6063 alyaj aliminyòm ki dwe nan ba-alye AL-MG-SI seri a chalè-tretman alyaj aliminyòm. Li te gen ekselan pèfòmans bòdi extrusion, bon rezistans korozyon ak konplè pwopriyete mekanik. Li se tou lajman ki itilize nan endistri a otomobil paske nan koloran fasil li yo oksidasyon. Avèk akselerasyon nan tandans nan otomobil ki lejè, aplikasyon an nan 6063 materyèl alyaj aliminyòm nan endistri otomobil la te tou ogmante pi lwen.
Microstructure a ak pwopriyete nan materyèl sòti yo afekte pa efè yo konbine nan vitès èkstruzyon, tanperati èkstruzyon ak rapò èkstruzyon. Pami yo, se rapò a èkstruzyon sitou detèmine pa presyon an èkstruzyon, efikasite pwodiksyon ak ekipman pwodiksyon an. Lè rapò a èkstruzyon se ti, deformation a alyaj se ti ak revizyon an microstructure se pa evidan; Ogmante rapò a èkstruzyon ka siyifikativman rafine grenn yo, kraze moute koryas dezyèm faz la, jwenn yon mikrostruktur inifòm, ak amelyore pwopriyete yo mekanik nan alyaj la.
6061 ak 6063 alyaj aliminyòm sibi recristalizasyon dinamik pandan pwosesis la extrusion. Lè tanperati a extrusion se konstan, kòm rapò a èkstruzyon ogmante, gwosè a grenn jaden diminye, se faz la ranfòse tise byen gaye, ak fòs la rupture ak elongasyon nan ogmantasyon nan alyaj kòmsadwa; Sepandan, kòm rapò a èkstruzyon ogmante, fòs la èkstruzyon ki nesesè pou pwosesis la èkstruzyon tou ogmante, sa ki lakòz yon pi gwo efè tèmik, sa ki lakòz tanperati a entèn nan alyaj la ap monte, ak pèfòmans nan pwodwi a diminye. Eksperyans sa a etidye efè a nan rapò èkstruzyon, espesyalman gwo rapò èkstruzyon, sou mikrostruktur la ak pwopriyete mekanik nan 6063 alyaj aliminyòm.
1 Materyèl eksperimantal ak metòd
Materyèl eksperimantal la se 6063 alyaj aliminyòm, ak konpozisyon chimik la yo montre nan tablo 1. Gwosè orijinal la nan eboot la se Φ55 mm × 165 mm, epi li se trete nan yon billet extrusion ak yon gwosè nan Φ50 mm × 150 mm apre omojènizasyon Tretman nan 560 ℃ pou 6 h. Se billet a chofe a 470 ℃ epi kenbe cho. Tanperati a prechofe nan barik la extrusion se 420 ℃, ak tanperati a prechofe nan mwazi an se 450 ℃. Lè vitès la extrusion (èkstruzyon baton k ap deplase vitès) V = 5 mm/s rete chanje, 5 gwoup nan tès diferan rapò èkstruzyon yo te pote soti, ak rapò yo extrusion r yo se 17 (ki koresponn a dyamèt la 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 6063 alyaj al (wt/%)
Apre papye fanm k'ap pile ak polisaj mekanik, yo te echantiyon yo metalografik grave ak HF reyaktif ak yon fraksyon volim nan 40% pou apeprè 25 s, ak estrikti a metalografik nan echantiyon yo te obsève sou yon mikwoskòp Leica-5000 optik. Yon echantiyon analiz teksti ak yon gwosè 10 mm × 10 mm te koupe soti nan sant la nan seksyon an Longitudinal nan baton an sòti, ak mekanik fanm k'ap pile ak grave yo te fèt yo retire kouch nan estrès sifas yo. Figi yo poto enkonplè nan twa avyon yo kristal {111}, {200}, ak {220} nan echantiyon an yo te mezire pa X′Pert Pro MRD X-ray analyser a nan konpayi panalytical, ak done yo teksti te trete ak analize pa X′PERT Done View ak X′PERT lojisyèl teksti.
Te echantiyon an rupture nan alyaj la jete te pran nan sant la nan eboch la, ak echantiyon an rupture te koupe ansanm direksyon an èkstruzyon apre èkstruzyon. Gwosè a zòn kalib te Φ4 mm × 28 mm. Te tès la rupture te pote soti lè l sèvi avèk yon SANS CMT5105 machin tès materyèl inivèsèl ak yon pousantaj rupture nan 2 mm/min. Valè an mwayèn nan twa echantiyon yo estanda te kalkile kòm done yo pwopriyete mekanik. Te mòfoloji nan ka zo kase nan echantiyon yo rupture obsève lè l sèvi avèk yon ba-Magnification optik mikwoskòp elèktron (Quanta 2000, FEI, USA).
2 rezilta ak diskisyon
Figi 1 montre mikrostruktur metalografik nan alyaj aliminyòm AS-cast 6063 anvan ak apre tretman omojènizasyon. Jan yo montre nan Figi 1A, grenn yo α-AL nan mikrostruktur la kòm-jete varye nan gwosè, yon gwo kantite retikulèr β-al9fe2SI2 faz ranmase nan limit yo grenn jaden, ak yon gwo kantite faz granulaire MG2SI egziste andedan grenn yo. Apre yo te omojeneize a omojeneize nan 560 ℃ pou 6 h, faz la eutectic ki pa ekilib ant dandrit yo alyaj piti piti fonn, eleman yo alyaj fonn nan matris la, mikrostruktur la te inifòm, ak gwosè a grenn mwayèn te sou 125 μm (Figi 1b ).
Anvan omojènizasyon
Apre tretman inifòm nan 600 ° C pou 6 èdtan
Fig.1 Estrikti metalografik nan 6063 alyaj aliminyòm anvan ak apre tretman omojènizasyon
Figi 2 montre aparans nan 6063 ba alyaj aliminyòm ak rapò èkstruzyon diferan. Jan yo montre nan Figi 2, bon jan kalite a sifas nan 6063 ba alyaj aliminyòm sòti ak diferan rapò èkstruzyon se yon bon Domaj èkstruzyon tankou fant ak penti kap dekale sou sifas la nan ba a, ki endike ke 6063 alyaj aliminyòm tou te gen bon èkstruzyon cho fòme pèfòmans anba gwo vitès ak gwo èkstruzyon rapò.
Fig.2 Aparans nan 6063 baton alyaj aliminyòm ak diferan rapò èkstruzyon
Figi 3 montre mikrostruktur la metalografik nan seksyon an Longitudinal nan 6063 ba a alyaj aliminyòm ak diferan rapò èkstruzyon. Estrikti a grenn nan ba a ak diferan rapò èkstruzyon montre degre diferan nan elongasyon oswa revizyon. Lè rapò a èkstruzyon se 17, grenn orijinal yo yo long sou direksyon an èkstruzyon, akonpaye pa fòmasyon nan yon ti kantite grenn rkristalize, men grenn yo toujou relativman koryas, ak yon gwosè grenn mwayèn nan sou 85 μm (Figi 3a) ; Lè rapò a èkstruzyon se 25, grenn yo ap rale plis Mens, ki kantite grenn rkristalize ogmante, ak gwosè a grenn mwayèn diminye nan sou 71 μm (Figi 3b); Lè rapò a èkstruzyon se 39, eksepte pou yon ti kantite grenn defòme, se mikrostruktur la fondamantalman ki konpoze de grenn ekilib ki rkristalize nan gwosè inegal, ak yon gwosè grenn mwayèn nan sou 60 μm (Figi 3C); Lè rapò a èkstruzyon se 69, se pwosesis la rkristalizasyon dinamik fondamantalman ranpli, grenn yo koryas orijinal yo te konplètman transfòme nan egzakteman menm jan estriktire grenn rkristalize, epi li se gwosè a grenn mwayèn rafine sou 41 μm (Figi 3D); Lè rapò a èkstruzyon se 156, ak pwogrè a plen nan pwosesis la rkristalizasyon dinamik, microstructure a se pi plis inifòm, epi li se gwosè a grenn jaden anpil rafine sou 32 μm (Figi 3E). Avèk ogmantasyon nan rapò èkstruzyon, pwosesis la rkristalizasyon dinamik montan plis konplètman, mikrostruktur la alyaj vin pi inifòm, ak gwosè a grenn jaden siyifikativman rafine (Figi 3F).
Fig.3 Estrikti metalografik ak gwosè grenn nan seksyon Longitudinal nan 6063 baton alyaj aliminyòm ak diferan rapò èkstruzyon
Figi 4 montre figi yo poto envès nan 6063 ba alyaj aliminyòm ak rapò èkstruzyon diferan ansanm direksyon an èkstruzyon. Li ka wè ke microstructures yo nan ba alyaj ak rapò èkstruzyon diferan tout pwodwi evidan oryantasyon preferansyèl. Lè rapò a èkstruzyon se 17, yon pi fèb <115>+<100> teksti ki te fòme (Figi 4A); Lè rapò a èkstruzyon se 39, eleman yo teksti yo se sitou pi fò <100> teksti an ak yon ti kantite lajan nan fèb <115> teksti (Figi 4b); Lè rapò a èkstruzyon se 156, eleman yo teksti yo se <100> teksti an ak siyifikativman ogmante fòs, pandan y ap <155> teksti an disparèt (Figi 4C). Etid yo montre ke figi-santre metal kib sitou fòme <111> ak <100> tèkstur fil pandan extrusion ak desen. Yon fwa yo fòme teksti an, pwopriyete yo tanperati chanm mekanik nan alyaj la montre anisotropi evidan. Fòs la teksti ogmante ak ogmantasyon nan rapò a èkstruzyon, ki endike ke kantite grenn nan yon direksyon sèten kristal paralèl ak direksyon an èkstruzyon nan alyaj la piti piti ogmante, ak fòs la rupture Longitudinal nan alyaj la ogmante. Mekanis yo ranfòse nan 6063 alyaj aliminyòm materyèl èkstruzyon cho gen ladan amann ranfòse grenn jaden, debwatman ranfòse, ranfòse teksti, elatriye.
Fig.4 Dyagram poto ranvèse nan 6063 baton alyaj aliminyòm ak diferan rapò èkstruzyon ansanm direksyon an èkstruzyon
Figi 5 se yon istogram nan pwopriyete yo rupture nan 6063 alyaj aliminyòm apre deformation nan diferan rapò èkstruzyon. Fòs la rupture nan alyaj la jete se 170 MPa ak elongasyon a se 10.4%. Fòs la rupture ak elongasyon nan alyaj la apre èkstruzyon yo siyifikativman amelyore, ak fòs la rupture ak elongasyon piti piti ogmante ak ogmantasyon nan rapò a èkstruzyon. Lè rapò a extrusion se 156, fòs la rupture ak pwolonjman nan alyaj la rive nan valè maksimòm lan, ki se 228 MPa ak 26.9%, respektivman, ki se sou 34% pi wo pase fòs la rupture nan alyaj la jete ak sou 158% pi wo pase elongasyon an. Fòs la rupture nan 6063 alyaj aliminyòm jwenn nan yon gwo rapò èkstruzyon se tou pre valè a fòs rupture (240 MPa) jwenn nan 4-pas egal Extrusion angilè (ECAP), ki se pi wo pase valè a fòs rupture (171.1 MPa) jwenn nan 1-pase ECAP extrusion nan 6063 alyaj aliminyòm. Li ka wè ke yon gwo rapò èkstruzyon ka amelyore pwopriyete yo mekanik nan alyaj la nan yon sèten limit.
Amelyorasyon nan pwopriyete yo mekanik nan alyaj la pa rapò èkstruzyon sitou soti nan ranfòse grenn jaden ranfòse. Kòm rapò a èkstruzyon ogmante, grenn yo yo rafine ak dansite nan debwatman ogmante. Plis limit grenn jaden pou chak zòn inite ka efektivman anpeche mouvman an nan perturbasyon, konbine avèk mouvman an mityèl ak anbabra nan perturbasyon, kidonk amelyore fòs la nan alyaj la. Filtire grenn yo, plis tortuous limit yo grenn jaden, ak deformation an plastik ka gaye nan plis grenn, ki se pa fezab nan fòmasyon nan fant, se pou kont li pwopagasyon nan fant. Plis enèji ka absòbe pandan pwosesis la ka zo kase, kidonk amelyore plastisit la nan alyaj la.
Fig.5 Pwopriyete rupture nan 6063 alyaj aliminyòm apre Distribisyon ak èkstruzyon
Mòfoloji nan ka zo kase rupture nan alyaj la apre deformation ak diferan rapò èkstruzyon yo montre nan Figi 6. Pa gen fosèt yo te jwenn nan mòfolojik la ka zo kase nan echantiyon an kòm-jete (Figi 6a), ak ka zo kase a sitou ki konpoze de zòn plat ak chire bor , ki endike ke mekanis nan ka zo kase rupture nan alyaj la kòm-jete te sitou frakti frajil. Te mòfoloji nan ka zo kase nan alyaj la apre èkstruzyon chanje anpil, epi li se ka zo kase a ki konpoze de yon gwo kantite fos equiaxed, ki endike ke mekanis nan ka zo kase nan alyaj la apre extrusion chanje soti nan ka zo kase frajil nan ka zo kase ductile. Lè rapò a èkstruzyon se ti, fosèt yo se fon ak gwosè a dimple se gwo, ak distribisyon an se inegal; Kòm rapò a èkstruzyon ogmante, kantite fosèt ogmante, gwosè a dimple se pi piti ak distribisyon an se inifòm (Figi 6b ~ f), ki vle di ke alyaj la gen pi bon plastisit, ki se ki konsistan avèk pwopriyete yo pwopriyete tès rezilta pi wo a.
3 Konklizyon
Nan eksperyans sa a, efè yo nan rapò èkstruzyon diferan sou mikrostruktur la ak pwopriyete nan 6063 alyaj aliminyòm yo te analize anba kondisyon an ki gwosè a billet, tanperati chofaj extrusion ak vitès èkstruzyon rete chanje. Konklizyon yo se jan sa a:
1) dinamik rkristalizasyon rive nan 6063 alyaj aliminyòm pandan èkstruzyon cho. Avèk ogmantasyon nan rapò èkstruzyon, grenn yo kontinyèlman rafine, ak grenn yo long sou direksyon an èkstruzyon yo transfòme nan ekiaxed grenn rkristalize, ak fòs la nan <100> teksti fil kontinyèlman ogmante.
2) Akòz efè a nan ranfòse grenn amann, pwopriyete yo mekanik nan alyaj la yo amelyore ak ogmantasyon nan rapò èkstruzyon. Nan seri a nan paramèt tès, lè rapò a èkstruzyon se 156, fòs la rupture ak pwolonjman nan alyaj la rive nan valè yo maksimòm nan 228 MPa ak 26.9%, respektivman.
Fig.6 Morfoloji frakti rupture nan 6063 alyaj aliminyòm apre Distribisyon ak èkstruzyon
3) se mòfoloji nan ka zo kase nan echantiyon an kòm-jete ki konpoze de zòn plat ak bor dlo. Apre èkstruzyon, se ka zo kase a ki konpoze de yon gwo kantite fos equiaxed, epi li se mekanis nan ka zo kase transfòme soti nan ka zo kase frajil nan ka zo kase ductile.
Post tan: Nov-30-2024
