O grosor da parede grande 6061T6 A aliaxe de aluminio debe ser apagada despois da extrusión quente. Debido á limitación de extrusión descontinua, unha parte do perfil entrará na zona de refrixeración de auga cun atraso. Cando se segue a extruír o seguinte lingote curto, esta parte do perfil sufrirá un retraso. Como tratar a área de extinción atrasada é un problema que cada empresa produtora debe considerar. Cando os residuos do proceso final da cola de extrusión son curtos, as mostras de rendemento tomadas ás veces son cualificadas e ás veces non cualificadas. Ao volver a aparecer de lado, a actuación está cualificada de novo. Este artigo ofrece a correspondente explicación a través de experimentos.
1. Materiais e métodos de proba
O material empregado neste experimento é 6061 aliaxe de aluminio. A súa composición química medida pola análise espectral é a seguinte: Cumpre co estándar GB/T 3190-1996 6061 estándar de composición de aliaxe de aluminio.
Neste experimento tomouse unha parte do perfil extruído para un tratamento sólido de solucións. O perfil de 400 mm de longo dividiuse en dúas áreas. A área 1 foi directamente refrigerada por auga e apagada. A área 2 arrefriouse no aire durante 90 segundos e logo refrigerou a auga. O diagrama de proba móstrase na figura 1.
O perfil de aliaxe de aluminio 6061 usado neste experimento foi extruído por un extrusor de 4000ust. A temperatura do molde é de 500 ° C, a temperatura da varilla de fundición é de 510 ° C, a temperatura de saída de extrusión é de 525 ° C, a velocidade de extrusión é de 2,1 mm/s, úsase o refrixeración de auga de alta intensidade durante o proceso de extrusión e un 400 mm A peza de proba de lonxitude está tomada do medio do perfil acabado extruído. O ancho da mostra é de 150 mm e a altura é de 10,00 mm.
As mostras tomadas foron particionadas e logo sometidas a tratamento de solucións de novo. A temperatura da solución foi de 530 ° C e o tempo de solución foi de 4 horas. Despois de sacalos, as mostras colocáronse nun gran tanque de auga cunha profundidade de auga de 100 mm. O tanque de auga máis grande pode asegurarse de que a temperatura da auga no tanque de auga cambie pouco despois de que a mostra na zona 1 estea refrigerada por auga, impedindo que o aumento da temperatura da auga afecte a intensidade de refrixeración da auga. Durante o proceso de refrixeración da auga, asegúrese de que a temperatura da auga estea dentro do rango de 20-25 ° C. As mostras apagadas envellecían a 165 ° C*8H.
Toma unha parte da mostra de 400 mm de longo de 30 mm de ancho de 10 mm de grosor e realice unha proba de dureza de Brinell. Fai 5 medidas cada 10 mm. Tome o valor medio das 5 duras de Brinell como resultado da dureza de Brinell neste momento e observa o patrón de cambio de dureza.
Probáronse as propiedades mecánicas do perfil e controlouse a tracción paralela de 60 mm en diferentes posicións da mostra de 400 mm para observar as propiedades de tracción e a localización da fractura.
O campo de temperatura da extinción refrigerada por auga da mostra e a extinción despois dun atraso dos 90 foi simulada a través do software ANSYS, e analizáronse as taxas de refrixeración dos perfís en diferentes posicións.
2. Resultados e análises experimentais
2.1 Resultados da proba de dureza
A figura 2 mostra a curva de cambio de dureza dunha mostra de 400 mm de lonxitude medida por un probador de dureza de Brinell (a lonxitude da unidade da abscisa representa 10 mm, e a escala 0 é a liña divisoria entre o calmante normal e o calmante retardado). Pódese descubrir que a dureza no extremo refrigerado por auga é estable en torno a 95 HB. Despois da liña divisoria entre a extinción de refrixeración de auga e o retraso do refrixeración de auga dos 90, a dureza comeza a diminuír, pero a taxa de descenso é lenta na fase inicial. Despois de 40 mm (89HB), a dureza cae bruscamente e cae ao valor máis baixo (77HB) a 80 mm. Despois de 80 mm, a dureza non seguiu diminuíndo, senón que aumentou ata certo punto. O aumento foi relativamente pequeno. Despois de 130 mm, a dureza mantívose sen cambios en aproximadamente 83 HB. Pódese especular que debido ao efecto da condución de calor, a taxa de refrixeración da parte de extinción atrasada cambiou.
2.2 Resultados e análises de proba de rendemento
A táboa 2 mostra os resultados dos experimentos de tracción realizados en mostras tomadas de diferentes posicións da sección paralela. Pódese comprobar que a resistencia á tracción e a resistencia ao rendemento do número 1 e do nº 2 case non teñen ningún cambio. A medida que aumenta a proporción de extremos retardados, a resistencia á tracción e a resistencia ao rendemento da aleación mostran unha tendencia descendente significativa. Non obstante, a resistencia á tracción en cada lugar de mostraxe está por encima da forza estándar. Só na área con menor dureza, a resistencia ao rendemento é inferior ao estándar da mostra, o rendemento da mostra non está cualificado.
A figura 4 mostra os resultados das propiedades da tracción da mostra nº 3. Pódese atopar na figura 4 que canto máis lonxe da liña divisoria, menor é a dureza do extremo de extinción atrasada. A diminución da dureza indica que o rendemento da mostra é reducido, pero a dureza diminúe lentamente, só diminuíndo de 95HB a aproximadamente 91HB ao final da sección paralela. Como se pode ver nos resultados do rendemento na táboa 1, a resistencia á tracción diminuíu de 342MPa a 320MPa para o arrefriamento de auga. Ao mesmo tempo, comprobouse que o punto de fractura da mostra de tracción tamén está ao final da sección paralela coa menor dureza. Isto débese a que está lonxe do arrefriamento da auga, o rendemento da aliaxe redúcese e o final chega ao límite de resistencia á tracción primeiro para formar un pescozo. Finalmente, rompe no punto de rendemento máis baixo e a posición de rotura é consistente cos resultados das probas de rendemento.
A figura 5 mostra a curva de dureza da sección paralela da mostra nº 4 e a posición da fractura. Pódese descubrir que canto máis lonxe da liña de división de refrixeración de auga, menor é a dureza do extremo atrasado. Ao mesmo tempo, a ubicación da fractura tamén está ao final onde a dureza é máis baixa de 86HB fracturas. Na táboa 2, comproba que case non hai deformación plástica no extremo refrigerado por auga. Na táboa 1, comproba que o rendemento da mostra (resistencia á tracción 298MPA, rendemento 266MPA) redúcese significativamente. A resistencia á tracción é de só 298MPA, que non alcanza a forza de rendemento do extremo refrigerado por auga (315MPA). O final formou un pescozo cara a abaixo cando é inferior a 315MPa. Antes da fractura, só se produciu unha deformación elástica na zona refrigerada por auga. Ao desaparecer o estrés, a tensión no extremo refrigerado por auga desapareceu. Como resultado, a cantidade de deformación na zona de refrixeración de auga na táboa 2 non ten case ningún cambio. A mostra rompe ao final do lume de tarifa atrasada, a área deformada redúcese e a dureza final é a máis baixa, obtendo unha redución significativa dos resultados do rendemento.
Tome mostras da área de extinción do 100% atrasada ao final do exemplar de 400 mm. A figura 6 mostra a curva de dureza. A dureza da sección paralela redúcese a uns 83-84HB e é relativamente estable. Debido ao mesmo proceso, o rendemento é aproximadamente o mesmo. Non se atopa ningún patrón obvio na posición da fractura. O rendemento da aliaxe é inferior ao da mostra recollida por auga.
Para explorar aínda máis a regularidade do rendemento e a fractura, seleccionouse a sección paralela do exemplar de tracción preto do punto máis baixo de dureza (77HB). Na táboa 1, comprobouse que o rendemento reduciuse significativamente e o punto de fractura apareceu no punto máis baixo da dureza da figura 2.
2.3 Resultados de análise ANSYS
A figura 7 mostra os resultados da simulación ANSYS de curvas de refrixeración en diferentes posicións. Pódese ver que a temperatura da mostra na área de refrixeración de auga caeu rapidamente. Despois de 5S, a temperatura baixou a menos de 100 ° C e a 80 mm da liña divisoria, a temperatura baixou a aproximadamente 210 ° C aos 90. A caída de temperatura media é de 3,5 ° C/s. Despois de 90 segundos na área de refrixeración do aire terminal, a temperatura baixa ata uns 360 ° C, cunha taxa de caída media de 1,9 ° C/s.
A través da análise de rendemento e os resultados da simulación, descubriuse que o rendemento da área de refrixeración de auga e a área de extinción atrasada é un patrón de cambio que diminúe primeiro e logo aumenta lixeiramente. Afectado polo arrefriamento de auga preto da liña divisoria, a condución de calor fai que a mostra nunha determinada zona caia a un ritmo de refrixeración inferior á do arrefriamento de auga (3,5 ° C/s). Como resultado, MG2SI, que se solidificou na matriz, precipitouse en grandes cantidades nesta área, e a temperatura caeu a aproximadamente 210 ° C despois de 90 segundos. A gran cantidade de MG2SI precipitou levou a un efecto menor do arrefriamento de auga despois de 90 s. A cantidade de fase de fortalecemento de MG2SI precipitada despois do tratamento do envellecemento reduciuse moito e o rendemento da mostra reduciuse posteriormente. Non obstante, a zona de extinción atrasada lonxe da liña divisoria está menos afectada pola condución de calor do refrixeración da auga e a aliaxe arrefríase relativamente lentamente en condicións de refrixeración do aire (taxa de refrixeración 1,9 ° C/s). Só unha pequena parte da fase MG2SI precipita lentamente e a temperatura é de 360C despois dos 90. Despois do arrefriamento da auga, a maior parte da fase MG2SI aínda está na matriz, e dispersa e precipita despois do envellecemento, o que xoga un papel de fortalecemento.
3. Conclusión
Atopouse a través de experimentos que a extinción atrasada provocará a dureza da zona de extinción atrasada na intersección de extinción normal e retardado para diminuír primeiro e logo aumentar lixeiramente ata que finalmente se estabilice.
Para a aliaxe de aluminio 6061, os puntos fortes de tracción despois do acondicionamento normal e a extinción atrasada durante 90 s son de 342MPA e 288MPA respectivamente, e as forzas de rendemento son de 315MPA e 252MPA, ambas as que cumpren os estándares de rendemento da mostra.
Hai unha rexión con menor dureza, que se reduce de 95 HB a 77HB despois do resprodación normal. O rendemento aquí tamén é o máis baixo, cunha resistencia á tracción de 271MPA e unha resistencia de rendemento de 220MPA.
A través da análise ANSYS, descubriuse que a taxa de refrixeración no punto de menor rendemento na zona de extinción atrasada dos 90 diminuíu aproximadamente 3,5 ° C por segundo, obtendo unha solución sólida insuficiente da fase de fase MG2SI de fortalecemento. Segundo este artigo, pódese ver que o punto de perigo de rendemento aparece na área de extinción atrasada na unión de extinción normal e extinción atrasada, e non está lonxe da unión, o que ten unha importancia importante para a retención razoable da cola de extrusión Residuos do proceso final.
Editado por maio Jiang de Mat Aluminum
Tempo de publicación: agosto-28-2024
