6063 Hliníková slitina patří do nízkoauminované slitiny hliníkové slitiny Al-MG-SI. Má vynikající výkon vytlačování, dobrou odolnost proti korozi a komplexní mechanické vlastnosti. To se také široce používá v automobilovém průmyslu kvůli jeho snadnému oxidačnímu zbarvení. Se zrychlením trendu lehkých automobilů se také upřednostňování 6063 materiálů vytlačovacích materiálů v automobilovém průmyslu dále dále zvýšilo.
Mikrostruktura a vlastnosti extrudovaných materiálů jsou ovlivněny kombinovanými účinky rychlosti vytlačování, poměru vytlačující teploty a vytlačování. Mezi nimi je poměr vytlačování určen hlavně vytlačujícím tlakem, účinností výroby a výrobním zařízením. Když je poměr vytlačování malý, deformace slitiny je malá a zdokonalení mikrostruktury není zřejmé; Zvýšení poměru vytlačování může významně zdokonalovat zrna, rozbít hrubou druhou fázi, získat rovnoměrnou mikrostrukturu a zlepšit mechanické vlastnosti slitiny.
6061 a 6063 slitiny hliníku podléhají dynamické rekrystalizaci během procesu vytlačování. Když je teplota vytlačování konstantní, se zvyšováním poměru vytlačování se velikost zrna zmenšuje, fáze posilování je jemně rozptýlena a pevnost v tahu a prodloužení slitiny se podle toho zvyšuje; Jak se však zvyšuje poměr vytlačování, rostou také vytlačovací síla potřebná pro proces vytlačování, což způsobuje větší tepelný účinek, což způsobuje, že vnitřní teplota slitiny zvyšuje a výkon produktu se sníží. Tento experiment studuje účinek poměru extruze, zejména velký poměr extruze, na mikrostrukturu a mechanické vlastnosti slitiny hliníku 6063.
1 Experimentální materiály a metody
Experimentální materiál je slitina hliníku 6063 a chemické složení je uvedeno v tabulce 1. Původní velikost ingot je po homogenizaci 55 mm × 165 mm a po homogenizaci je zpracována na vysuzovací soch. Ošetření při 560 ℃ po dobu 6 hodin. Billet je zahříván na 470 ℃ a udržován v teple. Předehřívací teplota extruzního sudu je 420 ℃ a předehřívací teplota formy je 450 ℃. Když rychlost vytlačování (rychlost vysunové tyče) v = 5 mm/s zůstává nezměněna, provádí se 5 skupin různých testů poměru vytlačování a poměry vytlačování R jsou 17 (odpovídající průměru otvoru D = 12 mm), 25 (d = 10 mm), 39 (d = 8 mm), 69 (d = 6 mm) a 156 (d = 4 mm).
Tabulka 1 Chemické složení 6063 AL slitiny (WT/%)
Po broušení bruslí a mechanického leštění byly metalografické vzorky leptány HF činidlem s objemovou frakcí 40% po dobu asi 25 s a metalografická struktura vzorků byla pozorována na optickém mikroskopu LEICA-5000. Vzorek analýzy textury s velikostí 10 mm x 10 mm byl vyříznut ze středu podélné části extrudované tyče a pro odstranění vrstvy povrchového napětí bylo provedeno mechanické broušení a leptání. Neúplné pólové postavy tří krystalických rovin {111}, {200} a {220} vzorku byly měřeny rentgenovým difrakčním analyzátorem X'pert Pro MRD panalytické společnosti a data textury byla zpracována a analyzována analyzována a analyzována od X'Pert Data View a X'pert Texture Software.
Vzorek tahu litého slitiny byl odebrán ze středu ingotu a vzorek tahu byl po vytlačování vyříznut podél směru vytlačování. Velikost oblasti měřidla byla φ4 mm x 28 mm. Test v tahu byl proveden za použití univerzálního testovacího stroje SANS CMT5105 s rychlostí tahu 2 mm/min. Průměrná hodnota tří standardních vzorků byla vypočtena jako údaje o mechanické vlastnosti. Morfologie zlomenin vzorků v tahu byla pozorována pomocí nízkoagnifikačního skenovacího elektronového mikroskopu (Quanta 2000, Fei, USA).
2 výsledky a diskuse
Obrázek 1 ukazuje metalografickou mikrostrukturu as-cast 6063 hliníkové slitiny před a po homogenizační léčbě. Jak je znázorněno na obrázku 1A, a-al zrna v AS-lité mikrostruktuře se liší velikostí, velké množství retikulárních fází P-AL9FE2SI2 se shromažďuje na hranicích zrn a uvnitř zrn existuje velký počet granulovaných fází MG2SI. Poté, co byl ingot homogenizován při 560 ℃ po dobu 6 hodin, nerovnováha eutektická fáze mezi dendrity slitiny se postupně rozpustila, prvky slitiny se rozpustily do matrice, mikrostruktura byla jednotná a průměrná velikost zrna byla asi 125 μm (obrázek 1B 1B (obrázek 1B (obrázek 1B ).
Před homogenizací
Po uniformizaci léčby při 600 ° C po dobu 6 hodin
Obr.1 Metalografická struktura 6063 slitiny hliníku před a po homogenizační léčbě
Obrázek 2 ukazuje vzhled 6063 hliníkových slitinových tyčí s různými poměry vytlačování. Jak je znázorněno na obrázku 2, kvalita povrchu 6063 hliníkových slitinových tyčí extrudovaných s různými poměry vytlačování je dobrá, zejména pokud je poměr vytlačování zvýšen na 156 (odpovídá rychlosti vytlačujícího proudu 48 m/min), stále neexistuje ne Defekty vytlačování, jako jsou praskliny a loupání na povrchu tyče poměr.
Obr.
Obrázek 3 ukazuje metalografickou mikrostrukturu podélného úseku hliníkové slitinové tyče 6063 s různými poměry vytlačování. Struktura zrna tyče s různými poměry vytlačování ukazuje různé stupně prodloužení nebo zdokonalení. Když je poměr vytlačování 17, původní zrna jsou prodloužena podél směru vytlačování, doprovázená tvorbou malého počtu rekrystalizovaných zrn, ale zrna jsou stále relativně hrubá, s průměrnou velikostí zrna asi 85 μm (obrázek 3A) ;; Když je poměr vytlačování 25, zrna jsou vytažena štíhlejší, počet rekrystalizovaných zrn se zvyšuje a průměrná velikost zrna se zmenšuje na asi 71 μm (obrázek 3b); Když je poměr vytlačování 39, s výjimkou malého počtu deformovaných zrn, je mikrostruktura v zásadě složena z ekviaxovaných rekrystalizovaných zrn nerovnoměrné velikosti, s průměrnou velikostí zrna asi 60 μm (obrázek 3C); Když je poměr vytlačování 69, je dynamický rekrystalizační proces v podstatě dokončen, hrubá původní zrna byla zcela transformována na rovnoměrně strukturovaná rekrystalizovaná zrna a průměrná velikost zrna je zdokonalena na asi 41 μm (obrázek 3D); Když je poměr vytlačování 156, s úplným postupem procesu dynamického rekrystalizace je mikrostruktura jednotnější a velikost zrna je výrazně upřesňována na asi 32 μm (obrázek 3E). Se zvýšením poměru vytlačování probíhá proces dynamického rekrystalizace plněji, mikrostruktura slitiny se stává jednotnější a velikost zrna je výrazně zdokonalena (obrázek 3F).
Obr.3 Metografická struktura a velikost zrna podélného úseku 6063 Hliníkových slitinových tyčí s různými poměry vytlačování
Obrázek 4 ukazuje údaje o inverzních pólech 6063 tyčí z hliníkové slitiny s různými poměry vytlačování podél směru vytlačování. Je vidět, že mikrostruktury slitinových tyčí s různými poměry vytlačování vytvářejí zjevnou preferenční orientaci. Když je poměr vytlačování 17, vytvoří se slabší <115>+<100> textura (obrázek 4a); Když je poměr vytlačování 39, jsou složky textury hlavně silnější texturou a malé množství slabé textury <115> (obrázek 4b); Když je poměr vytlačování 156, jsou složky textury <100> texturou s výrazně zvýšenou pevností, zatímco textura <115> zmizí (obrázek 4c). Studie ukázaly, že kubické kovy zaměřené na obličej tvoří hlavně <111> a <100> drátěné textury během vytlačování a kresby. Jakmile je textura vytvořena, mechanické vlastnosti pokojové teploty vykazují zjevnou anizotropii. Síla textury se zvyšuje se zvyšováním poměru extruze, což ukazuje, že počet zrn v určitém směru krystalu rovnoběžně s směrem vytlačování ve slitině se postupně zvyšuje a rostou podélná tahová pevnost slitiny. Mechanismy posilování 6063 materiálů pro vytlačování horkých hliníkových slitin zahrnují posilování jemných zrn, posílení dislokace, posílení textury atd. V rozsahu parametrů procesu použitých v této experimentální studii má zvýšení extruzního poměru na výše uvedené mechanismy posilování.
Obr.
Obrázek 5 je histogram tahových vlastností 6063 slitiny hliníku po deformaci při různých poměrech vytlačování. Pevnost v tahu litého slitiny je 170 MPa a prodloužení je 10,4%. Pevnost v tahu a prodloužení slitiny po vytlačování se významně zlepšují a pevnost a prodloužení v tahu se postupně zvyšuje se zvýšením poměru vytlačování. Když je poměr vytlačování 156, pevnost v tahu a prodloužení slitiny dosáhne maximální hodnoty, která je 228 MPa a 26,9%, což je asi o 34% vyšší než pevnost v tahu odlité slitiny a asi o 158% vyšší než než o 158% než v tahu a asi o 158% než více než v tahu a asi o 158% vyšší než v tahu a asi o 158% než více než o 158% než o 158% než o 158% než o 158% než o 158% než o 158% než o 158% než o 158% než o 158% než o 158% prodloužení. Pevnost v tahu 6063 slitiny hliníku získaná velkým poměrem vytlačování je blízká hodnotě pevnosti v tahu (240 MPa) získanou 4-průchodným rovným úhlovým vytlačováním kanálu (ECAP), což je mnohem vyšší než hodnota pevnosti v tahu (171,1 MPa)) Získáno extruzí ECAP 1-průchodu 6063 slitiny hliníku. Je vidět, že velký poměr vytlačování může do určité míry zlepšit mechanické vlastnosti slitiny.
Zvyšování mechanických vlastností slitiny poměrem vytlačování pochází hlavně z posílení zdokonalení zrna. Jak se poměr vytlačování zvyšuje, zrna jsou rafinovaná a zvyšuje se hustota dislokace. Více hranic zrna na jednotku plochy mohou účinně bránit pohybu dislokací v kombinaci s vzájemným pohybem a zapletením dislokací, čímž se zlepšuje pevnost slitiny. Čím jemnější zrna, tím klikatajší hranice zrn a plastická deformace mohou být rozptýlena ve více zrn, což nepřispívá k tvorbě trhlin, natož šíření trhlin. Během procesu zlomeniny může být absorbováno více energie, čímž se zlepšuje plasticita slitiny.
Obr.
Morfologie zlomenin v tahu po deformaci po deformaci s různými poměry vytlačování je znázorněna na obrázku 6. V zlomeninové morfologii vzorku AS-lit (obrázek 6A) nebyly nalezeny žádné jamky. , což naznačuje, že mechanismem zlomenin tahu u slitiny AS-lit byl hlavně křehký zlomenina. Morfologie zlomenin slitiny po vytlačování se významně změnila a zlomenina se skládá z velkého počtu ekviaxovaných jamků, což naznačuje, že zlomenický mechanismus slitiny po vytlačování se změnil z křehké zlomeniny na zlomeninu. Když je poměr vytlačování malý, jsou důkladné a velikost jamky velká a distribuce je nerovnoměrná; Se zvyšováním poměru vytlačování se zvyšuje počet jamků, velikost důkladu je menší a distribuce je jednotná (obrázek 6b ~ f), což znamená, že slitina má lepší plasticitu, což je v souladu s výše uvedenými výsledky testů mechanických vlastností.
3 Závěr
V tomto experimentu byly analyzovány účinky různých poměrů vytlačování na mikrostrukturu a vlastnosti 6063 hliníkové slitiny za podmínky, že velikost sochoru, teplota zahřívání sochorů a rychlost vytlačování zůstala nezměněna. Závěry jsou následující:
1) Dynamická rekrystalizace se vyskytuje v 6063 slitiny hliníku během vytlačování horkých. Se zvýšením poměru vytlačování jsou zrna nepřetržitě rafinovaná a zrna prodloužená podél směru vytlačování se transformují na ekviaxovaná rekrystalizovaná zrna a síla <100> textury drátu se neustále zvyšuje.
2) V důsledku účinku posilování jemného zrna se mechanické vlastnosti slitiny zlepšují se zvýšením poměru vytlačování. V rozsahu testovacích parametrů, když je poměr vytlačování 156, dosahuje pevnost v tahu a prodloužení slitiny k maximálním hodnotám 228 MPa a 26,9%.
Obr.
3) Morfologie zlomenin vzorku AS-lit se skládá z plochých ploch a slz. Po vytlačování je zlomenina složena z velkého počtu ekviaxovaných jamků a lomový mechanismus se transformuje z křehké zlomeniny na zlomeninu.
Čas příspěvku: Nov-30-2024
