1.Pendahuluan
Paduan aluminium dengan kekuatan sedang menunjukkan karakteristik pemrosesan yang baik, sensitivitas pendinginan, ketangguhan benturan, dan ketahanan terhadap korosi. Mereka banyak digunakan di berbagai industri, seperti elektronik dan kelautan, untuk pembuatan pipa, batang, profil, dan kabel. Saat ini, permintaan akan batangan paduan aluminium 6082 meningkat. Untuk memenuhi permintaan pasar dan kebutuhan pengguna, kami melakukan eksperimen pada berbagai proses pemanasan ekstrusi dan proses perlakuan panas akhir untuk batangan 6082-T6. Tujuan kami adalah untuk mengidentifikasi cara perlakuan panas yang memenuhi persyaratan kinerja mekanis untuk batangan ini.
2. Bahan Eksperimental dan Alur Proses Produksi
2.1 Bahan Percobaan
Pengecoran ingot ukuran Ф162×500 diproduksi menggunakan metode pengecoran semi kontinyu dan mengalami perlakuan yang tidak seragam. Kualitas metalurgi ingot memenuhi standar teknis pengendalian internal perusahaan. Komposisi kimia dari paduan 6082 ditunjukkan pada Tabel 1.
2.2 Alur Proses Produksi
Batangan 6082 eksperimental memiliki spesifikasi Ф14mm. Wadah ekstrusi memiliki diameter Ф170mm dengan desain ekstrusi 4 lubang dan koefisien ekstrusi 18,5. Aliran proses spesifiknya meliputi pemanasan ingot, ekstrusi, pendinginan, 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 mempengaruhi kinerja batang 6082-T6, sehingga pada akhirnya mencapai persyaratan kinerja standar. Menurut standar, sifat mekanik longitudinal dari paduan 6082 harus memenuhi spesifikasi yang tercantum pada Tabel 2.
4. Pendekatan Eksperimental
4.1 Investigasi Perlakuan Panas Ekstrusi
Investigasi perlakuan panas ekstrusi terutama berfokus pada pengaruh suhu ekstrusi ingot pengecoran dan suhu wadah ekstrusi terhadap sifat mekanik. Pilihan parameter spesifik dirinci pada Tabel 3.
4.2 Investigasi Larutan Padat dan Perlakuan Panas Penuaan
Desain eksperimental ortogonal digunakan untuk larutan padat dan proses perlakuan panas penuaan. Tingkat faktor yang dipilih disajikan pada Tabel 4, dengan tabel desain ortogonal dinotasikan sebagai IJ9(34).
5.Hasil dan Analisis
5.1 Hasil dan Analisis Percobaan Perlakuan Panas Ekstrusi
Hasil percobaan perlakuan panas ekstrusi disajikan pada Tabel 5 dan Gambar 1. Sembilan sampel diambil untuk setiap kelompok, dan rata-rata kinerja mekaniknya ditentukan. Berdasarkan analisis metalografi dan komposisi kimia, rejimen perlakuan panas ditetapkan: pendinginan pada suhu 520°C selama 40 menit dan penuaan pada suhu 165°C selama 12 jam. Dari Tabel 5 dan Gambar 1, dapat diamati bahwa dengan meningkatnya suhu ekstrusi ingot pengecoran dan suhu wadah ekstrusi, kekuatan tarik dan kekuatan luluh secara bertahap meningkat. 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, menyebabkan patahnya batas butir dan peningkatan dekomposisi larutan padat antara A1 dan Mn selama pemanasan sebelum quenching, yang menyebabkan rekristalisasi. Ketika suhu ekstrusi meningkat, kekuatan ultimat Rm produk meningkat secara signifikan. Ketika suhu wadah ekstrusi mendekati atau melebihi suhu ingot, deformasi yang tidak merata menurun, mengurangi kedalaman cincin butiran kasar dan meningkatkan kekuatan luluh Rm. Dengan demikian, parameter yang masuk akal untuk perlakuan panas ekstrusi adalah: suhu ekstrusi ingot 450-500°C dan suhu wadah ekstrusi 430-450°C.
5.2 Hasil dan Analisis Eksperimen Ortogonal Larutan Padat dan Penuaan
Tabel 6 menunjukkan bahwa level optimal adalah A3B1C2D3, dengan quenching pada suhu 520°C, suhu penuaan buatan antara 165-170°C, dan lama penuaan 12 jam, menghasilkan kekuatan dan plastisitas batangan yang tinggi. Proses quenching membentuk larutan padat lewat jenuh. Pada suhu pendinginan yang lebih rendah, konsentrasi larutan padat jenuh menurun, sehingga mempengaruhi kekuatan. Temperatur quenching sekitar 520°C secara signifikan meningkatkan efek penguatan larutan padat yang diinduksi oleh quenching. Interval antara pendinginan dan penuaan buatan, yaitu penyimpanan pada suhu ruangan, sangat mempengaruhi sifat mekanik. Hal ini terutama berlaku untuk 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 Struktur Mikro Metalografi
Analisis pembesaran tinggi dan terpolarisasi dilakukan pada batang 6082-T6 pada suhu larutan padat 520°C dan 530°C. Foto dengan perbesaran tinggi menunjukkan pengendapan senyawa yang seragam dengan partikel fase endapan yang melimpah dan terdistribusi secara merata. Analisis cahaya terpolarisasi menggunakan peralatan Axiovert200 menunjukkan perbedaan nyata pada foto struktur butiran. Bagian tengahnya memperlihatkan butiran-butiran kecil dan seragam, sedangkan bagian tepinya memperlihatkan beberapa rekristalisasi dengan butiran-butiran memanjang. Hal ini disebabkan oleh pertumbuhan inti kristal pada suhu tinggi sehingga membentuk endapan kasar seperti jarum.
6. Penilaian Praktek Produksi
Dalam produksi sebenarnya, statistik kinerja mekanis dilakukan pada 20 batch batangan dan 20 batch profil. Hasilnya ditunjukkan pada Tabel 7 dan 8. Dalam produksi sebenarnya, proses ekstrusi kami dilakukan pada suhu yang menghasilkan sampel status 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 lebih dari 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 Maret 2024
