Μεγάλο πάχος τοιχώματος 6061T6 κράμα αλουμινίου πρέπει να σβήσει μετά από καυτή εξώθηση. Λόγω του περιορισμού της ασυνεχούς εξώθησης, ένα μέρος του προφίλ θα εισέλθει στη ζώνη ψύξης νερού με καθυστέρηση. Όταν η επόμενη βραχυπρόθεσμη πλούσια συνέχισε να εξωθείται, αυτό το μέρος του προφίλ θα υποβληθεί σε καθυστερημένη σβέστη. Ο τρόπος αντιμετώπισης της περιοχής καθυστερημένης απόσβεσης είναι ένα ζήτημα που πρέπει να εξετάσει κάθε εταιρεία παραγωγής. Όταν τα απόβλητα της διαδικασίας άκρου της ουράς εξώθησης είναι σύντομες, τα δείγματα απόδοσης που λαμβάνονται είναι μερικές φορές κατάλληλα και μερικές φορές ανεπιφύλακτα. Όταν αναδιαμορφώνεστε από την πλευρά, η απόδοση είναι και πάλι τα προσόντα. Αυτό το άρθρο δίνει την αντίστοιχη εξήγηση μέσω πειραμάτων.
1. Δοκιμαστικά υλικά και μέθοδοι
Το υλικό που χρησιμοποιείται σε αυτό το πείραμα είναι κράμα αλουμινίου 6061. Η χημική του σύνθεση που μετράται με φασματική ανάλυση έχει ως εξής: συμμορφώνεται με το πρότυπο σύνθεσης κράματος αλουμινίου GB/T 3190-1996.
Σε αυτό το πείραμα, ένα μέρος του εξωθημένου προφίλ ελήφθη για τη θεραπεία στερεών διαλύματος. Το προφίλ μήκους 400mm χωρίστηκε σε δύο περιοχές. Η περιοχή 1 ήταν άμεσα ψύξη και σβήστηκε. Η περιοχή 2 ψύχθηκε στον αέρα για 90 δευτερόλεπτα και έπειτα το νερό ψύχεται. Το δοκιμαστικό διάγραμμα φαίνεται στο σχήμα 1.
Το προφίλ κράματος αλουμινίου 6061 που χρησιμοποιήθηκε σε αυτό το πείραμα εξωθήθηκε από έναν εξωθητήρα 4000ust. Η θερμοκρασία του καλουπιού είναι 500 ° C, η θερμοκρασία της ράβδου χύτευσης είναι 510 ° C, η θερμοκρασία εξόδου εξώθησης είναι 525 ° C, η ταχύτητα εξώθησης είναι 2,1mm/s, η ψύξη νερού υψηλής έντασης χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξώθησης και 400mm και 400 mm Το κομμάτι δοκιμής μήκους λαμβάνεται από τη μέση του εξωθημένου τελικού προφίλ. Το πλάτος του δείγματος είναι 150mm και το ύψος είναι 10,00mm.
Τα λαμβανόμενα δείγματα χωρίστηκαν και στη συνέχεια υποβλήθηκαν ξανά σε θεραπεία διαλύματος. Η θερμοκρασία του διαλύματος ήταν 530 ° C και ο χρόνος διαλύματος ήταν 4 ώρες. Αφού τα έβγαλαν, τα δείγματα τοποθετήθηκαν σε μια μεγάλη δεξαμενή νερού με βάθος νερού 100mm. Η μεγαλύτερη δεξαμενή νερού μπορεί να εξασφαλίσει ότι η θερμοκρασία του νερού στη δεξαμενή νερού αλλάζει ελάχιστα μετά την πρόσκρουση του δείγματος στη ζώνη 1, εμποδίζοντας την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού να επηρεάσει την ένταση της ψύξης του νερού. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης νερού, βεβαιωθείτε ότι η θερμοκρασία του νερού βρίσκεται εντός της περιοχής των 20-25 ° C. Τα δείγματα σβήνοντας ηλικίας 165 ° C*8Η.
Πάρτε ένα μέρος του δείγματος μήκους 400 mm πλάτος πλάτους 10mm πάχους 10mm και εκτελέστε μια δοκιμή σκληρότητας Brinell. Κάντε 5 μετρήσεις κάθε 10mm. Πάρτε τη μέση τιμή των 5 σκληρότητας Brinell ως αποτέλεσμα της σκληρότητας Brinell σε αυτό το σημείο και παρατηρήστε το πρότυπο αλλαγής σκληρότητας.
Οι μηχανικές ιδιότητες του προφίλ δοκιμάστηκαν και η παράλληλη ενότητα 60mm εφελκυσμού ελέγχθηκε σε διαφορετικές θέσεις του δείγματος 400mm για να παρατηρηθεί οι ιδιότητες εφελκυσμού και η θέση κατάγματος.
Το πεδίο θερμοκρασίας της ψύξης του νερού του δείγματος και η απόσβεση μετά από καθυστέρηση της δεκαετίας του '90 προσομοιώθηκε μέσω του λογισμικού ANSYS και αναλύθηκαν οι ρυθμοί ψύξης των προφίλ σε διαφορετικές θέσεις.
2. Πειραματικά αποτελέσματα και ανάλυση
2.1 Αποτελέσματα δοκιμών σκληρότητας
Το σχήμα 2 δείχνει την καμπύλη αλλαγής σκληρότητας ενός δείγματος μήκους 400 mm που μετράται από έναν δοκιμαστή σκληρότητας Brinell (το μήκος της μονάδας του abscissa αντιπροσωπεύει 10mm και η κλίμακα 0 είναι η διαχωριστική γραμμή μεταξύ της κανονικής απόσβεσης και της καθυστερημένης απόσβεσης). Μπορεί να βρεθεί ότι η σκληρότητα στο νερό-ψύκτη άκρο είναι σταθερή σε περίπου 95hb. Μετά τη διαχωριστική γραμμή μεταξύ της απόσβεσης του νερού και της καθυστερημένης απόσβεσης του νερού, η σκληρότητα αρχίζει να μειώνεται, αλλά ο ρυθμός πτώσης είναι αργός στο αρχικό στάδιο. Μετά από 40mm (89hb), η σκληρότητα πέφτει απότομα και πέφτει στη χαμηλότερη τιμή (77HB) στα 80mm. Μετά από 80 χιλιοστά, η σκληρότητα δεν συνέχισε να μειώνεται, αλλά αυξήθηκε σε κάποιο βαθμό. Η αύξηση ήταν σχετικά μικρή. Μετά από 130mm, η σκληρότητα παρέμεινε αμετάβλητη σε περίπου 83hb. Μπορεί να θεωρηθεί ότι λόγω της επίδρασης της αγωγιμότητας θερμότητας, ο ρυθμός ψύξης του τμήματος καθυστερημένης απόσβεσης άλλαξε.
2.2 Αποτελέσματα και ανάλυση δοκιμών απόδοσης
Ο Πίνακας 2 δείχνει τα αποτελέσματα των πειραμάτων εφελκυσμού που διεξάγονται σε δείγματα που λαμβάνονται από διαφορετικές θέσεις του παράλληλου τμήματος. Μπορεί να βρεθεί ότι η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή απόδοσης των Νο 1 και Νο 2 δεν έχουν σχεδόν καμία αλλαγή. Καθώς αυξάνεται το ποσοστό των καθυστερημένων άκρων απόσβεσης, η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή απόδοσης του κράματος δείχνουν μια σημαντική καθοδική τάση. Ωστόσο, η αντοχή εφελκυσμού σε κάθε θέση δειγματοληψίας είναι πάνω από την τυπική ισχύ. Μόνο στην περιοχή με τη χαμηλότερη σκληρότητα, η ισχύς απόδοσης είναι χαμηλότερη από το πρότυπο δείγματος, η απόδοση του δείγματος είναι ανεπιφύλακτη.
Το Σχήμα 4 δείχνει τα αποτελέσματα εφελκυσμού του δείγματος αριθ. 3. Μπορεί να βρεθεί από το Σχήμα 4 ότι όσο πιο μακριά μακριά από τη διαχωριστική γραμμή, τόσο χαμηλότερη είναι η σκληρότητα του καθυστερημένου άκρου σβέσης. Η μείωση της σκληρότητας δείχνει ότι η απόδοση του δείγματος μειώνεται, αλλά η σκληρότητα μειώνεται αργά, μειώνοντας μόνο από 95HB σε περίπου 91hb στο τέλος του παράλληλου τμήματος. Όπως μπορεί να φανεί από την απόδοση οδηγεί στον Πίνακα 1, η αντοχή εφελκυσμού μειώθηκε από 342MPa σε 320MPa για ψύξη νερού. Ταυτόχρονα, διαπιστώθηκε ότι το σημείο θραύσης του δείγματος εφελκυσμού βρίσκεται επίσης στο τέλος του παράλληλου τμήματος με τη χαμηλότερη σκληρότητα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι είναι πολύ μακριά από την ψύξη του νερού, η απόδοση κράματος μειώνεται και το άκρο φτάνει στο όριο αντοχής εφελκυσμού πρώτα για να σχηματίσει ένα λαιμό κάτω. Τέλος, σπάστε από το χαμηλότερο σημείο απόδοσης και η θέση διακοπής είναι σύμφωνη με τα αποτελέσματα των δοκιμών απόδοσης.
Το σχήμα 5 δείχνει την καμπύλη σκληρότητας του παράλληλου τμήματος του δείγματος αριθ. 4 και της θέσης κατάγματος. Μπορεί να βρεθεί ότι όσο πιο μακριά μακριά από τη διαχωριστική γραμμή του νερού, τόσο χαμηλότερη είναι η σκληρότητα του καθυστερημένου άκρου απόσβεσης. Ταυτόχρονα, η θέση κατάγματος βρίσκεται επίσης στο τέλος όπου η σκληρότητα είναι χαμηλότερη, κατάγματα 86HB. Από τον Πίνακα 2, διαπιστώνεται ότι δεν υπάρχει σχεδόν πλαστική παραμόρφωση στο νερό ψύξης. Από τον Πίνακα 1, διαπιστώνεται ότι η απόδοση του δείγματος (αντοχή εφελκυσμού 298MPa, απόδοση 266MPa) μειώνεται σημαντικά. Η αντοχή εφελκυσμού είναι μόνο 298MPa, η οποία δεν φτάνει στην ισχύ της απόδοσης του υδατοδιαλυμένου άκρου (315MPa). Το τέλος έχει σχηματίσει ένα λαιμό κάτω όταν είναι χαμηλότερο από 315MPa. Πριν από τη θραύση, εμφανίστηκε μόνο ελαστική παραμόρφωση στην περιοχή του νερού. Καθώς το στρες εξαφανίστηκε, το στέλεχος στο νερό ψύξης εξαφανίστηκε. Ως αποτέλεσμα, η ποσότητα παραμόρφωσης στη ζώνη ψύξης νερού στον Πίνακα 2 δεν έχει σχεδόν καμία αλλαγή. Το δείγμα σπάει στο τέλος της πυρκαγιάς καθυστερημένης ταχύτητας, η παραμορφωμένη περιοχή μειώνεται και η άκρη της σκληρότητας είναι η χαμηλότερη, με αποτέλεσμα σημαντική μείωση των αποτελεσμάτων απόδοσης.
Πάρτε δείγματα από την 100% καθυστερημένη περιοχή σβέσης στο τέλος του δείγματος 400mm. Το σχήμα 6 δείχνει την καμπύλη σκληρότητας. Η σκληρότητα του παράλληλου τμήματος μειώνεται σε περίπου 83-84HB και είναι σχετικά σταθερή. Λόγω της ίδιας διαδικασίας, η απόδοση είναι περίπου η ίδια. Δεν υπάρχει προφανές πρότυπο στη θέση κατάγματος. Η απόδοση κράματος είναι χαμηλότερη από αυτή του δείγματος που έχει τεθεί σε νερό.
Προκειμένου να διερευνηθεί περαιτέρω η κανονικότητα της απόδοσης και του θραύσματος, επιλέχθηκε το παράλληλο τμήμα του δείγματος εφελκυσμού κοντά στο χαμηλότερο σημείο σκληρότητας (77HB). Από τον Πίνακα 1, διαπιστώθηκε ότι η απόδοση μειώθηκε σημαντικά και το σημείο θραύσης εμφανίστηκε στο χαμηλότερο σημείο σκληρότητας στο Σχήμα 2.
2.3 Αποτελέσματα ανάλυσης ANSYS
Το σχήμα 7 δείχνει τα αποτελέσματα της προσομοίωσης ANSYS των καμπυλών ψύξης σε διαφορετικές θέσεις. Μπορεί να φανεί ότι η θερμοκρασία του δείγματος στην περιοχή ψύξης νερού μειώθηκε γρήγορα. Μετά από 5 δευτερόλεπτα, η θερμοκρασία μειώθηκε κάτω από τους 100 ° C και στα 80mm από τη διαχωριστική γραμμή, η θερμοκρασία μειώθηκε σε περίπου 210 ° C στις 90s. Η μέση πτώση θερμοκρασίας είναι 3,5 ° C/s. Μετά από 90 δευτερόλεπτα στην περιοχή ψύξης του τερματικού αέρα, η θερμοκρασία μειώνεται σε περίπου 360 ° C, με μέσο ρυθμό πτώσης 1,9 ° C/s.
Μέσα από την ανάλυση της απόδοσης και τα αποτελέσματα προσομοίωσης, διαπιστώνεται ότι η απόδοση της περιοχής ψύξης νερού και η καθυστερημένη περιοχή σβέσης είναι ένα μοτίβο αλλαγής που μειώνεται πρώτα και στη συνέχεια αυξάνεται ελαφρώς. Πληγραγμένο από την ψύξη νερού κοντά στη διαχωριστική γραμμή, η αγωγιμότητα θερμότητας προκαλεί το δείγμα σε μια συγκεκριμένη περιοχή να μειωθεί με ρυθμό ψύξης μικρότερο από αυτό της ψύξης νερού (3,5 ° C/s). Ως αποτέλεσμα, το MG2SI, το οποίο στερεώθηκε στη μήτρα, κατακρημνίστηκε σε μεγάλες ποσότητες σε αυτή την περιοχή και η θερμοκρασία μειώθηκε σε περίπου 210 ° C μετά από 90 δευτερόλεπτα. Η μεγάλη ποσότητα των κατακρημνισμένων Mg2SI οδήγησε σε μικρότερη επίδραση της ψύξης νερού μετά από 90 δευτερόλεπτα. Η ποσότητα της φάσης ενίσχυσης MG2SI που καταβυθίστηκε μετά τη θεραπεία της γήρανσης μειώθηκε σημαντικά και στη συνέχεια η απόδοση του δείγματος μειώθηκε στη συνέχεια. Ωστόσο, η ζώνη καθυστερημένης απόσβεσης μακριά από τη διαχωριστική γραμμή επηρεάζεται λιγότερο από την αγωγιμότητα θερμότητας ψύξης νερού και το κράμα ψύχεται σχετικά αργά υπό συνθήκες ψύξης αέρα (ρυθμός ψύξης 1,9 ° C/s). Μόνο ένα μικρό μέρος της φάσης MG2SI κατακρημνίζεται αργά και η θερμοκρασία είναι 360C μετά τη δεκαετία του '90. Μετά την ψύξη του νερού, το μεγαλύτερο μέρος της φάσης MG2SI εξακολουθεί να βρίσκεται στη μήτρα και διασκορπίζεται και κατακρημνίζεται μετά τη γήρανση, η οποία παίζει έναν ενισχυτικό ρόλο.
3. Συμπέρασμα
Βρέθηκε μέσω πειράματα που η καθυστερημένη απόσβεση θα προκαλέσει τη σκληρότητα της ζώνης καθυστερημένης απόσβεσης στη διασταύρωση της φυσιολογικής απόσβεσης και την καθυστέρηση της απόσβεσης στην πρώτη μείωση και στη συνέχεια να αυξηθεί ελαφρώς μέχρι να σταθεροποιηθεί τελικά.
Για το κράμα αλουμινίου 6061, οι αντοχές εφελκυσμού μετά από φυσιολογική απόσβεση και καθυστερημένη απόσβεση για 90 δευτερόλεπτα είναι 342MPa και 288MPa αντίστοιχα και οι αντοχές απόδοσης είναι 315MPa και 252MPa, και τα δύο από τα οποία πληρούν τα πρότυπα απόδοσης δείγματος.
Υπάρχει μια περιοχή με τη χαμηλότερη σκληρότητα, η οποία μειώνεται από 95HB σε 77HB μετά από κανονική σβέση. Η απόδοση εδώ είναι επίσης η χαμηλότερη, με αντοχή σε εφελκυσμό 271MPa και αντοχή απόδοσης 220MPa.
Μέσω της ανάλυσης ANSYS, διαπιστώθηκε ότι ο ρυθμός ψύξης στο χαμηλότερο σημείο απόδοσης στη ζώνη καθυστερημένης απόσβεσης της δεκαετίας του '90 μειώθηκε κατά περίπου 3,5 ° C ανά δευτερόλεπτο, με αποτέλεσμα ανεπαρκές στερεό διάλυμα της φάσης Mg2SI της φάσης ενίσχυσης. Σύμφωνα με αυτό το άρθρο, μπορεί να φανεί ότι το σημείο κινδύνου απόδοσης εμφανίζεται στην περιοχή καθυστερημένης απόσβεσης στη διασταύρωση της κανονικής απόσβεσης και καθυστερημένης απόσβεσης και δεν απέχει πολύ από τη διασταύρωση, η οποία έχει σημαντική καθοδηγητική σημασία για τη λογική διατήρηση της ουράς εξώθησης απόβλητα τελικής διαδικασίας.
Επεξεργασμένο από τον Μάιο Jiang από το Mat Aluminium
Χρόνος δημοσίευσης: Αυγ. 28-2024
