1.Pendahuluan
Paduan aluminium dengan kekuatan sedang menunjukkan karakteristik pemrosesan yang baik, sensitivitas pendinginan, ketangguhan benturan, dan ketahanan korosi. Paduan ini banyak digunakan dalam berbagai industri, seperti elektronik dan kelautan, untuk pembuatan pipa, batang, profil, dan kabel. Saat ini, permintaan untuk batang paduan aluminium 6082 sedang meningkat. Untuk memenuhi permintaan pasar dan persyaratan pengguna, kami melakukan eksperimen pada berbagai proses pemanasan ekstrusi dan proses perlakuan panas akhir untuk batang 6082-T6. Tujuan kami adalah mengidentifikasi rejimen perlakuan panas yang memenuhi persyaratan kinerja mekanis untuk batang ini.
2. Bahan Percobaan dan Aliran Proses Produksi
2.1 Bahan Percobaan
Batangan cor ukuran Ф162×500 diproduksi menggunakan metode pengecoran semikontinyu dan mengalami perlakuan tidak seragam. Kualitas metalurgi batangan tersebut mematuhi standar teknis pengendalian internal perusahaan. Komposisi kimia paduan 6082 ditunjukkan pada Tabel 1.
2.2 Alur Proses Produksi
Batang percobaan sebanyak 6082 memiliki spesifikasi Ф14mm. Wadah ekstrusi memiliki diameter Ф170mm dengan desain ekstrusi 4 lubang dan koefisien ekstrusi sebesar 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 dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi parameter proses perlakuan panas ekstrusi dan parameter perlakuan panas akhir yang memengaruhi kinerja batang 6082-T6, yang pada akhirnya mencapai persyaratan kinerja standar. Menurut standar, sifat mekanis longitudinal dari paduan 6082 harus memenuhi spesifikasi yang tercantum dalam Tabel 2.
4.Pendekatan Eksperimental
4.1 Investigasi Perlakuan Panas Ekstrusi
Penyelidikan perlakuan panas ekstrusi terutama difokuskan pada pengaruh suhu ekstrusi ingot cor dan suhu wadah ekstrusi terhadap sifat mekanis. Pemilihan parameter spesifik dirinci dalam Tabel 3.
4.2 Investigasi Perlakuan Panas Larutan Padat dan Penuaan
Desain eksperimen ortogonal digunakan untuk proses perlakuan panas larutan padat dan penuaan. Tingkat faktor yang dipilih disediakan dalam Tabel 4, dengan tabel desain 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. Ketika suhu ekstrusi meningkat, kekuatan akhir 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. Dengan demikian, parameter yang wajar untuk perlakuan panas ekstrusi adalah: suhu ekstrusi ingot 450-500°C dan suhu wadah ekstrusi 430-450°C.
5.2 Larutan Padat dan Hasil Eksperimen Ortogonal Penuaan dan Analisis
Tabel 6 menunjukkan bahwa level 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 suhu kamar, sangat memengaruhi sifat mekanis. 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 pembesaran tinggi dan terpolarisasi dilakukan pada batang 6082-T6 pada suhu larutan padat 520°C dan 530°C. Foto dengan pembesaran tinggi menunjukkan presipitasi senyawa seragam dengan partikel fase presipitasi 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, sedangkan tepinya menunjukkan beberapa rekristalisasi dengan butiran yang memanjang. Hal ini disebabkan oleh pertumbuhan inti kristal pada suhu tinggi, yang membentuk presipitasi 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 berstatus T6, dan kinerja mekanis 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 pada interval antara pendinginan dan penuaan. Hal ini dapat dimasukkan ke dalam pedoman operasi proses.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 15-Mar-2024
