Ketebalan dinding besar 6061t6 aloi aluminium perlu dipadamkan selepas penyemperitan panas. Oleh kerana batasan penyemperitan yang tidak berterusan, sebahagian daripada profil akan memasuki zon penyejukan air dengan kelewatan. Apabila ingot pendek seterusnya terus diekstrusi, bahagian profil ini akan mengalami pelindapkejutan yang ditangguhkan. Bagaimana untuk menangani kawasan pelindapkejutan yang ditangguhkan adalah isu yang perlu dipertimbangkan oleh setiap syarikat pengeluaran. Apabila sisa proses akhir penyemperitan ekor adalah pendek, sampel prestasi yang diambil kadang -kadang layak dan kadang -kadang tidak layak. Apabila menyambung semula dari sisi, prestasi itu layak lagi. Artikel ini memberikan penjelasan yang sepadan melalui eksperimen.
1. Bahan dan kaedah ujian
Bahan yang digunakan dalam eksperimen ini ialah aloi aluminium 6061. Komposisi kimianya yang diukur oleh analisis spektrum adalah seperti berikut: ia mematuhi standard komposisi aloi GB/T 3190-1996 International 6061 aloi aluminium.
Dalam eksperimen ini, sebahagian daripada profil yang diekstrusi diambil untuk rawatan penyelesaian pepejal. Profil panjang 400mm dibahagikan kepada dua kawasan. Kawasan 1 secara langsung disejukkan dan dipadamkan. Kawasan 2 disejukkan di udara selama 90 saat dan kemudian disejukkan air. Rajah ujian ditunjukkan dalam Rajah 1.
Profil aloi aluminium 6061 yang digunakan dalam eksperimen ini telah diekstrusi oleh extruder 4000ust. Suhu acuan adalah 500 ° C, suhu batang pemutus adalah 510 ° C, suhu outlet penyemperitan adalah 525 ° C, kelajuan penyemperitan adalah 2.1mm/s, penyejukan air intensiti tinggi digunakan semasa proses penyemperitan, dan 400mm Sekeping ujian panjang diambil dari tengah profil siap yang diekstrusi. Lebar sampel adalah 150mm dan ketinggian adalah 10.00mm.
Sampel yang diambil telah dibahagikan dan kemudian tertakluk kepada rawatan penyelesaian sekali lagi. Suhu penyelesaian adalah 530 ° C dan masa penyelesaiannya adalah 4 jam. Selepas mengeluarkannya, sampel diletakkan di dalam tangki air besar dengan kedalaman air 100mm. Tangki air yang lebih besar dapat memastikan bahawa suhu air di dalam tangki air berubah sedikit selepas sampel di zon 1 adalah penyejukan air, mencegah peningkatan suhu air daripada mempengaruhi intensiti penyejukan air. Semasa proses penyejukan air, pastikan suhu air berada dalam lingkungan 20-25 ° C. Sampel -sampel yang dipadamkan berusia 165 ° C*8h.
Ambil sebahagian daripada sampel 400mm panjang 30mm lebar tebal 10mm, dan lakukan ujian kekerasan Brinell. Buat 5 ukuran setiap 10mm. Ambil nilai purata 5 kekerasan Brinell sebagai hasil kekerasan Brinell pada ketika ini, dan perhatikan corak perubahan kekerasan.
Ciri -ciri mekanikal profil telah diuji, dan bahagian selari tegangan 60mm dikawal pada kedudukan yang berlainan sampel 400mm untuk memerhatikan sifat tegangan dan lokasi patah.
Bidang suhu pelindapkejutan sampel yang disejukkan air dan pelindapkejutan selepas kelewatan 90-an disimulasikan melalui perisian ANSYS, dan kadar penyejukan profil pada kedudukan yang berbeza dianalisis.
2. Hasil dan analisis eksperimen
2.1 Hasil ujian kekerasan
Rajah 2 menunjukkan keluk perubahan kekerasan sampel panjang 400mm yang diukur oleh penguji kekerasan Brinell (panjang unit abscissa mewakili 10mm, dan skala 0 adalah garis pemisah antara pelindapkejutan biasa dan pelindapkejutan yang ditangguhkan). Ia boleh didapati bahawa kekerasan di hujung yang disejukkan air stabil pada sekitar 95HB. Selepas garis pemisah antara pelindapkejutan penyejukan air dan melambatkan pelindapkejutan air 90-an, kekerasan mula menurun, tetapi kadar penurunan perlahan pada peringkat awal. Selepas 40mm (89HB), kekerasan jatuh dengan ketara, dan jatuh ke nilai terendah (77HB) pada 80mm. Selepas 80mm, kekerasan tidak terus berkurangan, tetapi meningkat ke tahap tertentu. Peningkatan ini agak kecil. Selepas 130mm, kekerasan kekal tidak berubah pada sekitar 83HB. Ia boleh berspekulasi bahawa disebabkan oleh kesan pengaliran haba, kadar penyejukan bahagian pelindapkejutan yang ditangguhkan berubah.
2.2 Hasil dan analisis ujian prestasi
Jadual 2 menunjukkan hasil eksperimen tegangan yang dijalankan pada sampel yang diambil dari kedudukan yang berbeza dari bahagian selari. Ia dapat dijumpai bahawa kekuatan tegangan dan kekuatan hasil No. 1 dan No. 2 hampir tidak ada perubahan. Memandangkan perkadaran hujung pelindapkejutan yang ditangguhkan meningkat, kekuatan tegangan dan kekuatan hasil aloi menunjukkan trend menurun yang signifikan. Walau bagaimanapun, kekuatan tegangan di setiap lokasi pensampelan adalah di atas kekuatan standard. Hanya di kawasan dengan kekerasan yang paling rendah, kekuatan hasil lebih rendah daripada standard sampel, prestasi sampel tidak layak.
Rajah 4 menunjukkan sifat tegangan hasil sampel No. 3. Ia boleh didapati dari Rajah 4 bahawa lebih jauh dari garis pemisah, semakin rendah kekerasan akhir pelindapkejutan yang ditangguhkan. Penurunan kekerasan menunjukkan bahawa prestasi sampel dikurangkan, tetapi kekerasan berkurangan perlahan, hanya berkurangan dari 95HB kepada kira -kira 91HB pada akhir bahagian selari. Seperti yang dapat dilihat dari hasil prestasi dalam Jadual 1, kekuatan tegangan menurun dari 342MPa hingga 320mpa untuk penyejukan air. Pada masa yang sama, didapati bahawa titik patah sampel tegangan juga pada akhir bahagian selari dengan kekerasan terendah. Ini kerana ia jauh dari penyejukan air, prestasi aloi dikurangkan, dan akhirnya mencapai had kekuatan tegangan terlebih dahulu untuk membentuk leher. Akhirnya, pecah dari titik prestasi terendah, dan kedudukan rehat adalah konsisten dengan hasil ujian prestasi.
Rajah 5 menunjukkan lengkung kekerasan bahagian selari sampel No. 4 dan kedudukan patah. Ia dapat dijumpai bahawa lebih jauh dari garis pemisah penyejukan air, semakin rendah kekerasan akhir pelindapkejutan yang ditangguhkan. Pada masa yang sama, lokasi patah juga pada akhir di mana kekerasan adalah paling rendah, fraktur 86HB. Dari Jadual 2, didapati hampir tidak ada ubah bentuk plastik di hujung air yang disejukkan. Dari Jadual 1, didapati bahawa prestasi sampel (kekuatan tegangan 298MPa, hasil 266MPa) dikurangkan dengan ketara. Kekuatan tegangan hanya 298MPa, yang tidak mencapai kekuatan hasil akhir yang disejukkan air (315MPa). Akhirnya telah membentuk leher apabila ia lebih rendah daripada 315MPa. Sebelum patah, hanya ubah bentuk elastik berlaku di kawasan yang disejukkan air. Apabila tekanan hilang, ketegangan pada hujung air yang disejukkan hilang. Akibatnya, jumlah ubah bentuk dalam zon penyejukan air dalam Jadual 2 hampir tidak ada perubahan. Sampel pecah pada akhir kebakaran kadar yang tertunda, kawasan cacat dikurangkan, dan kekerasan akhir adalah yang paling rendah, mengakibatkan pengurangan hasil prestasi yang signifikan.
Ambil sampel dari kawasan pelindapkejutan 100% yang tertunda pada akhir spesimen 400mm. Rajah 6 menunjukkan lengkung kekerasan. Kekerasan seksyen selari dikurangkan kepada kira-kira 83-84HB dan agak stabil. Oleh kerana proses yang sama, prestasi adalah kira -kira sama. Tiada corak yang jelas terdapat dalam kedudukan patah. Prestasi aloi adalah lebih rendah daripada sampel air.
Untuk terus meneroka keteraturan prestasi dan patah, bahagian selari spesimen tegangan dipilih berhampiran titik kekerasan terendah (77HB). Dari Jadual 1, didapati bahawa prestasi dikurangkan dengan ketara, dan titik patah muncul pada titik kekerasan terendah dalam Rajah 2.
2.3 Hasil Analisis ANSYS
Rajah 7 menunjukkan hasil simulasi ANSYS lengkung penyejukan pada kedudukan yang berbeza. Ia dapat dilihat bahawa suhu sampel di kawasan penyejukan air jatuh dengan cepat. Selepas 5s, suhu turun ke bawah 100 ° C, dan pada 80mm dari garis pemisah, suhu turun kepada kira -kira 210 ° C pada 90 -an. Penurunan suhu purata ialah 3.5 ° C/s. Selepas 90 saat di kawasan penyejukan udara terminal, suhu jatuh ke kira -kira 360 ° C, dengan kadar penurunan purata 1.9 ° C/s.
Melalui analisis prestasi dan hasil simulasi, didapati bahawa prestasi kawasan penyejukan air dan kawasan pelindapkejutan tertunda adalah corak perubahan yang pertama berkurangan dan kemudian meningkat sedikit. Terjejas oleh penyejukan air berhampiran garis pemisah, pengaliran haba menyebabkan sampel di kawasan tertentu jatuh pada kadar penyejukan kurang daripada penyejukan air (3.5 ° C/s). Akibatnya, Mg2SI, yang mengukuhkan ke dalam matriks, dicetuskan dalam kuantiti yang besar di kawasan ini, dan suhu turun kepada kira -kira 210 ° C selepas 90 saat. Jumlah besar MG2SI yang dicetuskan menyebabkan kesan penyejukan air yang lebih kecil selepas 90 s. Jumlah fasa pengukuhan MG2SI yang dicetuskan selepas rawatan penuaan dikurangkan, dan prestasi sampel kemudiannya dikurangkan. Walau bagaimanapun, zon pelindapkejutan yang ditangguhkan jauh dari garis pemisah kurang terjejas oleh pengaliran haba penyejukan air, dan aloi sejuk secara perlahan di bawah keadaan penyejukan udara (kadar penyejukan 1.9 ° C/s). Hanya sebahagian kecil daripada fasa MG2SI perlahan -lahan mendahului, dan suhu adalah 360C selepas 90 -an. Selepas penyejukan air, kebanyakan fasa MG2SI masih dalam matriks, dan ia menyebarkan dan mendahului selepas penuaan, yang memainkan peranan pengukuhan.
3. Kesimpulan
Ia ditemui melalui eksperimen yang melambatkan pelindapkejutan akan menyebabkan kekerasan zon pelindapkejutan yang tertunda di persimpangan pelindapkejutan biasa dan lambat untuk penurunan pertama dan kemudian meningkat sedikit sehingga akhirnya ia menstabilkan.
Bagi 6061 aloi aluminium, kekuatan tegangan selepas pelindapkejutan biasa dan pelindapkejutan selama 90 s masing -masing adalah 342MPa dan 288MPa, dan kekuatan hasil adalah 315MPa dan 252MPa, kedua -duanya memenuhi piawaian prestasi sampel.
Terdapat rantau dengan kekerasan terendah, yang dikurangkan dari 95HB hingga 77HB selepas pelindapkejutan biasa. Prestasi di sini juga paling rendah, dengan kekuatan tegangan 271MPa dan kekuatan hasil 220MPa.
Melalui analisis ANSYS, didapati bahawa kadar penyejukan pada titik prestasi terendah pada 90 -an zon pelindapkejutan yang ditangguhkan menurun sebanyak kira -kira 3.5 ° C sesaat, mengakibatkan penyelesaian pepejal yang tidak mencukupi fasa MG2SI fasa pengukuhan. Menurut artikel ini, dapat dilihat bahawa titik bahaya prestasi muncul di kawasan pelindapkejutan yang tertunda di persimpangan pelindapkejutan biasa dan pelindapkejutan yang ditangguhkan, dan tidak jauh dari persimpangan, yang mempunyai kepentingan yang penting untuk pengekalan ekor penyemperitan yang munasabah sisa proses akhir.
Disunting oleh Mei Jiang dari Mat Aluminium
Masa Post: Aug-28-2024
