Liga tal-aluminju 6063 tappartjeni għall-liga tal-aluminju li tista 'tiġi trattata bis-sħana b'alloka baxxa Al-MG-Si. Għandu prestazzjoni eċċellenti għall-iffurmar ta 'estrużjoni, reżistenza tajba għall-korrużjoni u proprjetajiet mekkaniċi komprensivi. Jintuża wkoll ħafna fl-industrija tal-karozzi minħabba l-kulur faċli għall-ossidazzjoni tagħha. Bl-aċċellerazzjoni tax-xejra ta 'karozzi ħfief, l-applikazzjoni ta' materjali ta 'estrużjoni ta' liga tal-aluminju 6063 fl-industrija tal-karozzi żdiedet ukoll.
Il-mikrostruttura u l-proprjetajiet ta 'materjali estrużi huma affettwati mill-effetti kkombinati ta' veloċità ta 'estrużjoni, temperatura ta' estrużjoni u proporzjon ta 'estrużjoni. Fost dawn, il-proporzjon ta 'estrużjoni huwa determinat prinċipalment mill-pressjoni ta' estrużjoni, l-effiċjenza tal-produzzjoni u t-tagħmir tal-produzzjoni. Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa żgħir, id-deformazzjoni tal-liga hija żgħira u l-irfinar tal-mikrostruttura mhux 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 rikristallizzazzjoni dinamika matul il-proċess ta 'estrużjoni. Meta t-temperatura ta 'estrużjoni hija 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 termiku akbar, u tikkawża li t-temperatura interna tal-liga titla', u l-prestazzjoni tal-prodott tonqos. Dan l-esperiment jistudja l-effett tal-proporzjon ta 'estrużjoni, speċjalment proporzjon ta' estrużjoni kbir, fuq il-mikrostruttura u l-proprjetajiet mekkaniċi ta 'liga tal-aluminju 6063.
1 materjali u metodi sperimentali
Il-materjal sperimentali huwa 6063 liga tal-aluminju, u l-kompożizzjoni kimika hija murija fit-Tabella 1 Trattament f'560 ℃ għal 6 sigħat. Il-billetta tissaħħan għal 470 ℃ u tinżamm sħuna. It-temperatura ta 'tisħin minn qabel tal-kanna ta' estrużjoni hija 420 ℃, u t-temperatura ta 'tisħin minn qabel tal-moffa hija 450 ℃. Meta l-veloċità tal-estrużjoni (veloċità li tiċċaqlaq tal-virga tal-estrużjoni) V = 5 mm / s tibqa 'mhux mibdula, 5 gruppi ta' testijiet ta 'proporzjon ta' estrużjoni differenti jitwettqu, 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 '6063 Al liga (wt /%)
Wara t-tħin tal-sandpaper u l-illustrar mekkaniku, il-kampjuni metallografiċi ġew inċiżi bir-reaġent HF bi 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 t-tħin u l-inċiżjoni mekkanika saru biex jitneħħa s-saff tat-tensjoni tal-wiċċ. Iċ-ċifri tal-arblu mhux kompluti tat-tliet pjanijiet tal-kristall {111}, {200}, u {220} tal-kampjun ġew imkejla mill-analizzatur ta 'diffrazzjoni X-PRO MRD X-X-ray tal-kumpanija panalitika, u d-dejta tan-nisġa ġiet ipproċessata u analizzata Permezz ta 'X'pert Data View u Software ta' X'pert Texture.
Il-kampjun tat-tensjoni tal-liga mitfugħa ttieħed miċ-ċentru tal-ingot, u l-kampjun tat-tensjoni nqata 'matul id-direzzjoni ta' estrużjoni wara l-estrużjoni. Id-daqs taż-żona tal-gauge kien φ4 mm × 28 mm. It-test tat-tensjoni sar bl-użu ta 'magna ta' ttestjar ta '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-frattura tal-kampjuni tat-tensjoni ġiet osservata bl-użu ta 'mikroskopju elettroniku ta' skanjar ta 'mannifikazzjoni baxxa (Quanta 2000, FEI, USA).
2 Riżultati u Diskussjoni
Il-Figura 1 turi l-mikrostruttura metallografika tal-liga tal-aluminju AS-Cast 6063 qabel u wara t-trattament ta 'omoġenizzazzjoni. Kif muri fil-Figura 1A, il-ħbub α-AL fil-mikrostruttura tal-fondut AS ivarjaw fid-daqs, numru kbir ta 'fażijiet β-Al9FE2SI2 retikulari jinġabru fil-konfini tal-qamħ, u numru kbir ta' fażijiet MG2SI granulari jeżistu ġewwa l-ħbub. Wara li l-Ingot ġie omoġenizzat f'560 ℃ għal 6 h, il-fażi ewtettika mhux ta 'ekwilibriju bejn id-dendrites tal-liga maħlul gradwalment, l-elementi tal-liga maħlul fil-matriċi, il-mikrostruttura kienet uniformi, u d-daqs medju tal-qamħ kien ta' madwar 125 μm (Figura 1B (Figura ).
Qabel l-omoġenizzazzjoni
Wara trattament uniformizzanti f'600 ° C għal 6 sigħat
Fig.1 Struttura metallografika ta '6063 liga tal-aluminju qabel u wara 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 tal-liga tal-aluminju estrużi bi proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti hija tajba, speċjalment meta l-proporzjon ta 'estrużjoni jiżdied għal 156 (li jikkorrispondi għall-veloċità tal-ħruġ ta' estrużjoni tal-bar ta '48 m / min), għad m'hemmx Difetti ta 'estrużjoni bħal xquq u tqaxxir fuq il-wiċċ tal-bar, li jindikaw li l-liga tal-aluminju 6063 għandha wkoll estrużjoni sħuna tajba li tifforma prestazzjoni taħt veloċità għolja u estrużjoni kbira proporzjon.
Fig.2 Dehra ta '6063 vireg tal-liga tal-aluminju 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' titwil jew irfinar. Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 17, il-ħbub oriġinali huma tawwalija matul 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 irqaq, 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 magħmula minn ħbub rikristallizzati ekwiaxed 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 huwa bażikament komplut, il-ħbub oriġinali oħxon ġew trasformati kompletament fi ħbub rikristallizzati b'mod uniformi strutturat, 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 dinamiku jipproċedi aktar bis-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 ta 'sezzjoni lonġitudinali ta' 6063 vireg tal-liga tal-aluminju bi proporzjonijiet ta 'estrużjoni differenti
Il-Figura 4 turi ċ-ċifri tal-arblu invers ta '6063 vireg tal-liga tal-aluminju bi proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti tul id-direzzjoni ta 'estrużjoni. Jista 'jidher li l-mikrostrutturi ta' vireg tal-liga bi proporzjonijiet ta 'estrużjoni differenti kollha jipproduċu orjentazzjoni preferenzjali ovvja. Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 17, hija ffurmata nisġa aktar dgħajfa <115> + <00> hija ffurmata (Figura 4A); Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 39, il-komponenti tan-nisġa huma prinċipalment l-aktar tessut <100> aktar b'saħħtu u ammont żgħir ta' tessut dgħajjef <115> (Figura 4B); Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa 156, il-komponenti tan-nisġa huma t-tessut <00> b'saħħa miżjuda b'mod sinifikanti, filwaqt li t-tessut <115> jisparixxi (Figura 4C). Studji wrew li metalli kubi ċċentrati fuq il-wiċċ jiffurmaw prinċipalment <111> u <00> nisġa tal-wajer waqt l-estrużjoni u t-tpinġija. Ladarba n-nisġa tkun iffurmata, il-proprjetajiet mekkaniċi tat-temperatura tal-kamra tal-liga juru anisotropija ovvja. Is-saħħa tan-nisġa tiżdied biż-żieda tal-proporzjon ta 'estrużjoni, li tindika li n-numru ta' ħbub f'ċerta direzzjoni tal-kristall parallel mad-direzzjoni ta 'estrużjoni fil-liga jiżdied gradwalment, u s-saħħa tat-tensjoni lonġitudinali tal-liga tiżdied. Il-mekkaniżmi ta 'tisħiħ ta' materjali ta 'estrużjoni ta' liga ta 'l-aluminju 6063 jinkludu t-tisħiħ tal-qamħ fin, it-tisħiħ tad-diżlokazzjoni, it-tisħiħ tan-nisġa, eċċ. Fil-firxa tal-parametri tal-proċess użati f'dan l-istudju sperimentali, iż-żieda tal-proporzjon ta' estrużjoni għandha effett li jippromwovi fuq il-mekkaniżmi ta 'tisħiħ ta' hawn fuq.
Fig.4 Dijagramma tal-Pol Reverse ta '6063 vireg tal-liga tal-aluminju bi proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti tul id-direzzjoni tal-estrużjoni
Il-Figura 5 hija istogramma tal-proprjetajiet tat-tensjoni ta 'liga tal-aluminju 6063 wara deformazzjoni fi proporzjonijiet ta' estrużjoni differenti. Is-saħħa tat-tensjoni tal-liga tal-kast 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 u t-titwil tat-tensjoni jiżdiedu gradwalment biż-żieda tal-proporzjon ta '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 huwa madwar 34% ogħla mis-saħħa tat-tensjoni tal-liga mitfugħa u madwar 158% ogħla minn it-titwil. Is-saħħa tat-tensjoni ta 'liga tal-aluminju 6063 miksuba minn proporzjon ta' estrużjoni kbir hija qrib il-valur tas-saħħa tat-tensjoni (240 MPa) miksuba minn estrużjoni angolari ta 'kanali ugwali ta' 4 pass (ECAP), li hija ħafna ogħla mill-valur tas-saħħa tat-tensjoni (171.1 MPa) miksub minn 1-pass ECAP estrużjoni ta 'liga tal-aluminju 6063. Jista 'jidher li proporzjon ta' estrużjoni kbir jista 'jtejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga sa ċertu punt.
It-tisħiħ tal-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga permezz tal-proporzjon ta 'estrużjoni ġej prinċipalment mit-tisħiħ tar-raffinament tal-qamħ. Hekk kif il-proporzjon ta 'estrużjoni jiżdied, il-ħbub huma raffinati u d-densità tad-diżlokazzjoni tiżdied. Aktar konfini tal-qamħ għal kull żona ta 'unità jistgħu effettivament ifixklu l-moviment ta' diżlokazzjonijiet, flimkien mal-moviment reċiproku u t-tħabbil ta 'diżlokazzjonijiet, u b'hekk itejbu s-saħħa tal-liga. Iktar ma tkun irqaq il-ħbub, iktar tkun imqatta 'l-konfini tal-qamħ, u d-deformazzjoni tal-plastik tista' tkun imxerrda f'aktar ħbub, li ma jwassalx għall-formazzjoni ta 'xquq, aħseb u ara l-propagazzjoni tax-xquq. Aktar enerġija tista 'tiġi assorbita matul il-proċess ta' ksur, u b'hekk titjieb il-plastiċità tal-liga.
Fig.5 Propjetajiet tat-tensjoni ta 'liga tal-aluminju 6063 wara l-ikkastjar u l-estrużjoni
Il-morfoloġija tal-ksur tat-tensjoni tal-liga wara deformazzjoni bi proporzjonijiet ta 'estrużjoni differenti hija murija fil-Figura 6. Ma nstabu l-ebda dimples fil-morfoloġija tal-frattura tal-kampjun AS-cast (Figura 6A), u l-ksur kien prinċipalment magħmul minn żoni ċatti u truf tad-dmugħ , li jindika li l-mekkaniżmu ta 'ksur tat-tensjoni tal-liga Cast AS kien prinċipalment frattura fraġli. Il-morfoloġija tal-ksur tal-liga wara l-estrużjoni nbidlet b'mod sinifikanti, u l-ksur huwa magħmul minn numru kbir ta 'dimples ekwiaxed, li jindika li l-mekkaniżmu ta' ksur tal-liga wara l-estrużjoni nbidel minn ksur fraġli għal ksur tad-duttili. Meta l-proporzjon ta 'estrużjoni huwa żgħir, id-dimples huma baxxi u d-daqs tad-dimple huwa kbir, u d-distribuzzjoni hija irregolari; Hekk kif jiżdied il-proporzjon ta 'estrużjoni, in-numru ta' dimples jiżdied, id-daqs tad-dimple huwa iżgħar u d-distribuzzjoni hija uniformi (Figura 6b ~ f), li jfisser li l-liga għandha plastiċità 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-kondizzjoni li d-daqs tal-billetta, it-temperatura tat-tisħin tal-ingoti u l-veloċità tal-estrużjoni baqgħu ma nbidlux. Il-konklużjonijiet huma kif ġej:
1) Rikristallizzazzjoni dinamika sseħħ f'liga tal-aluminju 6063 waqt l-estrużjoni sħuna. Biż-żieda tal-proporzjon ta 'estrużjoni, il-ħbub huma raffinati kontinwament, u l-ħbub tawwalija matul id-direzzjoni ta' estrużjoni huma trasformati fi ħbub rikristallizzati ekwiaxed, u s-saħħa ta '<00> in-nisġa tal-wajer tiżdied kontinwament.
2) Minħabba l-effett tat-tisħiħ tal-qamħ fin, il-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga huma mtejba biż-żieda tal-proporzjon ta '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 ta 'ksur tat-tensjoni ta' liga tal-aluminju 6063 wara l-ikkastjar u l-estrużjoni
3) Il-morfoloġija tal-frattura tal-kampjun AS cast hija magħmula minn żoni ċatti u truf tad-dmugħ. Wara l-estrużjoni, il-ksur huwa magħmul minn numru kbir ta 'dimples ekwiaxed, u l-mekkaniżmu ta' ksur huwa trasformat minn ksur fraġli għal ksur duttili.
Post tal-Post: 30-2024 ta 'Novembru
