Velika debelina stene 6061T6 Aluminijasta zlitina je treba po vroče ekstruzije potešiti. Zaradi omejitve diskontinuirane ekstruzije bo del profila z zamudo vstopil v območje hlajenja z vodo. Ko bo naslednji kratki ingot še naprej iztisnil, bo ta del profila zavlečen ugasnjen. Kako se spoprijeti z območjem zamude, je vprašanje, ki ga mora upoštevati vsako proizvodno podjetje. Ko so ekstruzijski končni odpadki kratki, so odvzeti vzorci zmogljivosti včasih kvalificirani in včasih nekvalificirani. Pri ponovnem vzorčenju s strani je predstava znova usposobljena. Ta članek daje ustrezno razlago s poskusi.
1. preskusni materiali in metode
Material, uporabljen v tem poskusu, je 6061 aluminijasta zlitina. Njegova kemična sestava, merjena s spektralno analizo, je naslednja: v skladu s standardom GB/T 3190-1996 International 6061 6061 Aluminijeve zlitine.
V tem poskusu je bil za zdravljenje trdne raztopine vzet del ekstrudiranega profila. 400 mm dolg profil je bil razdeljen na dve področji. Območje 1 je bilo neposredno ohlajeno in gašeno. Območje 2 smo 90 sekund ohladili v zraku in nato v vodni hladilnici. Preskusni diagram je prikazan na sliki 1.
Profil aluminijeve zlitine 6061, uporabljen v tem poskusu, je iztisnil 4000ust ekstruder. Temperatura plesni je 500 ° C, temperatura litine palice 510 ° C, temperatura ekstrudiranja izhoda 525 ° C, hitrost ekstrudira Preskusni kos dolžine je vzet s sredine ekstrudiranega končnega profila. Širina vzorca je 150 mm, višina pa 10,00 mm.
Odvzeti vzorci smo razdelili in nato spet podvrženi zdravljenju z raztopinami. Temperatura raztopine je bila 530 ° C, čas raztopine pa 4 ure. Po tem, ko so jih vzeli ven, so vzorce postavili v velik rezervoar za vodo z globino vode 100 mm. Večja rezervoar za vodo lahko zagotovi, da se temperatura vode v rezervoarju za vodo malo spremeni po tem, ko je vzorec v coni 1 ohlajen z vodo, kar prepreči zvišanje temperature vode, ki vpliva na intenzivnost hlajenja vode. Med postopkom hlajenja vode zagotovite, da je temperatura vode v območju 20-25 ° C. Udarjeni vzorci so bili stari pri 165 ° C*8h.
Vzemite del vzorca, dolge 400 mm, 30 mm širine 10 mm debeline in izvedite Brinell test trdote. Naredite 5 meritev na vsakih 10 mm. Vzemite povprečno vrednost 5 Brinellove trdote, saj na tej točki povzroči trdota Brinell in upoštevajte vzorec spremembe trdote.
Mehanske lastnosti profila so bile testirane in natezni vzporedni odsek 60 mm nadzorovani na različnih položajih 400 mm vzorca, da smo opazili natezne lastnosti in lokacijo zloma.
Temperaturno polje vodno hlajenega gašenja vzorca in gašenje po zamudi 90-ih je bilo simulirano s programsko opremo ANSYS in analizirali hitrosti hlajenja profilov na različnih položajih.
2. Eksperimentalni rezultati in analiza
2.1 Rezultati trdote
Slika 2 prikazuje krivuljo spremembe trdote 400 mm dolgega vzorca, merjenega z brinelskim testerjem trdote (dolžina enote abscisa predstavlja 10 mm, lestvica 0 pa delilna črta med normalnim gašenjem in zapoznelim gašenjem). Ugotovljeno je, da je trdota na vodnem hlajenem koncu stabilna pri približno 95 KB. Po ločnici med ugaljenjem vode in zakasnitvijo 90-ih za gašenje vode se trdota začne zmanjševati, vendar je stopnja upada počasna v zgodnji fazi. Po 40 mm (89Hb) trdota močno pade in pade na najnižjo vrednost (77Hb) na 80 mm. Po 80 mm se trdota ni še naprej zmanjševala, ampak se je do neke mere povečala. Povečanje je bilo razmeroma majhno. Po 130 mm je trdota ostala nespremenjena pri okoli 83Hb. Ugiba se, da se je zaradi učinka toplotne prevodnosti spremenila hitrost hlajenja zapoznelega kaljenja.
2.2 Rezultati in analiza uspešnosti
Tabela 2 prikazuje rezultate nateznih poskusov, izvedenih na vzorcih, odvzetih iz različnih položajev vzporednega odseka. Ugotovljeno je, da natezna trdnost in trdnost donosa št. 1 in št. 2 skoraj nimata sprememb. Ko se delež konca zapoznelega dušila povečuje, natezna trdnost in trdnost zlitine kažeta pomemben trend upadanja. Vendar je natezna trdnost na vsaki lokaciji vzorčenja nad standardno trdnostjo. Samo na območju z najnižjo trdoto je trdnost donosa nižja od vzorčnega standarda, zmogljivost vzorca pa je nekvalificirana.
Slika 4 prikazuje rezultate nateznih lastnosti vzorca št. 3. Iz slike 4 je mogoče najti, da je dlje od delitvene črte, nižja je trdota zakasnjenega kaljenja. Zmanjšanje trdote kaže, da se zmogljivost vzorca zmanjša, vendar se trdota počasi zmanjšuje, na koncu vzporednega odseka se le zmanjša z 95Hb na približno 91 KB. Kot je razvidno iz rezultatov uspešnosti v preglednici 1, se je natezna trdnost zmanjšala s 342MPa na 320MPa za hlajenje z vodo. Hkrati je bilo ugotovljeno, da je točka loma nateznega vzorca tudi na koncu vzporednega odseka z najnižjo trdoto. To je zato, ker je daleč od vodnega hlajenja, zmogljivost zlitine se zmanjša, konec pa doseže mejo natezne trdnosti, da se najprej oblikuje. Nazadnje se preložite z najnižjega delovnega mesta in položaj preloma je skladen z rezultati testov zmogljivosti.
Slika 5 prikazuje krivuljo trdote vzporednega odseka vzorca št. 4 in položaj zloma. Ugotovljeno je, da je dlje od delitvene linije, ki se hladi z vodo, manjša trdota zakasnjenega kaljenja. Hkrati je lokacija zloma tudi na koncu, kjer je trdota najnižja, 86HB zlomi. Iz tabele 2 je ugotovljeno, da na vodnem hlajenem koncu skoraj ni plastične deformacije. Iz preglednice 1 je ugotovljeno, da se zmogljivost vzorca (natezna trdnost 298MPA, donos 266MPA) znatno zmanjša. Natezna trdnost je le 298MPA, kar ne dosega trdnosti donosa vodnega hlajenega konca (315MPA). Konec je tvoril vrat navzdol, ko je nižji od 315MPA. Pred zlomom se je na vodno hlajenem območju pojavila le elastična deformacija. Ko je stres izginil, je sev na vodnem hlajenem koncu izginil. Kot rezultat, količina deformacije v območju hlajenja vode v tabeli 2 skoraj nima sprememb. Vzorec se zlomi na koncu požara z zamudo, deformirano območje se zmanjša, končna trdota pa je najnižja, kar ima za posledico znatno zmanjšanje rezultatov uspešnosti.
Na koncu 400 mm vzorca vzemite vzorce iz 100 -odstotnega zakasnjenega gašenja. Slika 6 prikazuje krivuljo trdote. Trdota vzporednega odseka je zmanjšana na približno 83-84HB in je razmeroma stabilna. Zaradi istega postopka je zmogljivost približno enaka. V položaju zloma ni očitnega vzorca. Učinkovitost zlitine je nižja kot pri vzorcu z vodo.
Za nadaljnje raziskovanje pravilnosti zmogljivosti in zloma je bil izbran vzporedni del nateznega vzorca blizu najnižje točke trdote (77HB). Iz tabele 1 je bilo ugotovljeno, da se je zmogljivost znatno zmanjšala, točka loma pa se je pojavila na najnižji točki trdote na sliki 2.
2.3 Rezultati analize ANSYS
Slika 7 prikazuje rezultate ANSYS simulacije hladilnih krivulj na različnih položajih. Vidimo, da je temperatura vzorca na območju hlajenja vode hitro padla. Po 5 -ih je temperatura padla na pod 100 ° C, pri 80 mm pa od ločnice, temperatura pa je pri 90 -ih padla na približno 210 ° C. Povprečni padec temperature je 3,5 ° C/s. Po 90 sekundah v končni površini zraka se temperatura spusti na približno 360 ° C, povprečna hitrost padca 1,9 ° C/s.
Z analizo uspešnosti in rezultatov simulacije je ugotovljeno, da je zmogljivost območja hlajenja vode in območja zapoznelega gašenja vzorec sprememb, ki se najprej zmanjša in se nato nekoliko poveča. Toplotna prevodnost, ki jo je prizadelo vodo, v bližini ločnice povzroči, da vzorec na določenem območju pade s hitrostjo hlajenja, manjša od stopnje hlajenja z vodo (3,5 ° C/s). Kot rezultat, je Mg2si, ki se je strdil v matrico, oboril v velikih količinah na tem območju in temperatura po 90 sekundah padla na približno 210 ° C. Velika količina oborine Mg2SI je privedla do manjšega učinka hlajenja vode po 90 s. Količina faze krepitve Mg2SI, ki se je oborila po staranju, se je močno zmanjšala, učinkovitost vzorca pa se je pozneje zmanjšala. Vendar območje zapoznelega dušilca daleč stran od ločnice manj vpliva na vodno hladilno toplotno prevodnost, zlitina pa se ohladi relativno počasi v pogojih hlajenja zraka (hitrost hlajenja 1,9 ° C/s). Le majhen del faze MG2SI se počasi obori, temperatura pa 360C po 90. letih. Po vodnem hlajenju je večina faze MG2SI še vedno v matriki, po staranju pa se razprši in obori, kar ima krepilno vlogo.
3. Zaključek
S pomočjo poskusov je bilo ugotovljeno, da bo zapoznelo ugajanje povzročilo trdoto zakasnjenega gašenja na presečišču normalnega gašenja in zapoznelega dušila, da se najprej zmanjša in nato rahlo poveča, dokler se končno ne stabilizira.
Za 6061 aluminijeve zlitine so natezne trdnosti po normalnem dušilu in zapoznelem gašenju za 90 s 342MPA oziroma 288MPA, jakosti donosa pa 315MPA in 252MPA, ki ustrezata standardom uspešnosti vzorca.
Obstaja regija z najnižjo trdoto, ki se po normalnem dušilu zmanjša z 95Hb na 77Hb. Tu je tudi uspešnost najnižja, z natezno trdnostjo 271MPA in trdnostjo donosa 220MPA.
Z analizo ANSYS je bilo ugotovljeno, da se je hitrost hlajenja na najnižji točki zmogljivosti v 90 -ih zakasnjeni coni zmanjšala za približno 3,5 ° C na sekundo, kar je povzročilo nezadostno trdno raztopino faze krepitvene faze MG2SI. V skladu s tem člankom je razvidno, da se točka nevarnosti uspešnosti pojavlja na območju zapoznelega dušila na stičišču normalnega gašenja in zapoznelega dušenja in ni daleč od stičišča, kar ima pomemben vodilni pomen za razumno zadrževanje ekstruzijskega repa končni procesni odpadki.
Uredil maj Jiang iz mat aluminija
Čas objave: avgust-28-2024
