Groot muurdikte 6061T6 aluminiumlegering moet na warm ekstrudering geblus word. As gevolg van die beperking van diskontinue extrusie, sal 'n deel van die profiel met 'n vertraging die waterkoelingsone binnedring. As die volgende kort ingot voortduur, sal hierdie deel van die profiel vertraagde blus ondergaan. Hoe om die vertraagde blusarea te hanteer, is 'n probleem wat elke produksiemaatskappy moet oorweeg. As die afval van die extrusiestert -eindproses kort is, is die prestasiemonsters soms gekwalifiseerd en soms ongekwalifiseerd. As u van die kant af kom, word die prestasie weer gekwalifiseer. Hierdie artikel gee die ooreenstemmende verduideliking deur eksperimente.
1. Toetsmateriaal en metodes
Die materiaal wat in hierdie eksperiment gebruik word, is 6061 aluminiumlegering. Die chemiese samestelling daarvan gemeet deur spektrale analise is soos volg: dit voldoen aan GB/T 3190-1996 International 6061 aluminiumlegering-samestellingstandaard.
In hierdie eksperiment is 'n deel van die geëxtrudeerde profiel geneem vir soliede oplossing. Die 400 mm lange profiel is in twee gebiede verdeel. Gebied 1 was direk waterverkoel en geblus. Area 2 is 90 sekondes in die lug afgekoel en dan waterverkoel. Die toetsdiagram word in Figuur 1 getoon.
Die 6061 aluminiumlegeringsprofiel wat in hierdie eksperiment gebruik is, is deur 'n 4000ust -ekstruder geëkstruder. Die vormtemperatuur is 500 ° C, die gietstaaftemperatuur is 510 ° C, die ekstruderingsuitlaattemperatuur is 525 ° C, die ekstrusysnelheid is 2,1 mm/s, waterverkoeling met 'n hoë intensiteit word tydens die ekstruderingsproses gebruik, en 'n 400 mm. Lengte -toetsstuk word geneem uit die middel van die geëxtrudeerde voltooide profiel. Die monsterwydte is 150 mm en die hoogte is 10,00 mm.
Die geneemde monsters is verdeel en dan weer aan oplossingsbehandeling onderwerp. Die oplossingstemperatuur was 530 ° C en die oplossingstyd was 4 uur. Nadat hulle dit uitgehaal het, is die monsters in 'n groot watertenk met 'n waterdiepte van 100 mm geplaas. Die groter watertenk kan verseker dat die watertemperatuur in die watertenk min verander nadat die monster in sone 1 watergekoel is, wat verhoed dat die watertemperatuur die waterverkoelingsintensiteit beïnvloed. Sorg dat die watertemperatuur binne 20-25 ° C is tydens die waterverkoelingsproses. Die gebluste monsters is by 165 ° C*8 uur verouder.
Neem 'n deel van die monster 400 mm lank 30 mm breed 10 mm dik en voer 'n Brinell -hardheidstoets uit. Doen 5 metings elke 10 mm. Neem die gemiddelde waarde van die 5 Brinell -hardheid as die Brinell -hardheidsresultaat op hierdie punt, en let op die hardheidsveranderingspatroon.
Die meganiese eienskappe van die profiel is getoets, en die trekparallelle artikel 60mm is op verskillende posisies van die 400 mm -monster beheer om die trek -eienskappe en die ligging van die breuk waar te neem.
Die temperatuurveld van die watergekoelde blus van die monster en die blus na 'n vertraging van die 90's is deur ANSYS-sagteware gesimuleer, en die koeltempo van die profiele op verskillende posisies is geanaliseer.
2. eksperimentele resultate en analise
2.1 Hardheidstoetsresultate
Figuur 2 toon die hardheidsveranderingskurwe van 'n 400 mm lange monster gemeet deur 'n Brinell -hardheidstoetser (die lengte van die eenheid van die abscissa verteenwoordig 10 mm, en die 0 -skaal is die skeidslyn tussen normale blus en vertraagde blus). Daar kan gevind word dat die hardheid aan die waterverkoelde einde stabiel is teen ongeveer 95HB. Na die skeidslyn tussen waterverkoeling en die 90-jarige waterverkoeling-blus, begin die hardheid daal, maar die afname is in die vroeë stadium stadig. Na 40 mm (89HB) daal die hardheid skerp en daal dit tot die laagste waarde (77HB) op 80 mm. Na 80 mm het die hardheid nie aanhou daal nie, maar het tot 'n sekere mate toegeneem. Die toename was relatief klein. Na 130 mm het die hardheid op ongeveer 83HB onveranderd gebly. Daar kan bespiegel word dat die koeltempo van die vertraagde blusgedeelte, as gevolg van die effek van hittegeleiding, verander het.
2.2 Prestasietoetsresultate en -analise
Tabel 2 toon die resultate van trekeksperimente wat uitgevoer is op monsters wat uit verskillende posisies van die parallelle gedeelte geneem is. Daar kan gevind word dat die treksterkte en opbrengsterkte van nommer 1 en nr. 2 byna geen verandering het nie. Namate die verhouding van vertraagde bluspunte toeneem, toon die treksterkte en opbrengsterkte van die legering 'n beduidende afwaartse neiging. Die treksterkte by elke monsterneming is egter bo die standaardsterkte. Slegs in die gebied met die laagste hardheid, is die opbrengsterkte laer as die monsterstandaard, en die monsterprestasie is ongekwalifiseer.
Figuur 4 toon die trekseienskappe se resultate van monster nr. 3. Daar kan uit Figuur 4 gevind word dat die verder van die skeidslyn af, hoe laer is die hardheid van die vertraagde bluspunt. Die afname in hardheid dui aan dat die uitvoering van die monster verminder word, maar die hardheid neem stadig af, en neem slegs van 95 pHb tot ongeveer 91HB aan die einde van die parallelle gedeelte af. Soos gesien kan word uit die prestasie -resultate in Tabel 1, het die treksterkte afgeneem van 342MPa tot 320MPa vir waterverkoeling. Terselfdertyd is gevind dat die breukpunt van die trekmonster ook aan die einde van die parallelle gedeelte is met die laagste hardheid. Dit is omdat dit ver van die waterverkoeling af is, die legeringsprestasie verminder word, en die einde bereik eers die treksterkte -limiet om 'n nek te vorm. Ten slotte, breek van die laagste prestasiepunt, en die breekposisie stem ooreen met die prestasietoetsresultate.
Figuur 5 toon die hardheidskurwe van die parallelle gedeelte van die monster nr. 4 en die breukposisie. Daar kan gevind word dat hoe verder weg van die waterverkoelende skeidslyn, hoe laer is die hardheid van die vertraagde bluspunt. Terselfdertyd is die breukligging ook aan die einde waar die hardheid die laagste is, 86HB breuke. Uit Tabel 2 word gevind dat daar byna geen plastiese vervorming aan die watergekoelde einde is nie. Uit Tabel 1 word gevind dat die monsterprestasie (treksterkte 298MPA, opbrengs 266MPA) aansienlik verminder word. Die treksterkte is slegs 298MPa, wat nie die opbrengsterkte van die watergekoelde einde (315MPA) bereik nie. Die einde het 'n nek gevorm as dit laer is as 315MPa. Voor die breuk het slegs elastiese vervorming in die watergekoelde gebied plaasgevind. Toe die spanning verdwyn, het die spanning aan die waterverkoelde einde verdwyn. As gevolg hiervan het die vervormingshoeveelheid in die waterkoelingsone in Tabel 2 byna geen verandering nie. Die monster breek aan die einde van die vertraagde snelheidsbrand, die vervormde gebied word verminder, en die eindhardheid is die laagste, wat lei tot 'n beduidende vermindering in prestasie -resultate.
Neem monsters van die 100% vertraagde blusarea aan die einde van die 400 mm -monster. Figuur 6 toon die hardheidskurwe. Die hardheid van die parallelle gedeelte word verminder tot ongeveer 83-84HB en is relatief stabiel. As gevolg van dieselfde proses, is die prestasie ongeveer dieselfde. Geen ooglopende patroon word in die breukposisie aangetref nie. Die legeringsprestasie is laer as die van die water-blusmonster.
Om die reëlmatigheid van prestasie en breuk verder te ondersoek, is die parallelle gedeelte van die trekmonster naby die laagste hardheidspunt (77HB) gekies. Uit Tabel 1 is daar gevind dat die prestasie aansienlik verminder is, en die breukpunt verskyn op die laagste punt van hardheid in Figuur 2.
2.3 ANSYS -ontledingsresultate
Figuur 7 toon die resultate van ANSYS -simulasie van koelkrommes op verskillende posisies. Daar kan gesien word dat die temperatuur van die monster in die waterverkoelingsarea vinnig gedaal het. Na 5S het die temperatuur tot onder 100 ° C gedaal, en op 80 mm vanaf die skeidslyn het die temperatuur by 90's tot ongeveer 210 ° C gedaal. Die gemiddelde temperatuurval is 3,5 ° C/s. Na 90 sekondes in die terminale lugverkoelingsarea daal die temperatuur tot ongeveer 360 ° C, met 'n gemiddelde dalingstempo van 1,9 ° C/s.
Deur prestasie-analise en simulasie-resultate word gevind dat die prestasie van die waterverkoelingsarea en die vertraagde blusarea 'n veranderingspatroon is wat eers afneem en dan effens toeneem. Die monster in 'n sekere area, wat deur waterverkoeling naby die skeidslyn beïnvloed word, laat die monster in 'n sekere gebied daal teen 'n koeltempo minder as dié van waterverkoeling (3,5 ° C/s). As gevolg hiervan het MG2SI, wat in die matriks gestol het, in groot hoeveelhede in hierdie gebied neergesit, en die temperatuur het na 90 sekondes tot ongeveer 210 ° C gedaal. Die groot hoeveelheid Mg2Si wat neergesit is, het na 90 s tot 'n kleiner effek van waterverkoeling gelei. Die hoeveelheid MG2SI -versterkingsfase wat na verouderingsbehandeling neergesit het, is aansienlik verminder, en die monsterprestasie is daarna verminder. Die vertraagde blussone ver van die skeidslyn word egter minder beïnvloed deur die geleiding van waterverkoeling, en die legering koel relatief stadig onder lugverkoelingstoestande (koeltempo 1,9 ° C/s). Slegs 'n klein deel van die Mg2Si -fase neerslag stadig, en die temperatuur is 360C na 90's. Na waterverkoeling is die meeste van die MG2SI -fase nog in die matriks, en dit versprei en neerslag na veroudering, wat 'n versterkende rol speel.
3. Gevolgtrekking
Dit is gevind deur eksperimente dat vertraagde blus die hardheid van die vertraagde blusone by die kruising van normale blus en vertraagde blus sal veroorsaak, en dan effens toeneem totdat dit uiteindelik stabiliseer.
Vir 6061 aluminiumlegering is die treksterkte na normale blus en vertraagde blus vir 90 s onderskeidelik 342MPA en 288MPa, en die opbrengsterkte is 315MPA en 252MPA, wat albei aan die monsterprestasiestandaarde voldoen.
Daar is 'n streek met die laagste hardheid, wat verminder word van 95HB tot 77HB na normale blus. Die prestasie hier is ook die laagste, met 'n treksterkte van 271MPA en 'n opbrengsterkte van 220MPa.
Deur middel van ANSYS -analise is gevind dat die koeltempo by die laagste prestasiepunt in die 90's vertraagde blusone met ongeveer 3,5 ° C per sekonde gedaal het, wat gelei het tot onvoldoende soliede oplossing van die versterkingsfase MG2SI -fase. Volgens hierdie artikel kan gesien word dat die prestasie -gevaarpunt in die vertraagde blusgebied voorkom by die aansluiting van normale blus en vertraagde blus, en is nie ver van die aansluiting nie, wat 'n belangrike leidende belang het vir die redelike behoud van ekstruderingsstert eindprosesafval.
Geredigeer deur Mei Jiang van Mat Aluminium
Postyd: Aug-28-2024
