L'alia d'aluminiu 6061T6 di grande spessore di u muru deve esse spenta dopu l'estrusione calda. A causa di a limitazione di l'estrusione discontinua, una parte di u prufilu entrerà in a zona di rinfrescante d'acqua cù un ritardu. Quandu u prossimu lingote curtu hè cuntinuatu à esse extrusionatu, sta parte di u prufilu sarà sottumessu à un ritardatu di spegnimentu. Cumu affruntà cù l'area di ritardatu di quenching hè un prublema chì ogni cumpagnia di produzzione deve cunsiderà. Quandu i rifiuti di u prucessu di l'extrusion tail end sò brevi, i campioni di rendiment prelevati sò qualchì volta qualificati è à volte micca qualificati. Quandu u resampling da u latu, u rendiment hè qualificatu di novu. Stu articulu dà a spiegazione currispundenti attraversu esperimenti.
1. Test materiali è metudi
U materiale utilizatu in stu esperimentu hè 6061 alea d'aluminiu. A so cumpusizioni chimica misurata da l'analisi spettrali hè a siguenti: Conforme à u standard GB / T 3190-1996 internaziunale 6061 di cumpusizioni di lega d'aluminiu.
In questu esperimentu, una parte di u prufilu extrusionatu hè stata presa per u trattamentu di suluzione solida. U prufilu longu di 400 mm hè statu divisu in duie zone. L'area 1 hè stata direttamente rinfriscata in acqua è spenta. L'area 2 hè stata rinfriscata in l'aria per 90 seconde è poi rinfriscata in acqua. U diagramma di prova hè mostratu in a Figura 1.
U prufilu d'alea d'aluminiu 6061 utilizatu in questu esperimentu hè statu extrusionatu da un extruder 4000UST. A temperatura di u muffa hè di 500 ° C, a temperatura di a barra di casting hè 510 ° C, a temperatura di estrusione di estrusione hè 525 ° C, a velocità di estrusione hè 2,1 mm / s, u rinfrescante d'acqua d'alta intensità hè utilizatu durante u prucessu di estrusione, è un 400 mm. U pezzu di prova di lunghezza hè pigliatu da u mità di u prufilu finitu extruded. A larghezza di mostra hè 150 mm è l'altezza hè 10,00 mm.
I campioni pigliati sò stati partizionati è dopu sottumessi à u trattamentu di suluzione di novu. A temperatura di a suluzione hè di 530 ° C è u tempu di suluzione hè di 4 ore. Dopu avè pigliatu, i mostri sò stati posti in un grande cisterna d'acqua cù una prufundità d'acqua di 100 mm. U cisterna d'acqua più grande pò assicurà chì a temperatura di l'acqua in u cisterna di l'acqua cambia pocu dopu chì a mostra in a zona 1 hè rinfriscata à l'acqua, impediscendu chì l'aumentu di a temperatura di l'acqua affetta l'intensità di rinfrescante di l'acqua. Duranti u prucessu di rinfrescamentu di l'acqua, assicuratevi chì a temperatura di l'acqua hè in u range di 20-25 ° C. I campioni spenti sò stati invechjati à 165 ° C * 8 h.
Pigliate una parte di u sample 400mm long 30mm wide 10mm thick, è fà una prova di durezza Brinell. Fate 5 misure ogni 10 mm. Pigliate u valore mediu di i 5 durezze Brinell cum'è u risultatu di a durezza Brinell à questu puntu, è osservate u mudellu di cambiamentu di durezza.
E proprietà meccaniche di u prufilu sò stati pruvati, è a seccione parallela di tensione 60mm hè stata cuntrullata in diverse pusizioni di a mostra di 400mm per osservà e proprietà di tensione è u locu di frattura.
U campu di a temperatura di l'acqua di rinfriscata di l'esemplariu è l'attuazione dopu un ritardu di 90 s hè statu simulatu cù u software ANSYS, è i tassi di rinfrescamentu di i profili in diverse pusizioni sò stati analizati.
2. I risultati spirimintali è analisi
2.1 I risultati di a prova di durezza
A figura 2 mostra a curva di cambiamentu di durezza di una mostra di 400 mm di lunghezza misurata da un tester di durezza Brinell (a lunghezza unità di l'abscissa rapprisenta 10 mm, è a scala 0 hè a linea di divisione trà a spegnimentu normale è ritardatu). Pò esse truvatu chì a durezza à l'estremità rinfriscata à l'acqua hè stabile à circa 95HB. Dopu à a linea di divisione trà l'acqua di rinfrescamentu di l'acqua è a rinfrescante di l'acqua di l'anni 90, a durezza principia à calà, ma a rata di decadenza hè lenta in a prima fase. Dopu à 40mm (89HB), a durezza scende bruscamente, è scende à u valore più bassu (77HB) à 80mm. Dopu à 80mm, a durezza ùn cuntinueghja à diminuisce, ma cresce in una certa misura. L'aumentu era relativamente chjucu. Dopu à 130mm, a durezza hè stata invariata à circa 83HB. Pò esse speculatu chì per via di l'effettu di a cunduzzione di u calore, a freccia di rinfrescante di a parte di rinfriscamentu ritardatu hà cambiatu.
2.2 I risultati di e teste di rendiment è l'analisi
A Tabella 2 mostra i risultati di l'esperimenti di tensione realizati nantu à campioni pigliati da diverse pusizioni di a seccione parallela. Pò esse truvatu chì a forza di tensile è a forza di rendiment di u N ° 1 è u N ° 2 ùn anu quasi nisun cambiamentu. Siccomu a proporzione di ritardati di spegnimentu aumenta, a forza di trazione è a forza di rendimentu di a lega mostranu una tendenza significativa discendente. Tuttavia, a forza di trazione in ogni locu di campionamentu hè sopra à a forza standard. Solu in l'area cù a durezza più bassa, a forza di rendimentu hè più bassu di u standard di mostra, u rendiment di mostra ùn hè micca qualificatu.
A figura 4 mostra i risultati di e proprietà di tensile di u campionu n ° 3. Si pò truvà da a figura 4 chì u più luntanu da a linea di divisione, u più bassu a durezza di a fine di rinfriscata ritardata. A diminuzione di a durezza indica chì u rendiment di a mostra hè ridutta, ma a durezza diminuisce lentamente, solu diminuendu da 95HB à circa 91HB à a fine di a sezione parallela. Comu pò esse vistu da i risultati di u rendiment in a Tabella 1, a forza di tensione hè diminuita da 342MPa à 320MPa per u rinfrescante d'acqua. À u listessu tempu, hè statu truvatu chì u puntu di frattura di a mostra di tensione hè ancu à a fine di a seccione parallela cù a durezza più bassa. Questu hè perchè hè luntanu da u rinfrescante di l'acqua, u rendiment di l'alia hè ridutta, è a fine righjunghji u limitu di forza di tensione prima per furmà un collu. Infine, rompe da u puntu di rendiment più bassu, è a pusizione di ruttura hè coherente cù i risultati di a prova di rendiment.
A figura 5 mostra a curva di durezza di a seccione parallela di a mostra N ° 4 è a pusizione di frattura. Pò esse truvatu chì u più luntanu da a linea di divisione di rinfrescante d'acqua, u più bassu hè a durezza di a fine di quenching ritardata. À u listessu tempu, u locu di frattura hè ancu à a fine induve a durezza hè più bassu, fratture 86HB. Da a Tabella 2, si trova chì ùn ci hè quasi nisuna deformazione plastica à l'estremità rinfriscata da l'acqua. Da a Tabella 1, si trova chì a prestazione di mostra (forza di tensione 298MPa, rendimentu 266MPa) hè significativamente ridutta. A forza di tensione hè solu 298MPa, chì ùn ghjunghje micca à a forza di rendiment di l'estremità rinfriscata à l'acqua (315MPa). A fine hà furmatu un collu quandu hè più bassu di 315MPa. Prima di a frattura, solu a deformazione elastica hè accaduta in l'area rinfriscata da l'acqua. Quandu u stress hè sparitu, a tensione à l'estremità rinfriscata da l'acqua hè sparita. In u risultatu, a quantità di deformazione in a zona di rinfrescante di l'acqua in a Tabella 2 ùn hà quasi nisun cambiamentu. U campionu si rompe à a fine di u focu ritardatu, l'area deformata hè ridutta, è a durezza finale hè a più bassu, risultatu in una riduzione significativa di i risultati di rendiment.
Pigliate campioni da l'area di quenching ritardata di 100% à a fine di u specimenu di 400 mm. A figura 6 mostra a curva di durezza. A durezza di a seccione parallela hè ridutta à circa 83-84HB è hè relativamente stabile. Per via di u listessu prucessu, u rendiment hè quasi u listessu. Nisun mudellu evidenti si trova in a pusizione di frattura. U rendiment di a lega hè più bassu di quellu di a mostra di l'acqua.
Per scopre più a regularità di u funziunamentu è a frattura, a sezione parallela di u specimenu di tensione hè stata scelta vicinu à u puntu più bassu di durezza (77HB). Da a Tabella 1, hè stata trovata chì a prestazione hè stata ridutta significativamente, è u puntu di frattura apparsu à u puntu più bassu di durezza in a Figura 2.
2.3 Risultati di l'analisi ANSYS
A Figura 7 mostra i risultati di a simulazione ANSYS di curve di rinfrescamentu in diverse pusizioni. Pò esse vistu chì a temperatura di a mostra in a zona di rinfrescante di l'acqua hè cascata rapidamente. Dopu à 5s, a temperatura hè cascata à sottu à 100 ° C, è à 80 mm da a linea divisoria, a temperatura hè cascata à circa 210 ° C à 90 s. A calata di temperatura media hè di 3,5 °C/s. Dopu à 90 seconde in l'area di rinfrescante di l'aria terminale, a temperatura scende à circa 360 ° C, cù una freccia di caduta media di 1,9 ° C / s.
Attraversu l'analisi di u rendiment è i risultati di simulazione, si trova chì a prestazione di l'area di rinfrescante di l'acqua è l'area di quenching ritardata hè un mudellu di cambiamentu chì prima diminuisce è poi aumenta ligeramente. Affettatu da u rinfrescante di l'acqua vicinu à a linea di divisione, a cunduzzione di u calore face chì l'esemplariu in una certa zona cade à un ritmu di rinfrescante menu di quellu di u raffreddamentu di l'acqua (3,5 ° C / s). In u risultatu, Mg2Si, chì solidificatu in a matrice, hà precipitatu in grande quantità in questa zona, è a temperatura hè cascata à circa 210 ° C dopu à 90 seconde. A grande quantità di Mg2Si precipitatu hà purtatu à un effettu più chjucu di rinfriscà l'acqua dopu à 90 s. A quantità di a fase di rinfurzà Mg2Si precipitata dopu à u trattamentu di l'anziane hè stata ridutta assai, è a prestazione di mostra hè stata successivamente ridutta. Tuttavia, a zona di quenching ritardata luntanu da a linea di divisione hè menu affettata da a cunduzzione di u calore di rinfrescante di l'acqua, è a lega si rinfresce relativamente lentamente in cundizioni di rinfrescante di l'aria (tassa di rinfrescante 1,9 ° C / s). Solu una piccula parte di a fase Mg2Si precipita lentamente, è a temperatura hè 360C dopu à 90s. Dopu à rinfriscà l'acqua, a maiò parte di a fase Mg2Si hè sempre in a matrice, è si disperse è precipitate dopu à l'anziane, chì ghjoca un rolu di rinfurzà.
3. Cunclusioni
Hè stata trovata attraversu esperimenti chì a ritarda di quenching pruvucarà a durezza di a zona di quenching ritardata à l'intersezzione di u quenching normale è ritardatu chìnching per prima diminuite è poi aumentà ligeramente finu à chì finalmente si stabilizza.
Per a lega d'aluminiu 6061, e forze di trazione dopu a spegnimentu normale è a spegnimentu ritardatu per 90 s sò rispettivamente 342MPa è 288MPa, è e forze di rendimentu sò 315MPa è 252MPa, tramindui chì rispondenu à i standard di rendiment di mostra.
Ci hè una regione cù a durezza più bassu, chì hè ridutta da 95HB à 77HB dopu à a spegnimentu normale. U rendiment quì hè ancu u più bassu, cù una forza di tensione di 271MPa è una forza di rendiment di 220MPa.
Attraversu l'analisi ANSYS, hè statu trovu chì a freccia di rinfrescante à u puntu di rendimentu più bassu in a zona di quenching ritardata di l'anni 90 hè diminuita di circa 3,5 ° C per seconda, risultatu in una suluzione solida insufficiente di a fase di rinfurzà a fase Mg2Si. Sicondu stu articulu, si pò vede chì u puntu di periculu di u funziunamentu appare in l'area di quenching ritardata à a junction of quenching normale è ritardata quenching, è ùn hè micca luntanu da a junction, chì hà un significatu di guida impurtante per a ritenzione raghjone di a coda di estrusione. i rifiuti di u prucessu finale.
Editatu da May Jiang da MAT Aluminium
Tempu di Postu: Aug-28-2024
