1.Introdución
As aliaxes de aluminio con resistencia media presentan características de procesamento favorables, sensibilidade de extinción, dureza ao impacto e resistencia á corrosión. Empréganse amplamente en diversas industrias, como a electrónica e a marítima, para a fabricación de tubos, varillas, perfís e fíos. Actualmente, hai unha demanda crecente de barras de aliaxe de aluminio 6082. Para satisfacer as demandas do mercado e os requisitos dos usuarios, realizamos experimentos sobre diferentes procesos de quecemento por extrusión e procesos finais de tratamento térmico para barras 6082-T6. O noso obxectivo era identificar un réxime de tratamento térmico que satisfaga os requisitos de rendemento mecánico destas barras.
2.Materiais experimentais e fluxo do proceso de produción
2.1 Materiais experimentais
Os lingotes de fundición de tamaño Ф162×500 producíronse mediante un método de fundición semicontinua e foron sometidos a un tratamento non uniforme. A calidade metalúrxica dos lingotes cumpriu as normas técnicas de control interno da empresa. A composición química da aliaxe 6082 móstrase na táboa 1.
2.2 Fluxo do proceso de produción
As barras experimentais de 6082 tiñan unha especificación de Ф14mm. O recipiente de extrusión tiña un diámetro de Ф170 mm cun deseño de extrusión de 4 orificios e un coeficiente de extrusión de 18,5. O fluxo específico do proceso incluíu o quecemento do lingote, a extrusión, o enfriamento, o estirado, o endereitamento e a toma de mostras, o alisado con rolos, o corte final, o envellecemento artificial, a inspección de calidade e a entrega.
3.Obxectivos experimentais
O obxectivo deste estudo foi identificar os parámetros do proceso de tratamento térmico de extrusión e os parámetros finais do tratamento térmico que inflúen no rendemento das barras 6082-T6, logrando finalmente os requisitos de rendemento estándar. Segundo as normas, as propiedades mecánicas lonxitudinais da aliaxe 6082 deben cumprir as especificacións que se indican na táboa 2.
4. Enfoque experimental
4.1 Investigación do tratamento térmico de extrusión
A investigación do tratamento térmico de extrusión centrouse principalmente nos efectos da temperatura de extrusión do lingote de fundición e da temperatura do recipiente de extrusión nas propiedades mecánicas. As seleccións de parámetros específicos detállanse na táboa 3.
4.2 Investigación do tratamento térmico de solucións sólidas e envellecemento
Empregouse un deseño experimental ortogonal para a solución sólida e o proceso de tratamento térmico de envellecemento. Os niveis de factores escollidos aparecen na Táboa 4, coa táboa de deseño ortogonal denotado como IJ9(34).
5.Resultados e Análise
5.1 Resultados e análise do experimento de tratamento térmico de extrusión
Os resultados dos experimentos de tratamento térmico por extrusión preséntanse na táboa 5 e na figura 1. Tomáronse nove mostras para cada grupo e determináronse as súas medias de rendemento mecánico. A partir da análise metalográfica e da composición química, estableceuse un réxime de tratamento térmico: extinción a 520 °C durante 40 minutos e envellecemento a 165 °C durante 12 horas. A partir da táboa 5 e da figura 1, pódese observar que a medida que a temperatura de extrusión do lingote de fundición e a temperatura do recipiente de extrusión aumentaron, tanto a resistencia á tracción como o límite de fluencia aumentaron gradualmente. Os mellores resultados obtivéronse a temperaturas de extrusión de 450-500 °C e unha temperatura do recipiente de extrusión de 450 °C, que cumprían os requisitos estándar. Isto debeuse ao efecto do endurecemento por traballo en frío a temperaturas de extrusión máis baixas, o que provocou fracturas no límite dos grans e aumento da descomposición da solución sólida entre A1 e Mn durante o quecemento antes do enfriamento, o que provocou a recristalización. A medida que aumentou a temperatura de extrusión, a resistencia máxima Rm do produto mellorou significativamente. Cando a temperatura do recipiente de extrusión se achegou ou superou a temperatura do lingote, a deformación desigual diminuíu, reducindo a profundidade dos aneis de grans grosos e aumentando o límite de fluencia Rm. Así, os parámetros razoables para o tratamento térmico de extrusión son: temperatura de extrusión do lingote de 450-500 °C e temperatura do recipiente de extrusión de 430-450 °C.
5.2 Solución sólida e resultados experimentais ortogonais de envellecemento e análise
A táboa 6 revela que os niveis óptimos son A3B1C2D3, con extinción a 520 °C, temperatura de envellecemento artificial entre 165-170 °C e duración de envellecemento de 12 horas, o que resulta nunha alta resistencia e plasticidade das barras. O proceso de extinción forma unha solución sólida sobresaturada. A temperaturas de extinción máis baixas, a concentración de solución sólida sobresaturada diminúe, afectando a forza. Unha temperatura de enfriamento duns 520 °C mellora significativamente o efecto do fortalecemento da solución sólida inducida pola extinción. O intervalo entre a extinción e o envellecemento artificial, é dicir, o almacenamento a temperatura ambiente, inflúe moito nas propiedades mecánicas. Isto é particularmente pronunciado para as varillas que non se estiran despois do enfriamento. Cando o intervalo entre o enfriamento e o envellecemento supera 1 hora, a forza, especialmente o límite de fluencia, diminúe significativamente.
5.3 Análise da microestrutura metalográfica
Realizáronse análises polarizadas e de gran aumento en barras 6082-T6 a temperaturas de solución sólida de 520 °C e 530 °C. As fotos de gran aumento revelaron unha precipitación composta uniforme con abundantes partículas de fase precipitada distribuídas uniformemente. A análise de luz polarizada usando equipos Axiovert200 mostrou distintas diferenzas nas fotos da estrutura do gran. A zona central presentaba grans pequenos e uniformes, mentres que os bordos presentaban certa recristalización con grans alongados. Isto débese ao crecemento de núcleos cristalinos a altas temperaturas, formando precipitados grosos en forma de agulla.
6.Avaliación da práctica de produción
Na produción real, realizáronse estatísticas de rendemento mecánico en 20 lotes de barras e 20 lotes de perfís. Os resultados móstranse nas táboas 7 e 8. Na produción real, o noso proceso de extrusión realizouse a temperaturas que orixinaron mostras de estado T6 e o rendemento mecánico cumpriu os valores obxectivo.
7.Conclusión
(1) Parámetros de tratamento térmico de extrusión: temperatura de extrusión de lingotes de 450-500 °C; temperatura do recipiente de extrusión de 430-450 °C.
(2) Parámetros finais do tratamento térmico: temperatura óptima da solución sólida de 520-530 °C; temperatura de envellecemento a 165 ± 5 ° C, duración de envellecemento de 12 horas; o intervalo entre a extinción e o envellecemento non debe exceder de 1 hora.
(3) Con base na avaliación práctica, o proceso de tratamento térmico viable inclúe: temperatura de extrusión de 450-530 °C, temperatura do recipiente de extrusión de 400-450 °C; temperatura da solución sólida de 510-520 °C; réxime de envellecemento de 155-170 ° C durante 12 horas; ningún límite específico no intervalo entre a extinción e o envellecemento. Isto pódese incorporar ás directrices de operación do proceso.
Editado por May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicación: 15-mar-2024
