Ħxuna kbira tal-ħajt 6061T6 liga tal-aluminju teħtieġ li tinxtegħel wara l-estrużjoni sħuna. Minħabba l-limitazzjoni ta 'estrużjoni mhux kontinwa, parti mill-profil tidħol fiż-żona li tkessaħ l-ilma b'dewmien. Meta l-ingot qasir li jmiss jitkompla jiġi estruż, din il-parti tal-profil tkun għaddejja minn tkessiħ imdewwem. Kif tittratta ż-żona ta 'tkessiħ imdewwem hija kwistjoni li kull kumpanija tal-produzzjoni għandha bżonn tikkunsidra. Meta l-iskart tal-proċess tat-tarf tad-denb tal-estrużjoni huwa qasir, il-kampjuni tal-prestazzjoni meħuda huma xi kultant kwalifikati u xi kultant mhux kwalifikati. Meta terġa 'tittieħed mill-ġdid mill-ġenb, il-prestazzjoni hija kkwalifikata mill-ġdid. Dan l-artikolu jagħti l-ispjegazzjoni korrispondenti permezz ta 'esperimenti.
1. Materjali u Metodi tat-Test
Il-materjal użat f'dan l-esperiment huwa 6061 liga tal-aluminju. Il-kompożizzjoni kimika tagħha mkejla bl-analiżi spettrali hija kif ġej: tikkonforma mal-istandard tal-kompożizzjoni tal-liga tal-aluminju GB / T 3190-1996.
F'dan l-esperiment, parti mill-profil estruż ittieħdet għal trattament ta 'soluzzjoni solida. Il-profil twil ta '400mm kien maqsum f'żewġ oqsma. Iż-Żona 1 kienet direttament imkessħa bl-ilma u mkessħa. Iż-Żona 2 kienet imkessħa fl-arja għal 90 sekonda u mbagħad imkessħa bl-ilma. Id-dijagramma tat-test hija murija fil-Figura 1.
Il-profil tal-liga tal-aluminju 6061 użat f'dan l-esperiment kien estruż minn estrużur 4000ust. It-temperatura tal-moffa hija ta '500 ° C, it-temperatura tal-virga tal-ikkastjar hija 510 ° C, it-temperatura tal-ħruġ ta' estrużjoni hija ta '525 ° C, il-veloċità ta' estrużjoni hija ta '2.1mm / s, tkessiħ ta' ilma b'intensità għolja jintuża matul il-proċess ta 'estrużjoni, u 400mm Il-biċċa tat-test tat-tul tittieħed min-nofs tal-profil lest estruż. Il-wisa 'tal-kampjun hija 150mm u l-għoli huwa 10.00mm.
Il-kampjuni meħuda ġew maqsuma u mbagħad ġew soġġetti għal trattament ta 'soluzzjoni mill-ġdid. It-temperatura tas-soluzzjoni kienet ta ’530 ° C u l-ħin tas-soluzzjoni kien ta’ 4 sigħat. Wara li ħarġuhom, il-kampjuni tqiegħdu f'tank tal-ilma kbir b'fond ta 'ilma ta' 100mm. It-tank tal-ilma akbar jista 'jiżgura li t-temperatura tal-ilma fit-tank tal-ilma tinbidel ftit wara li l-kampjun fiż-Żona 1 ikun imkessaħ bl-ilma, u jevita ż-żieda fit-temperatura tal-ilma milli taffettwa l-intensità tat-tkessiħ tal-ilma. Matul il-proċess tat-tkessiħ tal-ilma, żgura li t-temperatura tal-ilma tkun fil-medda ta '20 -25 ° C. Il-kampjuni mkessħa kienu ta 'età ta' 165 ° C * 8H.
Ħu parti mill-kampjun ta '400mm twil 30mm wiesa' ta '10mm ħoxna, u wettaq test ta' ebusija ta 'Brinell. Agħmel 5 kejl kull 10mm. Ħu l-valur medju tal-5 ebusija ta 'Brinell bħala l-ebusija ta' l-ebusija ta 'Brinell f'dan il-punt, u osserva l-mudell ta' bidla ta 'ebusija.
Il-proprjetajiet mekkaniċi tal-profil ġew ittestjati, u t-taqsima parallela tat-tensjoni 60mm ġiet ikkontrollata f'pożizzjonijiet differenti tal-kampjun ta '400mm biex tosserva l-proprjetajiet tat-tensjoni u l-lok tal-ksur.
Il-kamp tat-temperatura tat-tkessiħ imkessaħ bl-ilma tal-kampjun u t-tkessiħ wara dewmien tas-snin 90 ġie simulat permezz tas-softwer ANSYS, u r-rati tat-tkessiħ tal-profili f'pożizzjonijiet differenti ġew analizzati.
2. Riżultati u analiżi sperimentali
2.1 Riżultati tat-test tal-ebusija
Il-Figura 2 turi l-kurva tal-bidla tal-ebusija ta 'kampjun twil ta' 400mm imkejjel minn tester ta 'ebusija ta' Brinell (it-tul ta 'l-unità ta' l-axxissa jirrappreżenta 10mm, u l-iskala 0 hija l-linja ta 'diviżjoni bejn it-tkessiħ normali u t-tkessiħ imdewwem). Jista 'jinstab li l-ebusija fit-tarf imkessaħ bl-ilma hija stabbli għal madwar 95HB. Wara l-linja ta 'diviżjoni bejn it-tkessiħ li jkessaħ l-ilma u t-tkessiħ tat-tkessiħ tal-ilma tas-snin 90, l-ebusija tibda tonqos, iżda r-rata ta' tnaqqis hija bil-mod fl-istadju bikri. Wara 40mm (89HB), l-ebusija tinżel sew, u tinżel għall-inqas valur (77HB) fi 80mm. Wara 80mm, l-ebusija ma komplietx tonqos, iżda żdied sa ċertu punt. Iż-żieda kienet relattivament żgħira. Wara 130mm, l-ebusija baqgħet ma nbidlitx għal madwar 83HB. Jista 'jiġi spekulat li minħabba l-effett tal-konduzzjoni tas-sħana, ir-rata tat-tkessiħ tal-parti tat-tkessiħ imdewwem inbidlet.
2.2 Riżultati u analiżi tat-test tal-prestazzjoni
It-Tabella 2 turi r-riżultati ta 'esperimenti tat-tensjoni mwettqa fuq kampjuni meħuda minn pożizzjonijiet differenti tat-taqsima parallela. Jista 'jinstab li s-saħħa tat-tensjoni u s-saħħa tar-rendiment ta' Nru 1 u Nru 2 m'għandhom kważi l-ebda tibdil. Hekk kif il-proporzjon ta 'truf ta' tkessiħ imdewwem jiżdied, is-saħħa tat-tensjoni u s-saħħa tar-rendiment tal-liga juru xejra 'l isfel sinifikanti. Madankollu, is-saħħa tat-tensjoni f'kull post tal-kampjunar hija 'l fuq mill-qawwa standard. Biss fiż-żona bl-inqas ebusija, is-saħħa tar-rendiment hija inqas mill-istandard tal-kampjun, il-prestazzjoni tal-kampjun mhix kwalifikata.
Il-Figura 4 turi r-riżultati tal-proprjetajiet tat-tensjoni tal-kampjun Nru. It-tnaqqis fl-ebusija jindika li l-prestazzjoni tal-kampjun hija mnaqqsa, iżda l-ebusija tonqos bil-mod, tonqos biss minn 95HB għal madwar 91HB fi tmiem is-sezzjoni parallela. Kif jidher mir-riżultati tal-prestazzjoni fit-Tabella 1, is-saħħa tat-tensjoni naqset minn 342MPa għal 320MPa għat-tkessiħ tal-ilma. Fl-istess ħin, instab li l-punt tal-ksur tal-kampjun tat-tensjoni huwa wkoll fl-aħħar tas-sezzjoni parallela bl-ebusija l-iktar baxxa. Dan għaliex huwa 'l bogħod mit-tkessiħ tal-ilma, il-prestazzjoni tal-liga titnaqqas, u t-tarf jilħaq il-limitu tas-saħħa tat-tensjoni l-ewwel biex jifforma għonq' l isfel. Fl-aħħarnett, break mill-inqas punt ta 'prestazzjoni, u l-pożizzjoni ta' waqfa hija konsistenti mar-riżultati tat-test tal-prestazzjoni.
Il-Figura 5 turi l-kurva tal-ebusija tas-sezzjoni parallela tal-kampjun Nru 4 u l-pożizzjoni tal-ksur. Jista 'jinstab li l-aktar' il bogħod mil-linja ta 'diviżjoni tat-tkessiħ tal-ilma, iktar tkun baxxa l-ebusija tat-tarf tat-tkessiħ imdewwem. Fl-istess ħin, il-post tal-frattura huwa wkoll fl-aħħar fejn l-ebusija hija l-iktar baxxa, 86HB fratturi. Mit-Tabella 2, jinstab li kważi m'hemm l-ebda deformazzjoni tal-plastik fit-tarf imkessaħ bl-ilma. Mit-Tabella 1, jinstab li l-prestazzjoni tal-kampjun (saħħa tat-tensjoni 298MPa, rendiment 266MPa) hija mnaqqsa b'mod sinifikanti. Is-saħħa tat-tensjoni hija biss 298MPa, li ma tilħaqx is-saħħa tar-rendiment tat-tarf imkessaħ bl-ilma (315MPa). It-tarf ifforma għonq isfel meta jkun inqas minn 315MPa. Qabel il-ksur, id-deformazzjoni elastika biss seħħet fiż-żona mkessħa bl-ilma. Hekk kif l-istress sparixxa, ir-razza fit-tarf imkessaħ bl-ilma sparixxiet. Bħala riżultat, l-ammont ta 'deformazzjoni fiż-żona li tkessaħ l-ilma fit-Tabella 2 m'għandu kważi l-ebda tibdil. Il-kampjun jinkiser fi tmiem in-nar tar-rata mdewwma, iż-żona deformata hija mnaqqsa, u l-ebusija tat-tmiem hija l-iktar baxxa, li tirriżulta fi tnaqqis sinifikanti fir-riżultati tal-prestazzjoni.
Ħu kampjuni miż-żona tat-tkessiħ ta '100% fit-tmiem tal-kampjun ta' 400mm. Il-Figura 6 turi l-kurva tal-ebusija. L-ebusija tas-sezzjoni parallela hija mnaqqsa għal madwar 83-84HB u hija relattivament stabbli. Minħabba l-istess proċess, il-prestazzjoni hija bejn wieħed u ieħor l-istess. L-ebda xejra ovvja ma tinstab fil-pożizzjoni tal-ksur. Il-prestazzjoni tal-liga hija inqas minn dik tal-kampjun ikkwotat bl-ilma.
Sabiex tkompli tesplora r-regolarità tal-prestazzjoni u l-ksur, is-sezzjoni parallela tal-kampjun tat-tensjoni ġiet magħżula ħdejn l-iktar punt baxx ta 'ebusija (77HB). Mit-Tabella 1, instab li l-prestazzjoni tnaqqset b'mod sinifikanti, u l-punt tal-ksur deher fl-iktar punt baxx ta 'ebusija fil-Figura 2.
2.3 Riżultati tal-Analiżi tal-ANSYS
Il-Figura 7 turi r-riżultati tas-simulazzjoni ANSYS tal-kurvi tat-tkessiħ f'pożizzjonijiet differenti. Jista 'jidher li t-temperatura tal-kampjun fiż-żona tat-tkessiħ tal-ilma naqset malajr. Wara 5S, it-temperatura niżlet għal taħt il-100 ° C, u f'80mm mil-linja ta 'diviżjoni, it-temperatura naqset għal madwar 210 ° C fis-snin 90. Il-waqgħa medja tat-temperatura hija 3.5 ° C / s. Wara 90 sekonda fiż-żona tat-tkessiħ tal-arja terminali, it-temperatura tinżel għal madwar 360 ° C, b'rata medja ta 'waqgħa ta' 1.9 ° C / s.
Permezz ta 'analiżi tal-prestazzjoni u riżultati ta' simulazzjoni, jinstab li l-prestazzjoni taż-żona li tkessaħ l-ilma u ż-żona ta 'tkessiħ imdewwem hija xejra ta' bidla li l-ewwel tonqos u mbagħad tiżdied ftit. Affettwat mit-tkessiħ tal-ilma ħdejn il-linja ta 'diviżjoni, il-konduzzjoni tas-sħana tikkawża li l-kampjun f'ċerta żona jonqos b'rata ta' tkessiħ inqas minn dik tat-tkessiħ tal-ilma (3.5 ° C / s). Bħala riżultat, Mg2si, li ssolidifikat fil-matriċi, preċipitat fi kwantitajiet kbar f'din iż-żona, u t-temperatura niżlet għal madwar 210 ° C wara 90 sekonda. L-ammont kbir ta 'Mg2SI preċipitat wassal għal effett iżgħar ta' tkessiħ ta 'ilma wara 90 s. L-ammont ta 'fażi ta' tisħiħ ta 'Mg2Si preċipitata wara t-trattament tax-xjuħija tnaqqas ħafna, u l-prestazzjoni tal-kampjun tnaqqset sussegwentement. Madankollu, iż-żona ta 'tkessiħ imdewwem' il bogħod mil-linja ta 'diviżjoni hija inqas affettwata mill-konduzzjoni tas-sħana li tkessaħ l-ilma, u l-liga tkessaħ relattivament bil-mod taħt kondizzjonijiet ta' tkessiħ ta 'l-arja (rata ta' tkessiħ 1.9 ° C / s). Parti żgħira biss mill-fażi Mg2Si tippreċipita bil-mod, u t-temperatura hija 360C wara 90s. Wara t-tkessiħ tal-ilma, il-biċċa l-kbira tal-fażi MG2SI għadha fil-matriċi, u tinfirex u tippreċipita wara x-xjuħija, li għandha rwol ta 'tisħiħ.
3. Konklużjoni
Instab permezz ta ’esperimenti li t-tkessiħ imdewwem se jikkawża l-ebusija taż-żona ta’ tkessiħ imdewwem fl-intersezzjoni ta ’tkessiħ normali u t-tkessiħ imdewwem għall-ewwel tnaqqis u mbagħad jiżdied ftit sakemm finalment jistabbilizza.
Għal liga tal-aluminju 6061, il-vantaġġi tat-tensjoni wara t-tkessiħ normali u t-tkessiħ imdewwem għal 90 s huma 342MPa u 288MPa rispettivament, u s-saħħiet tar-rendiment huma 315MPa u 252MPa, it-tnejn li huma jissodisfaw l-istandards ta 'prestazzjoni tal-kampjun.
Hemm reġjun bl-inqas ebusija, li hija mnaqqsa minn 95HB għal 77HB wara t-tkessiħ normali. Il-prestazzjoni hawnhekk hija wkoll l-inqas, b'saħħa tat-tensjoni ta '271MPa u saħħa ta' rendiment ta '220MPa.
Permezz tal-analiżi tal-ANSYS, instab li r-rata ta 'tkessiħ fl-inqas punt ta' prestazzjoni fiż-żona ta 'tkessiħ ittardjata tas-snin 90 naqset b'madwar 3.5 ° C kull sekonda, li rriżultat f'soluzzjoni solida insuffiċjenti tal-fażi ta' tisħiħ tal-fażi MG2SI. Skond dan l-artikolu, jista 'jidher li l-punt ta' periklu ta 'prestazzjoni jidher fiż-żona ta' tkessiħ imdewwem fil-ġonta ta 'tkessiħ normali u ta' tkessiħ imdewwem, u mhix 'il bogħod mill-junction, li għandha sinifikat ta' gwida importanti għaż-żamma raġonevoli ta 'estrużjoni ta' denb ta 'estrużjoni Skart tal-proċess finali.
Editjat minn Mejju Jiang minn Mat Aluminum
Ħin ta 'wara: Awissu-28-2024
