El gruix de la paret gran 6061T6 aliatge d'alumini s'ha de calmar després de l'extrusió calenta. A causa de la limitació de l'extrusió discontinua, una part del perfil entrarà a la zona de refrigeració d'aigua amb un retard. Quan el següent lingot curt s’extreu, aquesta part del perfil experimentarà un retard. Com afrontar l’àrea d’abocament retardat és un problema que tota empresa de producció ha de tenir en compte. Quan els residus del procés final de la cua d'extrusió són curts, les mostres de rendiment preses a vegades són qualificades i de vegades no qualificades. Quan es torna a mostrejar del costat, el rendiment es torna a qualificar. Aquest article dóna l'explicació corresponent mitjançant experiments.
1. Materials i mètodes de prova
El material utilitzat en aquest experiment és de 6061 aliatge d'alumini. La seva composició química mesurada per anàlisi espectral és la següent: Compleix amb GB/T 3190-1996 International 6061 estàndard de composició d’aliatge d’alumini.
En aquest experiment, es va prendre una part del perfil extruït per al tractament de solucions sòlides. El perfil de 400 mm de llarg es va dividir en dues àrees. L’àrea 1 es va refredar directament i es va apagar. L’àrea 2 es va refredar a l’aire durant 90 segons i després refrigerada per aigua. El diagrama de proves es mostra a la figura 1.
El perfil d'aliatge d'alumini 6061 utilitzat en aquest experiment va ser extruït per una extrusora de 4.000ust. La temperatura del motlle és de 500 ° C, la temperatura de la barra de fosa és de 510 ° C, la temperatura de sortida d'extrusió és de 525 ° C, la velocitat d'extrusió és de 2,1 mm/s, s'utilitza el refredament d'aigua d'alta intensitat durant el procés d'extrusió i un 400mmm i un 400mm La peça de prova de longitud es pren del centre del perfil acabat extruït. L’amplada de la mostra és de 150 mm i l’alçada de 10,00 mm.
Les mostres preses es van repartir i després es van sotmetre a tractament de solucions. La temperatura de la solució va ser de 530 ° C i el temps de solució va ser de 4 hores. Després de treure -les, les mostres es van col·locar en un gran dipòsit d’aigua amb una profunditat d’aigua de 100 mm. El dipòsit d’aigua més gran pot assegurar que la temperatura de l’aigua al dipòsit d’aigua canvia poc després que la mostra de la zona 1 estigui refrigerada per aigua, evitant que l’augment de la temperatura de l’aigua afecti la intensitat de refrigeració d’aigua. Durant el procés de refrigeració d’aigua, assegureu-vos que la temperatura de l’aigua estigui dins del rang de 20-25 ° C. Les mostres apagades eren envellides a 165 ° C*8h.
Feu una part de la mostra de 400mm de longitud de 30 mm d'ample de 10 mm de gruix i realitzeu una prova de duresa de Brinell. Feu 5 mesures cada 10 mm. Preneu el valor mitjà de les 5 dures de Brinell a mesura que es produeixi la duresa de Brinell en aquest punt i observeu el patró de canvi de duresa.
Es van provar les propietats mecàniques del perfil i es va controlar la secció paral·lela a la tracció de 60mm en diferents posicions de la mostra de 400 mm per observar les propietats de la tracció i la ubicació de la fractura.
Es va simular el camp de temperatura de l’abandonament refrigerat per aigua de la mostra i el desplomament després d’un retard dels 90 a través del programari ANSYS i es van analitzar les taxes de refrigeració dels perfils en diferents posicions.
2. Resultats i anàlisis experimentals
2.1 Resultats de les proves de duresa
La figura 2 mostra la corba de canvi de duresa d’una mostra de 400 mm de llarg mesurada per un provador de duresa de Brinell (la longitud de la unitat de l’abscissa representa 10 mm, i l’escala 0 és la línia divisòria entre l’apagat normal i el desgast retardat). Es pot trobar que la duresa a l'extrem refrigerat per l'aigua és estable al voltant de 95 HB. Després de la línia de divisió entre la refrigeració de l’aigua i la reducció de la reducció dels anys 90, la duresa comença a disminuir, però la taxa de disminució és lenta en la primera fase. Després de 40 mm (89HB), la duresa baixa bruscament i baixa al valor més baix (77HB) a 80mm. Després de 80 mm, la duresa no va continuar disminuint, sinó que va augmentar fins a un cert punt. L’augment va ser relativament reduït. Després de 130 mm, la duresa es va mantenir inalterada al voltant de 83 HB. Es pot especular que, a causa de l'efecte de la conducció de calor, va canviar la velocitat de refrigeració de la part retardada.
2.2 Resultats de les proves de rendiment i anàlisi
La taula 2 mostra els resultats d’experiments de tracció realitzats en mostres extretes de diferents posicions de la secció paral·lela. Es pot trobar que la resistència a la tracció i el rendiment del número 1 i el número 2 no tenen gairebé cap canvi. A mesura que augmenta la proporció d’acceleració retardada, la resistència a la tracció i la resistència de rendiment de l’aliatge mostren una tendència a la baixa significativa. Tanmateix, la resistència a la tracció a cada lloc de mostreig està per sobre de la força estàndard. Només a la zona amb la duresa més baixa, la força de rendiment és inferior a la de la mostra, el rendiment de la mostra no està qualificat.
La figura 4 mostra els resultats de les propietats a la tracció de la mostra núm. 3. Es pot trobar a la figura 4 que més lluny de la línia divisòria, com més baixa sigui la duresa de l'extrem retardat. La disminució de la duresa indica que el rendiment de la mostra es redueix, però la duresa disminueix lentament, només disminuint de 95HB a uns 91HB al final de la secció paral·lela. Com es pot observar a partir dels resultats de rendiment de la taula 1, la resistència a la tracció va disminuir de 342MPa a 320MPa per refrigeració d’aigua. Al mateix temps, es va trobar que el punt de fractura de la mostra de tracció també es troba al final de la secció paral·lela amb la duresa més baixa. Això es deu al fet que està molt lluny del refredament de l’aigua, el rendiment de l’aliatge es redueix i el final arriba primer al límit de resistència a la tracció per formar un coll. Finalment, es trenca des del punt de rendiment més baix i la posició de ruptura és coherent amb els resultats de la prova de rendiment.
La figura 5 mostra la corba de duresa de la secció paral·lela de la mostra núm. 4 i la posició de la fractura. Es pot trobar que com més lluny de la línia de divisió de refrigeració de l’aigua, més baixa sigui la duresa de l’extrem de desnivell retardat. Al mateix temps, la ubicació de la fractura també és al final on la duresa és més baixa, fractures de 86 HB. A la taula 2, es troba que gairebé no hi ha deformació plàstica a l'extrem refrigerat per l'aigua. A la taula 1, es troba que el rendiment de la mostra (resistència a la tracció 298MPa, rendiment 266MPa) es redueix significativament. La resistència a la tracció és de només 298mpa, que no assoleix la força de rendiment de l'extrem refrigerat per l'aigua (315MPa). L’extrem ha format un coll cap avall quan és inferior a 315MPa. Abans de la fractura, només es va produir una deformació elàstica a la zona refrigerada per aigua. Quan l'estrès desapareixia, la soca a l'extrem refrigerat per l'aigua va desaparèixer. Com a resultat, la quantitat de deformació a la zona de refrigeració de l'aigua de la taula 2 no té gairebé cap canvi. La mostra es trenca al final del foc de velocitat retardada, la zona deformada es redueix i la duresa final és la més baixa, donant lloc a una reducció significativa dels resultats de rendiment.
Preneu mostres de la superfície d’aturada del 100% al final de l’exemplar de 400 mm. La figura 6 mostra la corba de duresa. La duresa de la secció paral·lela es redueix a uns 83-84HB i és relativament estable. A causa del mateix procés, el rendiment és aproximadament el mateix. No es troba cap patró evident en la posició de la fractura. El rendiment de l'aliatge és inferior al de la mostra amb l'aigua.
Per tal d’explorar encara més la regularitat del rendiment i la fractura, es va seleccionar la secció paral·lela de l’exemplar de tracció a prop del punt més baix de duresa (77HB). A la taula 1, es va trobar que el rendiment es va reduir significativament i el punt de fractura va aparèixer al punt més baix de duresa de la figura 2.
2.3 Resultats de l'anàlisi ANSYS
La figura 7 mostra els resultats de la simulació ANSYS de les corbes de refrigeració en diferents posicions. Es pot veure que la temperatura de la mostra a la zona de refrigeració d’aigua va caure ràpidament. Després de 5s, la temperatura va baixar fins a sota dels 100 ° C i a 80 mm de la línia de divisió, la temperatura va baixar fins a uns 210 ° C a 90s. La caiguda de temperatura mitjana és de 3,5 ° C/s. Després de 90 segons a la zona de refrigeració de l’aire terminal, la temperatura baixa a uns 360 ° C, amb una velocitat de caiguda mitjana d’1,9 ° C/s.
Mitjançant l’anàlisi del rendiment i els resultats de la simulació, es troba que el rendiment de l’àrea de refrigeració d’aigua i l’àrea d’apagada retardada és un patró de canvi que primer disminueix i després augmenta lleugerament. Afegit pel refredament d’aigua a prop de la línia divisòria, la conducció de calor fa que la mostra d’una determinada zona caigui a una velocitat de refrigeració inferior a la del refredament d’aigua (3,5 ° C/s). Com a resultat, MG2SI, que es va solidificar a la matriu, es va precipitar en grans quantitats en aquesta àrea i la temperatura va baixar a uns 210 ° C després de 90 segons. La gran quantitat de Mg2Si precipitat va provocar un efecte menor del refredament de l’aigua després de 90 s. La quantitat de fase d’enfortiment de Mg2SI es va precipitar després del tractament envelliment es va reduir molt i es va reduir el rendiment de la mostra. No obstant això, la zona d’abandonament retardada molt lluny de la línia divisòria està menys afectada per la conducció de calor de refrigeració d’aigua i l’aliatge es refreda relativament lentament en condicions de refrigeració de l’aire (velocitat de refrigeració 1,9 ° C/s). Només una petita part de la fase MG2SI precipita lentament i la temperatura és de 360C després dels anys 90. Després del refredament d’aigua, la major part de la fase MG2SI continua a la matriu i es dispersa i es precipita després de l’envelliment, que té un paper d’enfortiment.
3. Conclusió
Es va trobar a través d’experiments que el desallotjament retardat farà que la duresa de la zona d’apagada retardada a la intersecció de l’apagat normal i el desplegament retardat fins a primer disminució i després augmentarà lleugerament fins que finalment s’estabilitzi.
Per a l'aliatge d'alumini 6061, les forces de tracció després de la reducció normal i la reducció de 90 s són 342MPa i 288MPa respectivament, i les forces de rendiment són de 315MPa i 252MPa, ambdues que compleixen els estàndards de rendiment de la mostra.
Hi ha una regió amb la duresa més baixa, que es redueix de 95HB a 77HB després de la disminució normal. El rendiment aquí també és el més baix, amb una resistència a la tracció de 271MPa i una força de rendiment de 220MPa.
Mitjançant l’anàlisi ANSYS, es va trobar que la velocitat de refrigeració en el punt de rendiment més baix de la zona d’apagada retardada dels anys 90 va disminuir aproximadament 3,5 ° C per segon, donant lloc a una solució sòlida insuficient de la fase MG2SI de la fase d’enfortiment. Segons aquest article, es pot veure que el punt de perill de rendiment apareix a la zona de desnivell retardada a la unió de la reducció normal i el retard de la reducció, i no està lluny de la unió, que té una importància important per a la retenció raonable de la cua d'extrusió Residus de procés final.
Editat per May Jiang de Mat Aluminum
Hora del missatge: 28-2024 d'agost
