1.Pendahuluan
Paduan aluminium dengan kekuatan sedang menunjukkan karakteristik pemrosesan yang baik, sensitivitas pendinginan, ketangguhan impak, dan ketahanan korosi. Paduan ini banyak digunakan di berbagai industri, seperti elektronik dan kelautan, untuk pembuatan pipa, batang, profil, dan kawat. Saat ini, permintaan untuk batang paduan aluminium 6082 terus meningkat. Untuk memenuhi permintaan pasar dan kebutuhan pengguna, kami melakukan eksperimen pada berbagai proses pemanasan ekstrusi dan proses perlakuan panas akhir untuk batang 6082-T6. Tujuan kami adalah mengidentifikasi metode perlakuan panas yang memenuhi persyaratan kinerja mekanis untuk batang ini.
2.Bahan Percobaan dan Aliran Proses Produksi
2.1 Bahan Percobaan
Ingot cor berukuran Ф162×500 diproduksi menggunakan metode pengecoran semi-kontinyu dan mengalami perlakuan non-seragam. Kualitas metalurgi ingot memenuhi standar teknis pengendalian internal perusahaan. Komposisi kimia paduan 6082 ditunjukkan pada Tabel 1.
2.2 Alur Proses Produksi
6082 batang percobaan memiliki spesifikasi Ф14 mm. Wadah ekstrusi berdiameter Ф170 mm dengan desain ekstrusi 4 lubang dan koefisien ekstrusi 18,5. Alur proses spesifik meliputi pemanasan ingot, ekstrusi, pendinginan, peregangan, pelurusan, dan pengambilan sampel, pelurusan rol, pemotongan akhir, penuaan buatan, pemeriksaan kualitas, dan pengiriman.
3. Tujuan Eksperimental
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi parameter proses perlakuan panas ekstrusi dan parameter perlakuan panas akhir yang memengaruhi kinerja batang 6082-T6, sehingga pada akhirnya mencapai persyaratan kinerja standar. Berdasarkan standar tersebut, sifat mekanik longitudinal paduan 6082 harus memenuhi spesifikasi yang tercantum pada Tabel 2.
4.Pendekatan Eksperimental
4.1 Investigasi Perlakuan Panas Ekstrusi
Penelitian perlakuan panas ekstrusi terutama berfokus pada pengaruh suhu ekstrusi ingot cor dan suhu wadah ekstrusi terhadap sifat mekanik. Pemilihan parameter spesifik dirinci pada Tabel 3.
4.2 Investigasi Perlakuan Panas Larutan Padat dan Penuaan
Rancangan percobaan ortogonal digunakan untuk proses perlakuan panas larutan padat dan penuaan. Tingkat faktor yang dipilih disajikan pada Tabel 4, dengan tabel rancangan ortogonal dilambangkan sebagai IJ9(34).
5. Hasil dan Analisis
5.1 Hasil dan Analisis Percobaan Perlakuan Panas Ekstrusi
Hasil percobaan perlakuan panas ekstrusi disajikan dalam Tabel 5 dan Gambar 1. Sembilan sampel diambil untuk setiap kelompok, dan rata-rata kinerja mekanisnya ditentukan. Berdasarkan analisis metalografi dan komposisi kimia, rejimen perlakuan panas ditetapkan: pendinginan pada 520°C selama 40 menit dan penuaan pada 165°C selama 12 jam. Dari Tabel 5 dan Gambar 1, dapat diamati bahwa ketika suhu ekstrusi ingot cor dan suhu wadah ekstrusi meningkat, baik kekuatan tarik maupun kekuatan luluh meningkat secara bertahap. Hasil terbaik diperoleh pada suhu ekstrusi 450-500°C dan suhu wadah ekstrusi 450°C, yang memenuhi persyaratan standar. Hal ini disebabkan oleh efek pengerasan kerja dingin pada suhu ekstrusi yang lebih rendah, yang menyebabkan fraktur batas butir dan peningkatan dekomposisi larutan padat antara A1 dan Mn selama pemanasan sebelum pendinginan, yang mengarah ke rekristalisasi. Seiring dengan peningkatan suhu ekstrusi, kekuatan ultimit Rm produk meningkat secara signifikan. Ketika suhu wadah ekstrusi mendekati atau melebihi suhu ingot, deformasi yang tidak merata berkurang, mengurangi kedalaman cincin butiran kasar dan meningkatkan kekuatan luluh Rm. Oleh karena itu, parameter yang tepat untuk perlakuan panas ekstrusi adalah: suhu ekstrusi ingot 450-500°C dan suhu wadah ekstrusi 430-450°C.
5.2 Hasil Eksperimen Larutan Padat dan Penuaan Ortogonal dan Analisis
Tabel 6 menunjukkan bahwa kadar optimal adalah A3B1C2D3, dengan pendinginan pada suhu 520°C, suhu penuaan buatan antara 165-170°C, dan durasi penuaan 12 jam, menghasilkan kekuatan dan plastisitas batang yang tinggi. Proses pendinginan membentuk larutan padat lewat jenuh. Pada suhu pendinginan yang lebih rendah, konsentrasi larutan padat lewat jenuh menurun, yang memengaruhi kekuatan. Suhu pendinginan sekitar 520°C secara signifikan meningkatkan efek penguatan larutan padat yang diinduksi pendinginan. Interval antara pendinginan dan penuaan buatan, yaitu penyimpanan pada suhu ruang, sangat memengaruhi sifat mekanis. Hal ini terutama terlihat pada batang yang tidak diregangkan setelah pendinginan. Ketika interval antara pendinginan dan penuaan melebihi 1 jam, kekuatan, terutama kekuatan luluh, menurun secara signifikan.
5.3 Analisis Mikrostruktur Metalografi
Analisis dengan perbesaran tinggi dan terpolarisasi dilakukan pada batang 6082-T6 pada suhu larutan padat 520°C dan 530°C. Foto perbesaran tinggi menunjukkan presipitasi senyawa yang seragam dengan partikel fase endapan yang melimpah dan terdistribusi secara merata. Analisis cahaya terpolarisasi menggunakan peralatan Axiovert200 menunjukkan perbedaan yang jelas pada foto struktur butiran. Area tengah menunjukkan butiran kecil dan seragam, sementara tepinya menunjukkan rekristalisasi dengan butiran yang memanjang. Hal ini disebabkan oleh pertumbuhan inti kristal pada suhu tinggi, membentuk endapan kasar seperti jarum.
6. Penilaian Praktik Produksi
Dalam produksi aktual, statistik kinerja mekanis dilakukan pada 20 batch batang dan 20 batch profil. Hasilnya ditunjukkan pada Tabel 7 dan 8. Dalam produksi aktual, proses ekstrusi kami dilakukan pada suhu yang menghasilkan sampel dengan kondisi T6, dan kinerja mekanisnya memenuhi nilai target.
7.Kesimpulan
(1) Parameter perlakuan panas ekstrusi: Suhu ekstrusi ingot 450-500 °C; suhu wadah ekstrusi 430-450 °C.
(2) Parameter perlakuan panas akhir: Suhu larutan padat optimal 520-530 ° C; suhu penuaan pada 165 ± 5 ° C, durasi penuaan 12 jam; interval antara pendinginan dan penuaan tidak boleh melebihi 1 jam.
(3) Berdasarkan penilaian praktis, proses perlakuan panas yang layak meliputi: suhu ekstrusi 450-530°C, suhu wadah ekstrusi 400-450°C; suhu larutan padat 510-520°C; rezim penuaan 155-170°C selama 12 jam; tidak ada batasan khusus untuk interval antara pendinginan dan penuaan. Hal ini dapat diintegrasikan ke dalam pedoman operasional proses.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminum
Waktu posting: 15-Mar-2024
