Ketebalan Dinding Besar 6061T6 Paduan Aluminium perlu dipadamkan setelah ekstrusi panas. Karena keterbatasan ekstrusi terputus, bagian dari profil akan memasuki zona pendingin air dengan penundaan. Ketika ingot pendek berikutnya terus diekstrusi, bagian profil ini akan mengalami pendinginan yang tertunda. Cara menangani area pendinginan yang tertunda adalah masalah yang perlu dipertimbangkan oleh setiap perusahaan produksi. Ketika limbah proses ujung ekor ekstrusi pendek, sampel kinerja yang diambil kadang -kadang memenuhi syarat dan terkadang tidak memenuhi syarat. Saat resampling dari samping, kinerja memenuhi syarat lagi. Artikel ini memberikan penjelasan yang sesuai melalui eksperimen.
1. Bahan dan Metode Uji
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah 6061 aluminium alloy. Komposisi kimianya yang diukur dengan analisis spektral adalah sebagai berikut: Ini sesuai dengan GB/T 3190-1996 International 6061 Standar Komposisi Paduan Aluminium.
Dalam percobaan ini, bagian dari profil yang diekstrusi diambil untuk pengobatan solusi yang solid. Profil panjang 400mm dibagi menjadi dua area. Area 1 secara langsung didinginkan dengan air dan padam. Area 2 didinginkan di udara selama 90 detik dan kemudian berpendingin air. Diagram uji ditunjukkan pada Gambar 1.
Profil paduan aluminium 6061 yang digunakan dalam percobaan ini diekstrusi oleh ekstruder 4000 hanya. Suhu cetakan adalah 500 ° C, suhu batang casting adalah 510 ° C, suhu outlet ekstrusi adalah 525 ° C, kecepatan ekstrusi adalah 2.1mm/s, pendinginan air intensitas tinggi digunakan selama proses ekstrusi, dan 400mm Sepotong uji panjang diambil dari tengah profil jadi yang diekstrusi. Lebar sampel adalah 150mm dan tingginya 10,00mm.
Sampel yang diambil dipartisi dan kemudian mengalami pengobatan solusi lagi. Suhu larutan adalah 530 ° C dan waktu larutan adalah 4 jam. Setelah mengeluarkannya, sampel ditempatkan di tangki air besar dengan kedalaman air 100mm. Tangki air yang lebih besar dapat memastikan bahwa suhu air dalam tangki air berubah sedikit setelah sampel di zona 1 didinginkan dengan air, mencegah peningkatan suhu air dari mempengaruhi intensitas pendingin air. Selama proses pendinginan air, pastikan bahwa suhu air berada dalam kisaran 20-25 ° C. Sampel yang dipadamkan berusia 165 ° C*8H.
Ambil bagian dari sampel 400mm panjang 30mm tebal 10mm, dan lakukan tes kekerasan Brinell. Buat 5 pengukuran setiap 10mm. Ambil nilai rata -rata dari kekerasan Brinell 5 karena hasil kekerasan Brinell pada titik ini, dan amati pola perubahan kekerasan.
Sifat mekanis profil diuji, dan bagian paralel tarik 60mm dikendalikan pada posisi yang berbeda dari sampel 400mm untuk mengamati sifat tarik dan lokasi patah tulang.
Bidang suhu pendinginan yang didinginkan dengan air dari sampel dan pendinginan setelah penundaan 90-an disimulasikan melalui perangkat lunak ANSYS, dan laju pendinginan profil pada posisi yang berbeda dianalisis.
2. Hasil dan analisis eksperimen
2.1 Hasil tes kekerasan
Gambar 2 menunjukkan kurva perubahan kekerasan dari sampel panjang 400mm yang diukur dengan penguji kekerasan Brinell (unit panjang absis mewakili 10mm, dan skala 0 adalah garis pemisah antara pendinginan normal dan pendinginan yang tertunda). Dapat ditemukan bahwa kekerasan di ujung yang didinginkan dengan air stabil sekitar 95hb. Setelah garis pemisah antara pendinginan pendinginan air dan menunda pendinginan pendinginan air 90-an, kekerasan mulai menurun, tetapi laju penurunannya lambat pada tahap awal. Setelah 40mm (89hb), kekerasan turun tajam, dan turun ke nilai terendah (77hb) pada 80mm. Setelah 80mm, kekerasan tidak terus berkurang, tetapi meningkat sampai batas tertentu. Peningkatannya relatif kecil. Setelah 130mm, kekerasan tetap tidak berubah di sekitar 83HB. Dapat berspekulasi bahwa karena efek konduksi panas, laju pendinginan bagian pendinginan yang tertunda berubah.
2.2 Hasil dan Analisis Tes Kinerja
Tabel 2 menunjukkan hasil percobaan tarik yang dilakukan pada sampel yang diambil dari berbagai posisi bagian paralel. Dapat ditemukan bahwa kekuatan tarik dan kekuatan hasil dari No. 1 dan No. 2 hampir tidak memiliki perubahan. Ketika proporsi ujung pendinginan yang tertunda meningkat, kekuatan tarik dan kekuatan hasil dari paduan menunjukkan tren penurunan yang signifikan. Namun, kekuatan tarik di setiap lokasi pengambilan sampel berada di atas kekuatan standar. Hanya di daerah dengan kekerasan terendah, kekuatan luluh lebih rendah dari standar sampel, kinerja sampel tidak memenuhi syarat.
Gambar 4 menunjukkan hasil sifat tarik dari sampel No. 3. Dapat ditemukan dari Gambar 4 bahwa semakin jauh dari garis pemisah, semakin rendah kekerasan ujung pendinginan yang tertunda. Penurunan kekerasan menunjukkan bahwa kinerja sampel berkurang, tetapi kekerasan berkurang secara perlahan, hanya berkurang dari 95HB menjadi sekitar 91hb pada akhir bagian paralel. Seperti dapat dilihat dari hasil kinerja pada Tabel 1, kekuatan tarik menurun dari 342MPA menjadi 320MPA untuk pendingin air. Pada saat yang sama, ditemukan bahwa titik fraktur sampel tarik juga berada di akhir bagian paralel dengan kekerasan terendah. Ini karena jauh dari pendingin air, kinerja paduan berkurang, dan akhir mencapai batas kekuatan tarik terlebih dahulu untuk membentuk leher ke bawah. Akhirnya, istirahat dari titik kinerja terendah, dan posisi istirahat konsisten dengan hasil tes kinerja.
Gambar 5 menunjukkan kurva kekerasan bagian paralel dari sampel No. 4 dan posisi fraktur. Dapat ditemukan bahwa semakin jauh dari garis pemisah pendingin air, semakin rendah kekerasan ujung pendinginan yang tertunda. Pada saat yang sama, lokasi fraktur juga berada di ujung di mana kekerasan terendah, fraktur 86hb. Dari Tabel 2, ditemukan bahwa hampir tidak ada deformasi plastik di ujung air. Dari Tabel 1, ditemukan bahwa kinerja sampel (kekuatan tarik 298MPA, hasil 266mpa) berkurang secara signifikan. Kekuatan tarik hanya 298MPA, yang tidak mencapai kekuatan luluh ujung air yang didinginkan (315mpa). Akhir telah membentuk leher ke bawah saat lebih rendah dari 315mpa. Sebelum fraktur, hanya deformasi elastis yang terjadi di daerah berpendingin air. Saat stres menghilang, ketegangan di ujung yang didinginkan dengan air menghilang. Akibatnya, jumlah deformasi di zona pendingin air pada Tabel 2 hampir tidak ada perubahan. Kerusakan sampel pada akhir kebakaran laju yang tertunda, area yang cacat berkurang, dan kekerasan akhir adalah yang terendah, menghasilkan pengurangan yang signifikan dalam hasil kinerja.
Ambil sampel dari area pendinginan 100% tertunda di akhir spesimen 400mm. Gambar 6 menunjukkan kurva kekerasan. Kekerasan bagian paralel dikurangi menjadi sekitar 83-84HB dan relatif stabil. Karena proses yang sama, kinerjanya kira -kira sama. Tidak ada pola yang jelas ditemukan pada posisi fraktur. Kinerja paduan lebih rendah dari sampel yang dipenuhi air.
Untuk mengeksplorasi lebih lanjut keteraturan kinerja dan fraktur, bagian paralel dari spesimen tarik dipilih di dekat titik kekerasan terendah (77hb). Dari Tabel 1, ditemukan bahwa kinerja berkurang secara signifikan, dan titik fraktur muncul pada titik kekerasan terendah pada Gambar 2.
2.3 Hasil Analisis ANSYS
Gambar 7 menunjukkan hasil simulasi kurva pendingin ANSYS pada posisi yang berbeda. Dapat dilihat bahwa suhu sampel di area pendingin air turun dengan cepat. Setelah 5s, suhu turun hingga di bawah 100 ° C, dan pada 80mm dari garis pemisah, suhu turun menjadi sekitar 210 ° C pada 90 -an. Penurunan suhu rata -rata adalah 3,5 ° C/s. Setelah 90 detik di area pendingin udara terminal, suhu turun menjadi sekitar 360 ° C, dengan laju penurunan rata -rata 1,9 ° C/s.
Melalui analisis kinerja dan hasil simulasi, ditemukan bahwa kinerja area pendingin air dan area pendinginan yang tertunda adalah pola perubahan yang pertama kali berkurang dan kemudian sedikit meningkat. Dipengaruhi oleh pendingin air di dekat garis pemisah, konduksi panas menyebabkan sampel di area tertentu turun pada laju pendinginan kurang dari pendingin air (3,5 ° C/s). Akibatnya, MG2SI, yang dipadatkan ke dalam matriks, diendapkan dalam jumlah besar di daerah ini, dan suhu turun menjadi sekitar 210 ° C setelah 90 detik. Jumlah besar MG2SI yang diendapkan menyebabkan efek pendingin air yang lebih kecil setelah 90 detik. Jumlah fase penguatan MG2SI yang diendapkan setelah pengobatan penuaan sangat berkurang, dan kinerja sampel kemudian berkurang. Namun, zona pendinginan yang tertunda yang jauh dari garis pemisah kurang dipengaruhi oleh konduksi panas pendingin air, dan paduan mendingin relatif lambat di bawah kondisi pendinginan udara (laju pendinginan 1,9 ° C/s). Hanya sebagian kecil dari fase MG2SI perlahan -lahan mengendap, dan suhunya 360C setelah 90 -an. Setelah pendinginan air, sebagian besar fase MG2SI masih dalam matriks, dan bubar dan endapan setelah penuaan, yang memainkan peran penguatan.
3. Kesimpulan
Itu ditemukan melalui percobaan bahwa pendinginan yang tertunda akan menyebabkan kekerasan zona pendinginan yang tertunda di persimpangan pendinginan normal dan pendinginan tertunda untuk pertama -tama berkurang dan kemudian meningkat sedikit sampai akhirnya stabil.
Untuk paduan aluminium 6061, kekuatan tarik setelah pendinginan normal dan pendinginan yang tertunda selama 90 detik adalah 342MPA dan 288MPA masing -masing, dan kekuatan luluh adalah 315mpa dan 252MPa, keduanya memenuhi standar kinerja sampel.
Ada daerah dengan kekerasan terendah, yang berkurang dari 95HB menjadi 77hb setelah pendinginan normal. Kinerja di sini juga yang terendah, dengan kekuatan tarik 271mpa dan kekuatan luluh 220MPA.
Melalui analisis ANSYS, ditemukan bahwa laju pendinginan pada titik kinerja terendah di zona pendinginan 90 -an tertunda menurun sekitar 3,5 ° C per detik, menghasilkan larutan padat yang tidak memadai dari fase penguatan fase MG2SI. Menurut artikel ini, dapat dilihat bahwa titik bahaya kinerja muncul di area pendinginan yang tertunda di persimpangan pendinginan dan pendinginan yang tertunda, dan tidak jauh dari persimpangan, yang memiliki signifikansi panduan penting untuk retensi ekstrusi yang wajar dari ekstrusi yang wajar limbah proses akhir.
Diedit oleh May Jiang dari Mat Aluminium
Waktu posting: AGUG-28-2024
