bout ki gen reta nan trempe a ogmante, rezistans tansyon ak rezistans elastik alyaj la montre yon tandans desandan siyifikatif. Sepandan, rezistans tansyon nan chak kote echantiyon an pi wo pase rezistans estanda a. Se sèlman nan zòn ki gen dite ki pi ba a, rezistans elastik la pi ba pase estanda echantiyon an, sa ki fè pèfòmans echantiyon an pa kalifye.
Figi 4 la montre rezilta pwopriyete tansyon echantiyon nimewo 3 la. Figi 4 la montre ke plis li lwen liy divizyon an, se plis dite bout trempe reta a pi ba. Diminisyon nan dite a endike ke pèfòmans echantiyon an diminye, men dite a diminye dousman, sèlman diminye soti nan 95HB pou rive nan apeprè 91HB nan fen seksyon paralèl la. Jan rezilta pèfòmans yo nan Tablo 1 an montre, fòs tansyon an diminye soti nan 342MPa pou rive nan 320MPa pou refwadisman dlo. An menm tan, yo te jwenn ke pwen frakti echantiyon tansyon an tou nan fen seksyon paralèl la ki gen dite ki pi ba a. Sa a se paske li lwen refwadisman dlo a, pèfòmans alyaj la redwi, epi bout la rive nan limit fòs tansyon an an premye pou fòme yon estriksyon. Finalman, kase soti nan pwen pèfòmans ki pi ba a, epi pozisyon frakti a konsistan avèk rezilta tès pèfòmans yo.
Figi 5 la montre koub dite seksyon paralèl echantiyon nimewo 4 la ak pozisyon ka zo kase a. Nou ka wè ke plis li lwen liy divizyon refwadisman dlo a, se plis dite bout ki te retade a ba. An menm tan, kote ka zo kase a ye tou nan bout kote dite a pi ba a, ka zo kase 86HB. Nan Tablo 2 a, nou wè ke prèske pa gen okenn defòmasyon plastik nan bout ki refwadi pa dlo a. Nan Tablo 1 an, nou wè ke pèfòmans echantiyon an (fòs tansyon 298MPa, sede 266MPa) redwi anpil. Fòs tansyon an se sèlman 298MPa, ki pa rive nan fòs sede bout ki refwadi pa dlo a (315MPa). Bout la te fòme yon koube lè li pi ba pase 315MPa. Anvan ka zo kase a, se sèlman defòmasyon elastik ki te fèt nan zòn ki refwadi pa dlo a. Lè estrès la te disparèt, souch nan bout ki refwadi pa dlo a te disparèt. Kòm rezilta, kantite defòmasyon nan zòn refwadisman dlo a nan Tablo 2 a prèske pa chanje. Echantiyon an kase nan fen dife vitès reta a, zòn defòme a redwi, epi dite nan fen an pi ba a, sa ki lakòz yon rediksyon siyifikatif nan rezilta pèfòmans yo.
Pran echantiyon nan zòn trempe reta 100% nan fen echantiyon 400mm lan. Figi 6 montre koub dite a. Dite seksyon paralèl la redwi a apeprè 83-84HB epi li relativman stab. Akòz menm pwosesis la, pèfòmans lan apeprè menm jan an. Pa gen okenn modèl evidan ki jwenn nan pozisyon frakti a. Pèfòmans alyaj la pi ba pase echantiyon trempe nan dlo a.
Pou kapab eksplore plis regilarite pèfòmans ak frakti, yo te chwazi seksyon paralèl echantiyon an ki te toupre pwen dite ki pi ba a (77HB). Nan Tablo 1 an, yo te jwenn ke pèfòmans lan te redwi anpil, epi pwen frakti a te parèt nan pwen dite ki pi ba a nan Figi 2.
2.3 Rezilta analiz ANSYS yo
Figi 7 la montre rezilta simulation ANSYS koub refwadisman nan diferan pozisyon. Nou ka wè tanperati echantiyon an nan zòn refwadisman dlo a te bese rapidman. Apre 5 segonn, tanperati a te desann anba 100°C, epi a 80mm soti nan liy divizyon an, tanperati a te desann a anviwon 210°C a 90 segonn. Gout tanperati mwayèn nan se 3.5°C/s. Apre 90 segonn nan zòn refwadisman lè tèminal la, tanperati a desann a anviwon 360°C, ak yon to gout mwayèn de 1.9°C/s.
Atravè analiz pèfòmans ak rezilta similasyon yo, yo jwenn ke pèfòmans zòn refwadisman dlo a ak zòn trempe reta a se yon modèl chanjman ki premye diminye epi answit ogmante yon ti kras. Anba refwadisman dlo toupre liy divizyon an, kondiksyon chalè a lakòz echantiyon an nan yon sèten zòn desann nan yon vitès refwadisman mwens pase refwadisman dlo a (3.5°C/s). Kòm rezilta, Mg2Si, ki te solidifye nan matris la, presipite an gwo kantite nan zòn sa a, epi tanperati a desann a anviwon 210°C apre 90 segonn. Gwo kantite Mg2Si ki te presipite a te mennen nan yon pi piti efè refwadisman dlo a apre 90 s. Kantite faz ranfòsman Mg2Si ki te presipite apre tretman vyeyisman an te redwi anpil, epi pèfòmans echantiyon an te redwi apre sa. Sepandan, zòn trempe reta ki lwen liy divizyon an mwens afekte pa kondiksyon chalè refwadisman dlo a, epi alyaj la refwadi relativman dousman anba kondisyon refwadisman lè (vitès refwadisman 1.9°C/s). Se sèlman yon ti pati nan faz Mg2Si a ki presipite dousman, epi tanperati a rive nan 360C apre 90 segonn. Apre refwadisman ak dlo, pifò faz Mg2Si a toujou nan matris la, epi li dispèse epi presipite apre vyeyisman, sa ki jwe yon wòl ranfòsman.
3. Konklizyon
Eksperyans yo te montre ke trempe reta a ap lakòz dite zòn trempe reta a nan entèseksyon trempe nòmal ak trempe reta a diminye dabò epi ogmante yon ti kras jiskaske li finalman estabilize.
Pou alyaj aliminyòm 6061 la, fòs tansyon yo apre yon trempe nòmal ak yon trempe reta pou 90 s se 342MPa ak 288MPa respektivman, epi fòs sede yo se 315MPa ak 252MPa, tou de satisfè estanda pèfòmans echantiyon yo.
Gen yon rejyon ki gen dite ki pi ba a, ki diminye soti nan 95HB pou rive nan 77HB apre yon trempe nòmal. Pèfòmans lan isit la tou se pi ba a, ak yon rezistans tansyon 271MPa ak yon rezistans sede 220MPa.
Atravè analiz ANSYS la, yo te jwenn ke vitès refwadisman an nan pwen pèfòmans ki pi ba nan zòn trempe reta ane 90 yo te diminye apeprè 3.5°C pa segonn, sa ki te lakòz yon solisyon solid ensifizan nan faz ranfòsman Mg2Si a. Dapre atik sa a, nou ka wè ke pwen danje pèfòmans lan parèt nan zòn trempe reta a nan jonksyon trempe nòmal ak trempe reta a, epi li pa lwen jonksyon an, ki gen yon siyifikasyon gidans enpòtan pou retansyon rezonab dechè pwosesis fen ekstrizyon an.
Modifye pa May Jiang soti nan MAT Aluminum
Dat piblikasyon: 28 Out 2024
