6063 alyaj aliminyòm fè pati alyaj aliminyòm ki ba-alye Al-Mg-Si seri chalè-tretabl aliminyòm. Li gen ekselan pèfòmans bòdi ekstrizyon, bon rezistans korozyon ak pwopriyete mekanik konplè. Li se tou lajman ki itilize nan endistri otomobil la paske nan koloran oksidasyon fasil li yo. Avèk akselerasyon tandans nan otomobil ki lejè, aplikasyon an nan 6063 materyèl extrusion alyaj aliminyòm nan endistri otomobil la te ogmante tou pi lwen.
Mikwostrikti ak pwopriyete materyèl ekstrè yo afekte pa efè konbine vitès ekstrizyon, tanperati extrusion ak rapò extrusion. Pami yo, rapò a extrusion se sitou detèmine pa presyon an extrusion, efikasite pwodiksyon ak ekipman pwodiksyon an. Lè rapò a ekstrizyon piti, deformation alyaj la piti ak rafineman mikrostruktur la pa evidan; ogmante rapò a ekstrizyon ka siyifikativman rafine grenn yo, kraze dezyèm faz la koryas, jwenn yon mikrostruktur inifòm, ak amelyore pwopriyete yo mekanik nan alyaj la.
6061 ak 6063 alyaj aliminyòm sibi rekristalizasyon dinamik pandan pwosesis extrusion la. Lè tanperati a ekstrizyon se konstan, kòm rapò a ekstrizyon ogmante, gwosè a grenn diminye, se faz nan ranfòse tise byen gaye, ak fòs la rupture ak elongasyon nan alyaj la ogmante kòmsadwa; sepandan, kòm rapò a extrusion ogmante, fòs la extrusion ki nesesè pou pwosesis la extrusion ogmante tou, sa ki lakòz yon pi gwo efè tèmik, sa ki lakòz tanperati entèn alyaj la ap monte, ak pèfòmans nan pwodwi a diminye. Eksperyans sa a etidye efè rapò extrusion, espesyalman gwo rapò extrusion, sou mikrostruktur ak pwopriyete mekanik 6063 alyaj aliminyòm.
1 Materyèl ak metòd eksperimantal
Materyèl eksperimantal la se 6063 alyaj aliminyòm, ak konpozisyon chimik yo montre nan Tablo 1. Gwosè orijinal ingot la se Φ55 mm × 165 mm, epi li trete nan yon billet extrusion ak yon gwosè Φ50 mm × 150 mm apre omojènizasyon. tretman nan 560 ℃ pou 6 èdtan. Biyè a chofe a 470 ℃ epi li kenbe cho. Tanperati prechofaj nan barik ekstrizyon an se 420 ℃, ak tanperati prechofaj mwazi an se 450 ℃. Lè vitès ekstrizyon an (vitès k ap deplase baton ekstrizyon) V = 5 mm / s rete san okenn chanjman, 5 gwoup tès diferan extrusion rapò yo te pote soti, ak rapò extrusion R yo se 17 (ki koresponn ak dyamèt twou mouri D = 12 mm), 25 (D = 10 mm), 39 (D = 8 mm), 69 (D = 6 mm), ak 156 (D = 4 mm).
Tablo 1 konpozisyon chimik nan alyaj 6063 Al (wt /%)
Apre fanm k'ap pile papye sab ak polisaj mekanik, echantiyon metalografi yo te grave ak reyaktif HF ak yon fraksyon volim nan 40% pou apeprè 25 s, epi yo te obsève estrikti metalografik echantiyon yo sou yon mikwoskòp optik LEICA-5000. Yon echantiyon analiz teksti ak yon gwosè 10 mm × 10 mm te koupe soti nan sant la nan seksyon an longitudinal nan baton an extrudée, ak fanm k'ap pile mekanik ak grave yo te fèt yo retire kouch estrès sifas la. Figi poto enkonplè twa plan kristal {111}, {200}, ak {220} echantiyon an te mezire pa X′Pert Pro MRD X-ray difraksyon analyser nan PANalytical Company, epi done teksti yo te trete ak analize. pa X′Pert Data View ak lojisyèl X′Pert Texture.
Yo te pran echantiyon an tensil nan alyaj jete a soti nan sant la nan ingot la, epi yo te echantiyon an tensil koupe ansanm direksyon an extrusion apre extrusion. Gwosè zòn kalib la te Φ4 mm × 28 mm. Tès la tensile te pote soti lè l sèvi avèk yon machin tès materyèl inivèsèl SANS CMT5105 ak yon to tensil nan 2 mm / min. Valè mwayèn twa espesimèn estanda yo te kalkile kòm done pwopriyete mekanik yo. Yo te obsève mòfoloji ka zo kase espesimèn tensil yo lè l sèvi avèk yon mikwoskòp elektwon ba-grossaj (Quanta 2000, FEI, USA).
2 Rezilta ak diskisyon
Figi 1 montre mikwostrikti metalografik alyaj aliminyòm 6063 kòm jete anvan ak apre tretman homogenization. Jan yo montre nan Figi 1a, grenn α-Al nan mikwostrikti tankou jete varye nan gwosè, yon gwo kantite faz retikul β-Al9Fe2Si2 rasanble nan limit grenn yo, ak yon gwo kantite faz granulaire Mg2Si egziste andedan grenn yo. Apre ingot la te omojènize nan 560 ℃ pou 6 èdtan, faz eutektik ki pa ekilib ant dendrit alyaj yo te fonn piti piti, eleman alyaj yo fonn nan matris la, mikrostruktur la te inifòm, ak gwosè mwayèn grenn lan te apeprè 125 μm (Figi 1b). ).
Anvan homogenization
Apre tretman inifòm nan 600 ° C pou 6 èdtan
Fig.1 estrikti metalografik alyaj aliminyòm 6063 anvan ak apre tretman homogenization
Figi 2 montre aparans nan 6063 ba alyaj aliminyòm ak diferan rapò extrusion. Jan yo montre nan Figi 2, bon jan kalite sifas 6063 ba alyaj aliminyòm sòti ak diferan rapò extrusion se yon bon bagay, espesyalman lè rapò a extrusion ogmante a 156 (ki koresponn ak vitès la priz extrusion bar nan 48 m / min), toujou pa gen okenn. domaj ekstrizyon tankou fant ak penti kap dekale sou sifas ba a, ki endike ke 6063 alyaj aliminyòm tou gen bon extrusion cho. fòme pèfòmans anba gwo vitès ak gwo rapò extrusion.
Fig.2 Aparans 6063 baton alyaj aliminyòm ak diferan rapò extrusion
Figi 3 montre mikwostrikti metalografik nan seksyon longitudinal nan ba alyaj aliminyòm 6063 ak rapò ekstrizyon diferan. Estrikti grenn nan ba a ak diferan rapò extrusion montre diferan degre elongasyon oswa rafineman. Lè rapò a ekstrizyon se 17, grenn orijinal yo long sou direksyon ekstrizyon an, akonpaye pa fòmasyon nan yon ti kantite grenn rkristalize, men grenn yo toujou relativman koryas, ak yon gwosè mwayèn grenn apeprè 85 μm (Figi 3a) ; lè rapò a ekstrizyon se 25, grenn yo rale plis Mens, kantite grenn rkristalize ogmante, ak gwosè mwayèn grenn yo diminye a apeprè 71 μm (Figi 3b); lè rapò a ekstrizyon se 39, eksepte pou yon ti kantite grenn defòme, mikrostruktur la se fondamantalman ki konpoze de grenn rekristalize ekaks nan gwosè inegal, ak yon gwosè grenn mwayèn nan apeprè 60 μm (Figi 3c); lè rapò a extrusion se 69, pwosesis la rkristalizasyon dinamik fondamantalman fini, grenn orijinal yo koryas yo te konplètman transfòme nan inifòm estriktire grenn rkristalize, ak gwosè an mwayèn grenn rafine a apeprè 41 μm (Figi 3d); lè rapò a ekstrizyon se 156, ak pwogrè nan plen nan pwosesis la rekristalizasyon dinamik, mikrostruktur la se pi inifòm, ak gwosè a grenn se rafine anpil nan apeprè 32 μm (Figi 3e). Avèk ogmantasyon nan rapò ekstrizyon, pwosesis rekristalizasyon dinamik la ap kontinye plis konplètman, mikwostrikti alyaj la vin pi inifòm, ak gwosè grenn lan siyifikativman rafine (Figi 3f).
Fig.3 Estrikti metalografik ak gwosè grenn nan seksyon longitudinal nan 6063 branch bwa alyaj aliminyòm ak diferan rapò ekstrizyon
Figi 4 montre figi poto envès 6063 ba alyaj aliminyòm ak diferan rapò extrusion ansanm direksyon extrusion. Li ka wè ke mikrostruktur yo nan ba alyaj ak diferan rapò extrusion tout pwodui evidan oryantasyon preferansyèl. Lè rapò a ekstrizyon se 17, yon teksti ki pi fèb <115>+<100> fòme (Figi 4a); lè rapò a ekstrizyon se 39, eleman yo teksti yo se sitou pi fò <100> teksti ak yon ti kantite fèb <115> teksti (Figi 4b); lè rapò a ekstrizyon se 156, eleman yo teksti yo se <100> teksti ak fòs siyifikativman ogmante, pandan y ap <115> teksti a disparèt (Figi 4c). Etid yo montre ke metal kib figi ki santre sitou fòme <111> ak <100> teksti fil pandan extrusion ak desen. Yon fwa ke teksti an fòme, tanperati chanm pwopriyete mekanik alyaj la montre evidan anisotropi. Fòs nan teksti ogmante ak ogmantasyon nan rapò a extrusion, ki endike ke kantite grenn nan yon sèten direksyon kristal paralèl ak direksyon an extrusion nan alyaj la piti piti ogmante, ak fòs la rupture Longitudinal nan alyaj la ogmante. Mekanis yo ranfòse nan 6063 alyaj aliminyòm materyèl extrusion cho gen ladan ranfòse grenn amann, ranfòse debwatman, ranfòse teksti, elatriye Nan seri a nan paramèt pwosesis yo itilize nan etid eksperimantal sa a, ogmante rapò a extrusion gen yon efè pwomosyon sou mekanis yo ranfòse pi wo a.
Fig.4 Dyagram poto ranvèse nan 6063 branch bwa alyaj aliminyòm ak diferan rapò extrusion ansanm direksyon an extrusion.
Figi 5 se yon istogram nan pwopriyete yo rupture nan alyaj aliminyòm 6063 apre deformation nan diferan rapò ekstrizyon. Fòs rupture alyaj jete a se 170 MPa ak elongasyon an se 10.4%. Fòs la rupture ak elongasyon nan alyaj la apre ekstrizyon yo siyifikativman amelyore, ak fòs la rupture ak elongasyon piti piti ogmante ak ogmantasyon nan rapò a extrusion. Lè rapò a extrusion se 156, fòs la rupture ak elongasyon nan alyaj la rive nan valè a maksimòm, ki se 228 MPa ak 26.9%, respektivman, ki se apeprè 34% pi wo pase fòs la rupture nan alyaj la jete ak apeprè 158% pi wo pase elongasyon an. Fòs rupture nan alyaj aliminyòm 6063 ki te jwenn pa yon rapò ekstrizyon gwo se fèmen nan valè a fòs rupture (240 MPa) ki te jwenn pa 4-pase egal kanal extrusion angilè (ECAP), ki se pi wo pase valè a fòs rupture (171.1 MPa) jwenn pa 1-pas ECAP extrusion nan 6063 alyaj aliminyòm. Li ka wè ke yon gwo rapò extrusion ka amelyore pwopriyete yo mekanik nan alyaj la nan yon sèten limit.
Amelyorasyon nan pwopriyete yo mekanik nan alyaj la pa rapò ekstrizyon sitou soti nan ranfòse rafineman grenn jaden. Kòm rapò a ekstrizyon ogmante, grenn yo rafine ak dansite debwatman ogmante. Plis fwontyè grenn jaden pou chak zòn inite ka efektivman anpeche mouvman an nan dislokasyon, konbine avèk mouvman an mityèl ak entanglement nan dislokasyon, kidonk amelyore fòs la nan alyaj la. Pi sibtilite grenn yo, plis situye fwontyè grenn yo, ak deformation plastik la ka gaye nan plis grenn, ki pa fezab nan fòmasyon nan fant, se pou kont li pwopagasyon nan fant. Plis enèji ka absòbe pandan pwosesis ka zo kase a, kidonk amelyore plastisit alyaj la.
Fig.5 Pwopriyete tensile nan alyaj aliminyòm 6063 apre Distribisyon ak extrusion
Mòfoloji nan ka zo kase tensile nan alyaj la apre deformation ak rapò ekstrizyon diferan yo montre nan Figi 6. Pa gen okenn fosèt yo te jwenn nan mòfoloji a ka zo kase nan echantiyon an kòm-jete (Figi 6a), ak ka zo kase a te sitou konpoze de zòn plat ak kwen chire. , ki endike ke mekanis nan ka zo kase tensile nan alyaj la kòm-jete te sitou frajil ka zo kase. Mòfoloji ka zo kase alyaj la apre ekstrizyon an te chanje anpil, epi ka zo kase a konpoze de yon gwo kantite dimples equiaxed, ki endike ke mekanis ka zo kase alyaj la apre ekstrizyon te chanje soti nan ka zo kase frajil nan ka zo kase duktil. Lè rapò ekstrizyon an piti, fosèt yo pa fon ak gwosè twou a gwo, ak distribisyon an se inegal; kòm rapò a ekstrizyon ogmante, kantite fosèt yo ogmante, gwosè fosèt la pi piti ak distribisyon an se inifòm (Figi 6b ~ f), ki vle di ke alyaj la gen pi bon plastisit, ki konsistan avèk rezilta tès pwopriyete mekanik yo pi wo a.
3 Konklizyon
Nan eksperyans sa a, efè diferan rapò extrusion sou mikrostruktur ak pwopriyete alyaj aliminyòm 6063 yo te analize anba kondisyon ke gwosè billet, tanperati chofaj ingot ak vitès extrusion rete san okenn chanjman. Konklizyon yo se jan sa a:
1) Rekristalizasyon dinamik rive nan alyaj aliminyòm 6063 pandan extrusion cho. Avèk ogmantasyon nan rapò ekstrizyon, grenn yo kontinyèlman rafine, ak grenn yo long sou direksyon an ekstrizyon yo transfòme nan grenn rekristalize ekaks, ak fòs nan <100> teksti fil yo kontinyèlman ogmante.
2) Akòz efè a nan ranfòse grenn amann, pwopriyete yo mekanik nan alyaj la amelyore ak ogmantasyon nan rapò ekstrizyon. Nan seri paramèt tès yo, lè rapò a ekstrizyon se 156, fòs rupture ak elongasyon alyaj la rive nan valè maksimòm 228 MPa ak 26.9%, respektivman.
Fig.6 Tensile mòfoloji ka zo kase nan alyaj aliminyòm 6063 apre Distribisyon ak ekstrizyon
3) Mòfoloji ka zo kase echantiyon kòm jete a konpoze de zòn plat ak kwen chire. Apre ekstrizyon, ka zo kase a konpoze de yon gwo kantite dimples equiaxed, ak mekanis ka zo kase a transfòme soti nan ka zo kase frajil nan ka zo kase duktil.
Tan pòs: Nov-30-2024
