Liga ta 'l-aluminju 6063 tappartjeni għal-liga ta' l-aluminju li tittratta bis-sħana tas-serje Al-Mg-Si b'liga baxxa. Għandu prestazzjoni eċċellenti tal-iffurmar tal-estrużjoni, reżistenza tajba għall-korrużjoni u proprjetajiet mekkaniċi komprensivi. Huwa wkoll użat ħafna fl-industrija tal-karozzi minħabba l-kulur ta 'ossidazzjoni faċli tiegħu. Bl-aċċelerazzjoni tax-xejra ta 'karozzi ħfief, l-applikazzjoni ta' materjali ta 'estrużjoni ta' liga tal-aluminju 6063 fl-industrija tal-karozzi żdiedet ukoll aktar.
Il-mikrostruttura u l-proprjetajiet tal-materjali estrużi huma affettwati mill-effetti magħquda tal-veloċità tal-estrużjoni, it-temperatura tal-estrużjoni u l-proporzjon tal-estrużjoni. Fost dawn, il-proporzjon tal-estrużjoni huwa ddeterminat prinċipalment mill-pressjoni tal-estrużjoni, l-effiċjenza tal-produzzjoni u t-tagħmir tal-produzzjoni. Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa żgħir, id-deformazzjoni tal-liga hija żgħira u r-raffinament tal-mikrostruttura mhuwiex ovvju; iż-żieda tal-proporzjon ta 'estrużjoni tista' tirfina b'mod sinifikanti l-ħbub, tkisser it-tieni fażi oħxon, tikseb mikrostruttura uniformi, u ttejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga.
Ligi tal-aluminju 6061 u 6063 jgħaddu minn rikristallizzazzjoni dinamika matul il-proċess ta 'estrużjoni. Meta t-temperatura ta 'estrużjoni tkun kostanti, hekk kif il-proporzjon ta' estrużjoni jiżdied, id-daqs tal-qamħ jonqos, il-fażi ta 'tisħiħ hija mxerrda b'mod fin, u s-saħħa tat-tensjoni u t-titwil tal-liga jiżdiedu kif xieraq; madankollu, hekk kif il-proporzjon ta 'estrużjoni jiżdied, il-forza ta' estrużjoni meħtieġa għall-proċess ta 'estrużjoni tiżdied ukoll, u tikkawża effett termali akbar, li tikkawża t-temperatura interna tal-liga tiżdied, u l-prestazzjoni tal-prodott tonqos. Dan l-esperiment jistudja l-effett tal-proporzjon tal-estrużjoni, speċjalment il-proporzjon kbir tal-estrużjoni, fuq il-mikrostruttura u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga tal-aluminju 6063.
1 Materjali u metodi sperimentali
Il-materjal sperimentali huwa liga tal-aluminju 6063, u l-kompożizzjoni kimika tidher fit-Tabella 1. Id-daqs oriġinali tal-ingott huwa Φ55 mm × 165 mm, u jiġi pproċessat f'billetta ta 'estrużjoni b'daqs ta' Φ50 mm × 150 mm wara l-omoġenizzazzjoni trattament f'560 ℃ għal 6 sigħat. Il-billetta tissaħħan għal 470 ℃ u tinżamm sħuna. It-temperatura tat-tisħin minn qabel tal-kanna tal-estrużjoni hija 420 ℃, u t-temperatura tat-tisħin minn qabel tal-moffa hija 450 ℃. Meta l-veloċità ta 'estrużjoni (virga ta' estrużjoni veloċità li tiċċaqlaq) V=5 mm/s tibqa 'mhux mibdula, jitwettqu 5 gruppi ta' testijiet ta 'proporzjon ta' estrużjoni differenti, u l-proporzjonijiet ta 'estrużjoni R huma 17 (li jikkorrispondu għad-dijametru tat-toqba tad-die D=12 mm), 25 (D=10 mm), 39 (D=8 mm), 69 (D=6 mm), u 156 (D=4 mm).
Tabella 1 Kompożizzjonijiet kimiċi ta 'liga ta' 6063 Al (wt/%)
Wara tħin tal-karta sandpaper u illustrar mekkaniku, il-kampjuni metallografiċi ġew inċiżi b'reaġent HF b'frazzjoni ta 'volum ta' 40% għal madwar 25 s, u l-istruttura metallografika tal-kampjuni ġiet osservata fuq mikroskopju ottiku LEICA-5000. Kampjun ta 'analiżi tan-nisġa b'daqs ta' 10 mm × 10 mm inqata 'miċ-ċentru tas-sezzjoni lonġitudinali tal-virga estruża, u tħin u inċiżjoni mekkaniċi saru biex jitneħħa s-saff tal-istress tal-wiċċ. Il-figuri tal-arbli mhux kompluti tat-tliet pjani tal-kristall {111}, {200}, u {220} tal-kampjun ġew imkejla mill-analizzatur tad-diffrazzjoni tar-raġġi X X′Pert Pro MRD ta 'PANalytical Company, u d-dejta tan-nisġa ġiet ipproċessata u analizzata mis-software X′Pert Data View u X′Pert Texture.
Il-kampjun tat-tensjoni tal-liga fondut ittieħed miċ-ċentru tal-ingott, u l-kampjun tat-tensjoni kien maqtugħ tul id-direzzjoni tal-estrużjoni wara l-estrużjoni. Id-daqs taż-żona tal-kejl kien Φ4 mm × 28 mm. It-test tat-tensjoni sar permezz ta 'magna tal-ittestjar tal-materjal universali SANS CMT5105 b'rata ta' tensjoni ta '2 mm/min. Il-valur medju tat-tliet kampjuni standard ġie kkalkulat bħala d-dejta tal-proprjetà mekkanika. Il-morfoloġija tal-ksur tal-kampjuni tat-tensjoni ġiet osservata bl-użu ta 'mikroskopju elettroniku tal-iskannjar ta' ingrandiment baxx (Quanta 2000, FEI, USA).
2 Riżultati u diskussjoni
Il-Figura 1 turi l-mikrostruttura metallografika tal-liga tal-aluminju 6063 as-cast qabel u wara t-trattament ta 'omoġenizzazzjoni. Kif muri fil-Figura 1a, il-ħbub α-Al fil-mikrostruttura kif mitfugħa jvarjaw fid-daqs, numru kbir ta 'fażijiet reticular β-Al9Fe2Si2 jinġabru fil-konfini tal-qamħ, u numru kbir ta' fażijiet Mg2Si granulari jeżistu ġewwa l-ħbub. Wara li l-ingott ġie omoġenizzat f'560 ℃ għal 6 sigħat, il-fażi ewtektika mhux ekwilibriju bejn id-dendriti tal-liga maħlula gradwalment, l-elementi tal-liga maħlula fil-matriċi, il-mikrostruttura kienet uniformi, u d-daqs medju tal-qamħ kien madwar 125 μm (Figura 1b ).
Qabel l-omoġenizzazzjoni
Wara t-trattament uniformizzanti f'600°C għal 6 sigħat
Fig.1 Struttura metallografika ta 'liga ta' aluminju 6063 qabel u wara t-trattament ta 'omoġenizzazzjoni
Il-Figura 2 turi d-dehra ta '6063 vireg tal-liga tal-aluminju bi proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti. Kif muri fil-Figura 2, il-kwalità tal-wiċċ ta '6063 vireg ta' liga ta 'l-aluminju estrużi bi proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti hija tajba, speċjalment meta l-proporzjon ta 'estrużjoni jiżdied għal 156 (li jikkorrispondi mal-veloċità tal-ħruġ tal-estrużjoni tal-bar ta' 48 m / min), għad m'hemmx difetti ta 'estrużjoni bħal xquq u tqaxxir fuq il-wiċċ tal-bar, li jindika li liga tal-aluminju 6063 għandha wkoll estrużjoni sħuna tajba prestazzjoni li jiffurmaw taħt veloċità għolja u proporzjon kbir ta 'estrużjoni.
Fig.2 Dehra ta 'vireg tal-liga tal-aluminju 6063 bi proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti
Il-Figura 3 turi l-mikrostruttura metallografika tas-sezzjoni lonġitudinali tal-bar tal-liga tal-aluminju 6063 bi proporzjonijiet ta 'estrużjoni differenti. L-istruttura tal-qamħ tal-bar bi proporzjonijiet ta 'estrużjoni differenti turi gradi differenti ta' elongazzjoni jew raffinament. Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 17, il-ħbub oriġinali huma tawwali tul id-direzzjoni ta' estrużjoni, akkumpanjati mill-formazzjoni ta 'numru żgħir ta' ħbub rikristallizzati, iżda l-ħbub għadhom relattivament oħxon, b'daqs medju ta 'qamħ ta' madwar 85 μm (Figura 3a) ; meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 25, il-ħbub jinġibdu aktar Slender, in-numru ta' ħbub rikristallizzati jiżdied, u d-daqs medju tal-qamħ jonqos għal madwar 71 μm (Figura 3b); meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 39, ħlief għal numru żgħir ta' ħbub deformati, il-mikrostruttura hija bażikament komposta minn ħbub rikristallizzati ekwiassi ta 'daqs irregolari, b'daqs medju ta' qamħ ta 'madwar 60 μm (Figura 3c); meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 69, il-proċess ta' rikristallizzazzjoni dinamika bażikament jitlesta, il-ħbub oriġinali oħxon ġew kompletament trasformati fi ħbub rikristallizzati strutturati b'mod uniformi, u d-daqs medju tal-qamħ huwa raffinat għal madwar 41 μm (Figura 3d); meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 156, bil-progress sħiħ tal-proċess ta' rikristallizzazzjoni dinamika, il-mikrostruttura hija aktar uniformi, u d-daqs tal-qamħ huwa raffinat ħafna għal madwar 32 μm (Figura 3e). Biż-żieda tal-proporzjon ta 'estrużjoni, il-proċess ta' rikristallizzazzjoni dinamika jipproċedi b'mod aktar sħiħ, il-mikrostruttura tal-liga ssir aktar uniformi, u d-daqs tal-qamħ huwa raffinat b'mod sinifikanti (Figura 3f).
Fig.3 Struttura metallografika u daqs tal-qamħ tas-sezzjoni lonġitudinali ta 'vireg tal-liga tal-aluminju 6063 bi proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti
Il-Figura 4 turi l-figuri tal-arbli inversi ta '6063 vireg tal-liga tal-aluminju bi proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti tul id-direzzjoni tal-estrużjoni. Wieħed jista 'jara li l-mikrostrutturi tal-vireg tal-liga bi proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti kollha jipproduċu orjentazzjoni preferenzjali ovvja. Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 17, tiġi ffurmata tessut <115>+<100> aktar dgħajfa (Figura 4a); meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 39, il-komponenti tan-nisġa huma prinċipalment in-nisġa <100> aktar b'saħħitha u ammont żgħir ta' tessut <115> dgħajjef (Figura 4b); meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 156, il-komponenti tan-nisġa huma n-nisġa <100> b'saħħa miżjuda b'mod sinifikanti, filwaqt li n-nisġa <115> tisparixxi (Figura 4c). Studji wrew li l-metalli kubi iċċentrati fuq il-wiċċ jiffurmaw prinċipalment <111> u <100> nisġa tal-wajer waqt l-estrużjoni u t-tpinġija. Ladarba n-nisġa tiġi ffurmata, il-proprjetajiet mekkaniċi tat-temperatura tal-kamra tal-liga juru anisotropija ovvja. Is-saħħa tan-nisġa tiżdied biż-żieda tal-proporzjon tal-estrużjoni, li tindika li n-numru ta 'ħbub f'ċerta direzzjoni tal-kristall parallela mad-direzzjoni tal-estrużjoni fil-liga tiżdied gradwalment, u s-saħħa tat-tensjoni lonġitudinali tal-liga tiżdied. Il-mekkaniżmi ta 'tisħiħ ta' materjali ta 'estrużjoni sħuna ta' liga tal-aluminju 6063 jinkludu tisħiħ tal-qamħ fin, tisħiħ tad-dislokazzjoni, tisħiħ tan-nisġa, eċċ Fi ħdan il-firxa ta 'parametri tal-proċess użati f'dan l-istudju sperimentali, iż-żieda tal-proporzjon ta' estrużjoni għandha effett ta 'promozzjoni fuq il-mekkaniżmi ta' tisħiħ ta 'hawn fuq.
Fig.4 Dijagramma ta 'l-arblu b'lura ta' vireg ta 'liga ta' aluminju 6063 bi proporzjonijiet ta 'estrużjoni differenti tul id-direzzjoni ta' estrużjoni
Il-Figura 5 hija istogramma tal-proprjetajiet tensili ta 'liga tal-aluminju 6063 wara deformazzjoni f'proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti. Is-saħħa tat-tensjoni tal-liga fondut hija 170 MPa u t-titwil huwa 10.4%. Is-saħħa tat-tensjoni u t-titwil tal-liga wara l-estrużjoni huma mtejba b'mod sinifikanti, u s-saħħa tat-tensjoni u t-titwil jiżdiedu gradwalment maż-żieda tal-proporzjon tal-estrużjoni. Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 156, is-saħħa tat-tensjoni u t-titwil tal-liga jilħqu l-valur massimu, li huma 228 MPa u 26.9%, rispettivament, li hija madwar 34% ogħla mis-saħħa tat-tensjoni tal-liga fondut u madwar 158% ogħla minn it-titwil. Is-saħħa tat-tensjoni ta 'liga tal-aluminju 6063 miksuba minn proporzjon kbir ta' estrużjoni hija qrib il-valur tas-saħħa tat-tensjoni (240 MPa) miksub permezz ta 'estrużjoni angolari ta' kanal ugwali b'4-pass (ECAP), li hija ħafna ogħla mill-valur tas-saħħa tat-tensjoni (171.1 MPa) miksub permezz ta 'estrużjoni ECAP ta' 1-pass ta 'liga tal-aluminju 6063. Wieħed jista 'jara li proporzjon kbir ta' estrużjoni jista 'jtejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga sa ċertu punt.
It-titjib tal-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga permezz tal-proporzjon tal-estrużjoni ġej prinċipalment mit-tisħiħ tal-irfinar tal-qamħ. Hekk kif il-proporzjon tal-estrużjoni jiżdied, il-ħbub jiġu rfinuti u d-densità tad-dislokazzjoni tiżdied. Konfini tal-qamħ aktar għal kull unità ta 'żona jistgħu jfixklu b'mod effettiv il-moviment tad-dislokazzjonijiet, flimkien mal-moviment reċiproku u t-tħabbil tad-dislokazzjonijiet, u b'hekk itejbu s-saħħa tal-liga. L-ifjen il-ħbub, l-aktar tortuous il-konfini tal-qamħ, u d-deformazzjoni tal-plastik tista 'tiġi mxerrda f'aktar ħbub, li ma jwassalx għall-formazzjoni ta' xquq, aħseb u ara l-propagazzjoni ta 'xquq. Aktar enerġija tista 'tiġi assorbita matul il-proċess ta' ksur, u b'hekk titjieb il-plastiċità tal-liga.
Fig.5 Proprjetajiet tensili ta 'liga tal-aluminju 6063 wara l-ikkastjar u l-estrużjoni
Il-morfoloġija tal-ksur tat-tensjoni tal-liga wara d-deformazzjoni bi proporzjonijiet ta 'estrużjoni differenti hija murija fil-Figura 6. L-ebda dimples ma nstabu fil-morfoloġija tal-ksur tal-kampjun kif fondut (Figura 6a), u l-ksur kien magħmul prinċipalment minn żoni ċatti u truf tat-tiċrit , li jindika li l-mekkaniżmu tal-ksur tat-tensjoni tal-liga kif fondut kien prinċipalment ksur fraġli. Il-morfoloġija tal-ksur tal-liga wara l-estrużjoni nbidlet b'mod sinifikanti, u l-ksur huwa magħmul minn numru kbir ta 'dimples equiaxed, li jindika li l-mekkaniżmu tal-ksur tal-liga wara l-estrużjoni nbidel minn ksur fraġli għal ksur duttili. Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa żgħir, id-dimples huma baxxi u d-daqs dimple huwa kbir, u d-distribuzzjoni hija irregolari; hekk kif il-proporzjon ta 'estrużjoni jiżdied, in-numru ta' dimples jiżdied, id-daqs ta 'dimple huwa iżgħar u d-distribuzzjoni hija uniformi (Figura 6b ~ f), li jfisser li l-liga għandha plastikità aħjar, li hija konsistenti mar-riżultati tat-test tal-proprjetajiet mekkaniċi hawn fuq.
3 Konklużjoni
F'dan l-esperiment, l-effetti ta 'proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti fuq il-mikrostruttura u l-proprjetajiet ta 'liga tal-aluminju 6063 ġew analizzati taħt il-kundizzjoni li d-daqs tal-billetta, it-temperatura tat-tisħin tal-ingotti u l-veloċità tal-estrużjoni baqgħu ma nbidlux. Il-konklużjonijiet huma kif ġej:
1) Ir-rikristallizzazzjoni dinamika sseħħ f'liga tal-aluminju 6063 waqt l-estrużjoni sħuna. Biż-żieda tal-proporzjon ta 'estrużjoni, il-ħbub huma kontinwament raffinati, u l-ħbub tawwalija tul id-direzzjoni ta' l-estrużjoni huma trasformati fi ħbub rikristallizzati equiaxed, u s-saħħa tan-nisġa tal-wajer <100> tiżdied kontinwament.
2) Minħabba l-effett tat-tisħiħ tal-qamħ fin, il-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga huma mtejba biż-żieda tal-proporzjon tal-estrużjoni. Fil-firxa tal-parametri tat-test, meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 156, is-saħħa tat-tensjoni u t-titwil tal-liga jilħqu l-valuri massimi ta' 228 MPa u 26.9%, rispettivament.
Fig.6 Morfoloġiji tal-ksur tat-tensjoni tal-liga tal-aluminju 6063 wara l-ikkastjar u l-estrużjoni
3) Il-morfoloġija tal-ksur tal-kampjun kif fondut hija magħmula minn żoni ċatti u truf tad-dmugħ. Wara l-estrużjoni, il-ksur huwa magħmul minn numru kbir ta 'dimples equiaxed, u l-mekkaniżmu tal-ksur huwa trasformat minn ksur fraġli għal ksur duttili.
Ħin tal-post: Nov-30-2024
