Velká tloušťka stěny 6061T6 Hliníková slitina musí být po horkém vytlačování ukončena. Vzhledem k omezení diskontinuálního vytlačení vstoupí část profilu do zóny chlazení vody se zpožděním. Když je další krátký ingot nadále extrudován, tato část profilu podstoupí zpožděné zhášení. Jak se vypořádat s zpožděnou oblastí zhášení je problém, který musí každá produkční společnost zvážit. Když je odpad procesu na konci vytlačovacího ocasu krátký, odebrané vzorky výkonu jsou někdy kvalifikované a někdy nekvalifikované. Při převzorkování ze strany je výkon znovu kvalifikován. Tento článek poskytuje odpovídající vysvětlení prostřednictvím experimentů.
1. Zkušební materiály a metody
Materiál použitý v tomto experimentu je 6061 hliníková slitina. Jeho chemické složení měřené spektrální analýzou je následující: Splňuje GB/T 3190-1996 International 6061 Standard složení hliníkové slitiny.
V tomto experimentu byla část extrudovaného profilu odebrána pro léčbu solidního roztoku. 400 mm dlouhý profil byl rozdělen do dvou oblastí. Oblast 1 byla přímo chlazená a zhášena. Oblast 2 byla ochlazena ve vzduchu po dobu 90 sekund a poté chlazena vodou. Testovací diagram je znázorněn na obrázku 1.
Profil slitiny hliníku 6061 použitý v tomto experimentu byl extrudován extrudérem 4000. Teplota formy je 500 ° C, teplota lití je 510 ° C, teplota vytlačujícího výstupu je 525 ° C, rychlost vytlačování je 2,1 mm/s, chlazení vody s vysokou intenzitou se používá během procesu vytlačování a 400 mm 400 mm a 400 mm Zkušební kus délky se odebírá ze středu extrudovaného hotového profilu. Šířka vzorku je 150 mm a výška je 10,00 mm.
Vzorky odebrané byly rozděleny a poté znovu vystaveny léčbě řešení. Teplota roztoku byla 530 ° C a doba roztoku byla 4 hodiny. Po jejich vyřazení byly vzorky umístěny do velké nádrže na vodu s hloubkou vody 100 mm. Větší nádrž na vodu může zajistit, aby se teplota vody ve vodní nádrži změnila po vzorku v zóně 1, což zabrání zvýšení teploty vody v ovlivňování intenzity chlazení vody. Během procesu chlazení vody zajistěte, aby byla teplota vody v rozmezí 20-25 ° C. Uhasené vzorky byly ve věku při 165 ° C*8H.
Udělejte si část vzorku 400 mm dlouhý 30 mm široký 10 mm tloušťku a proveďte test tvrdosti Brinell. Proveďte 5 měření každých 10 mm. Vezměte průměrnou hodnotu 5 tvrdosti Brinell jako výsledek tvrdosti Brinell v tomto bodě a sledujte vzorec změny tvrdosti.
Mechanické vlastnosti profilu byly testovány a tahový paralelní oddíl 60 mm byl řízen v různých polohách 400 mm vzorku, aby pozoroval tahové vlastnosti a umístění zlomeniny.
Teplotní pole vodoměřeného zhášení vzorku a zhášení po zpoždění 90. let bylo simulováno prostřednictvím softwaru ANSYS a byla analyzována rychlost chlazení profilů v různých pozicích.
2. experimentální výsledky a analýza
2.1 Výsledky testu tvrdosti
Obrázek 2 ukazuje křivku změny tvrdosti 400 mm dlouhého vzorku měřeného testerem tvrdosti Brinell (délka jednotky abscisy představuje 10 mm a stupnice 0 je dělicí čára mezi normálním zhášením a zpožděným zhášením). Lze zjistit, že tvrdost na vodě chlazeném konci je stabilní při přibližně 95 HB. Po dělicí hranici mezi zhášením chlazení vodou a zpožděním zhášení vodou s vodou 90. let se tvrdost začíná snižovat, ale míra poklesu je v rané fázi pomalá. Po 40 mm (89HB) tvrdost ostře klesá a klesá na nejnižší hodnotu (77HB) při 80 mm. Po 80 mm se tvrdost nepokračuje, ale do jisté míry se zvýšila. Nárůst byl relativně malý. Po 130 mm zůstala tvrdost nezměněna kolem 83 HB. Lze spekulovat, že v důsledku účinku vedení tepla se změnila rychlost chlazení zpožděné části zhášení.
2.2 Výsledky a analýza testu výkonu
Tabulka 2 ukazuje výsledky experimentů v tahu prováděných na vzorcích odebraných z různých poloh paralelní části. Lze zjistit, že pevnost v tahu a výnosná pevnost č. 1 a č. 2 nemají téměř žádnou změnu. Jak se podíl zpožděných konce zhášení zvyšuje, pevnost v tahu a výnosná pevnost slitiny vykazují významný trend dolů. Pevnost v tahu v každém místě vzorkování je však nad standardní pevností. Pouze v oblasti s nejnižší tvrdostí je výnosová síla nižší než standard vzorku, výkon vzorku je nekvalifikován.
Obrázek 4 ukazuje výsledky tahového vlastností vzorku č. 3. Z obrázku 4 lze zjistit, že čím dál od dělící linie, tím nižší je tvrdost zpožděného konec zhášení. Snížení tvrdosti naznačuje, že výkon vzorku je snížen, ale tvrdost se pomalu snižuje, pouze z 95HB na asi 91HB na konci paralelní části. Jak je vidět z výsledků výkonu v tabulce 1, pevnost v tahu se snížila z 342MPa na 320MPA pro chlazení vody. Současně bylo zjištěno, že bod zlomenin vzoru v tahu je také na konci paralelní části s nejnižší tvrdostí. Je to proto, že je daleko od chlazení vody, výkon z slitiny je snížen a konec dosáhne limitu pevnosti v tahu jako první, aby vytvořil krk dolů. Nakonec se přeruší od nejnižšího bodu výkonu a poloha zlomu je v souladu s výsledky testu výkonu.
Obrázek 5 ukazuje křivku tvrdosti paralelní části vzorku č. 4 a polohy zlomeniny. Lze zjistit, že čím dál od dělicí čáry chlazení vodou, tím nižší je tvrdost zpožděného konce. Současně je umístění zlomenin také na konci, kde je tvrdost nejnižší, zlomeniny 86HB. Z tabulky 2 se zjistí, že na vodě chlazeném konci není téměř žádná plastická deformace. Z tabulky 1 se zjistí, že výkon vzorku (pevnost v tahu 298 MPA, výtěžek 266 MPA) je výrazně snížen. Pevnost v tahu je pouze 298 mPa, která nedosáhne výnosové pevnosti vodoměřeného konce (315 MPA). Konec vytvořil krk dolů, když je nižší než 315MPA. Před zlomeninou došlo k pouze elastické deformaci ve vodě chlazené oblasti. Jak stres zmizel, napětí na vodě chlazeném konci zmizel. Výsledkem je, že množství deformace v zóně chlazení vody v tabulce 2 nemá téměř žádnou změnu. Vzorek se zlomí na konci zpožděné rychlosti požáru, deformovaná oblast je snížena a koncová tvrdost je nejnižší, což vede k významnému snížení výsledků výkonu.
Vezměte vzorky ze 100% zpožděného zhášení na konci vzorku 400 mm. Obrázek 6 ukazuje křivku tvrdosti. Tvrdost paralelní části je snížena na asi 83-84HB a je relativně stabilní. Vzhledem ke stejnému procesu je výkon zhruba stejný. V poloze zlomeniny není nalezen žádný zřejmý vzorec. Výkon z slitiny je nižší než výkon vzorku s vodou.
Aby se dále prozkoumalo pravidelnost výkonu a zlomeniny, byla vybrána paralelní část tahového vzorku poblíž nejnižšího bodu tvrdosti (77HB). Z tabulky 1 bylo zjištěno, že výkon byl významně snížen a zlomenina se objevila v nejnižším bodě tvrdosti na obrázku 2.
2.3 Výsledky analýzy ANSYS
Obrázek 7 ukazuje výsledky simulace ANSYS simulace chladicích křivek v různých pozicích. Je vidět, že teplota vzorku v oblasti chlazení vody rychle klesla. Po 5s teplota klesla pod 100 ° C a při 80 mm od dělicí čáry klesla teplota na přibližně 210 ° C v 90. letech. Průměrný pokles teploty je 3,5 ° C/s. Po 90 sekundách v oblasti chlazení vzduchu v terminálu klesá teplota na přibližně 360 ° C, s průměrnou mírou poklesu 1,9 ° C/s.
Prostřednictvím analýzy výkonu a výsledků simulace se zjistilo, že výkon oblasti chlazení vody a zpožděná oblast zhášení je vzorem změny, který se nejprve snižuje a poté mírně zvyšuje. Postižené chlazením vody poblíž dělicí linie, vedení tepla způsobuje, že vzorek v určité oblasti klesá rychlostí chlazení méně než chlazení vody (3,5 ° C/s). Výsledkem je, že MG2SI, který se ztuhl do matrice, se vysrážel ve velkém množství v této oblasti a teplota klesla na asi 210 ° C po 90 sekundách. Velké množství srážených MG2SI vedlo k menšímu účinku chlazení vody po 90 s. Množství fáze posilování MG2SI se po ošetření stárnutím výrazně snížilo a výkon vzorku byl následně snížen. Opožděná zóna zhášení daleko od dělicí čáry je však méně ovlivněna vedením tepla chlazení vody a slitina se relativně pomalu chladí za podmínek chlazení vzduchu (rychlost chlazení 1,9 ° C/s). Pouze malá část fáze MG2SI se pomalu vysráží a teplota je 360 ° C po 90. letech. Po chlazení vody je většina fáze MG2SI stále v matrici a po stárnutí se rozptyluje a sráží, což hraje posilující roli.
3. závěr
Prostřednictvím experimentů bylo zjištěno, že zpožděné zhášení způsobí tvrdost zpožděné zóny zhášení na průniku normálního zhášení a zpožděné zhášení, aby se nejprve snížilo a poté se mírně zvýšilo, dokud se konečně neustaví.
U 6061 slitiny hliníku jsou pevnost v tahu po normálním zhášení a zpožděné zhášení po dobu 90 s 342MPa a 288MPa, a výnosové stránky jsou 315MPa a 252MPa, z nichž oba splňují standardy výkonu vzorků.
Existuje oblast s nejnižší tvrdostí, která se po normálním zhášení sníží z 95HB na 77HB. Výkon je zde také nejnižší, s pevností v tahu 271MPA a výnosovou pevností 220 MPA.
Prostřednictvím analýzy ANSYS bylo zjištěno, že rychlost chlazení v nejnižším bodě výkonu v 90. letech zpožděná zóna zírání se snížila přibližně o 3,5 ° C za sekundu, což mělo za následek nedostatečný pevný roztok fáze MG2SI posilující. Podle tohoto článku je vidět, že bod nebezpečí výkonu se objevuje v oblasti zpožděného zhášení na křižovatce normálního zhášení a zpožděného zhášení a není daleko od křižovatky, což má důležitý hlavní význam pro přiměřenou udržení ocasu pro vytlačování ocasu Odpad na konečný proces.
Editoval May Jiang z Mat Aluminium
Čas příspěvku: 28-2024
