Iwọn odi nla 6061T6 aluminiomu alloy nilo lati pa lẹhin extrusion gbona. Nitori idiwọn ti extrusion dawọ duro, apakan kan ti profaili yoo wọ inu agbegbe itutu omi pẹlu idaduro. Nigbati ingot kukuru ti o tẹle ti tẹsiwaju lati wa ni extruded, apakan ti profaili yii yoo gba idaduro idaduro. Bii o ṣe le ṣe pẹlu agbegbe idaduro idaduro jẹ ọran ti gbogbo ile-iṣẹ iṣelọpọ nilo lati ronu. Nigba ti egbin opin iru extrusion jẹ kukuru, awọn ayẹwo iṣẹ ti o ya nigbakan jẹ oṣiṣẹ ati igba miiran ko yẹ. Nigbati atunṣatunṣe lati ẹgbẹ, iṣẹ naa jẹ oṣiṣẹ lẹẹkansi. Nkan yii n fun alaye ti o baamu nipasẹ awọn idanwo.
1. Awọn ohun elo idanwo ati awọn ọna
Awọn ohun elo ti a lo ninu idanwo yii jẹ 6061 aluminiomu alloy. Ipilẹ kẹmika rẹ ti a ṣewọn nipasẹ itupalẹ iwoye jẹ bi atẹle: O ṣe ibamu pẹlu GB/T 3190-1996 okeere 6061 aluminium alloy standard standard.
Ninu idanwo yii, apakan ti profaili extruded ni a mu fun itọju ojutu to lagbara. Profaili gigun 400mm ti pin si awọn agbegbe meji. Agbegbe 1 jẹ tutu omi taara ati parun. Agbegbe 2 ti tutu ni afẹfẹ fun awọn aaya 90 ati lẹhinna tutu-omi. Aworan idanwo naa han ni Nọmba 1.
Profaili alloy aluminiomu 6061 ti a lo ninu idanwo yii jẹ extruded nipasẹ 4000UST extruder. Iwọn otutu mimu jẹ 500 ° C, iwọn otutu simẹnti simẹnti jẹ 510 ° C, iwọn otutu itọjade extrusion jẹ 525 ° C, iyara extrusion jẹ 2.1mm / s, itutu agba omi giga-giga ni a lo lakoko ilana extrusion, ati 400mm kan ipari igbeyewo nkan ti wa ni ya lati arin ti awọn extruded pari profaili. Iwọn ayẹwo jẹ 150mm ati giga jẹ 10.00mm.
Awọn ayẹwo ti a mu ni a pin si ati lẹhinna tunmọ si itọju ojutu lẹẹkansi. Iwọn otutu ojutu jẹ 530 ° C ati akoko ojutu jẹ wakati mẹrin. Lẹhin gbigbe wọn jade, awọn ayẹwo ni a gbe sinu omi nla kan pẹlu ijinle omi ti 100mm. Omi omi ti o tobi ju le rii daju pe iwọn otutu omi ti o wa ninu omi omi n yipada diẹ lẹhin ti ayẹwo ni agbegbe 1 ti wa ni omi tutu, idilọwọ ilosoke ninu iwọn otutu omi lati ni ipa lori omi itutu agbaiye. Lakoko ilana itutu agba omi, rii daju pe iwọn otutu omi wa laarin iwọn 20-25 ° C. Awọn ayẹwo ti a pa jẹ ti ọjọ ori ni 165 ° C * 8h.
Mu apakan ti apẹẹrẹ 400mm gigun 30mm fife 10mm nipọn, ki o ṣe idanwo lile Brinell kan. Ṣe awọn wiwọn 5 ni gbogbo 10mm. Mu iye apapọ ti awọn lile lile 5 Brinell bi abajade lile lile Brinell ni aaye yii, ki o ṣe akiyesi ilana iyipada lile.
Awọn ohun-ini ẹrọ ti profaili ti ni idanwo, ati pe apakan ti o jọra fifẹ 60mm ni a ṣakoso ni awọn ipo oriṣiriṣi ti apẹẹrẹ 400mm lati ṣe akiyesi awọn ohun-ini fifẹ ati ipo fifọ.
Aaye iwọn otutu ti omi ti npa ti awọn ayẹwo ati awọn quenching lẹhin idaduro ti 90s ti a ṣe simulated nipasẹ sọfitiwia ANSYS, ati awọn iwọn itutu agbaiye ti awọn profaili ni awọn ipo oriṣiriṣi ni a ṣe atupale.
2. Esiperimenta ati onínọmbà
2.1 Lile igbeyewo esi
Nọmba 2 ṣe afihan ọna iyipada líle ti apẹẹrẹ gigun 400mm ti a ṣewọn nipasẹ oluyẹwo lile Brinell (ipari ẹyọkan ti abscissa duro fun 10mm, ati iwọn 0 jẹ laini pipin laarin piparẹ deede ati idaduro idaduro). O le rii pe lile ni opin omi tutu jẹ iduroṣinṣin ni ayika 95HB. Lẹhin laini pipin laarin itutu agbaiye omi ati idaduro 90s omi itutu agbaiye quenching, lile bẹrẹ lati kọ, ṣugbọn oṣuwọn idinku lọra ni ipele ibẹrẹ. Lẹhin 40mm (89HB), líle naa silẹ ni kiakia, o si lọ silẹ si iye ti o kere julọ (77HB) ni 80mm. Lẹhin 80mm, lile ko tẹsiwaju lati dinku, ṣugbọn pọ si iye kan. Awọn ilosoke wà jo kekere. Lẹhin 130mm, lile ko yipada ni ayika 83HB. O le ṣe akiyesi pe nitori ipa ti itọsi ooru, iwọn itutu agbaiye ti apakan idaduro idaduro yipada.
2.2 Awọn abajade idanwo iṣẹ ati itupalẹ
Tabili 2 fihan awọn abajade ti awọn adanwo fifẹ ti a ṣe lori awọn ayẹwo ti o ya lati awọn ipo oriṣiriṣi ti apakan ti o jọra. O le rii pe agbara fifẹ ati agbara ikore ti No.. 1 ati No.. 2 ni fere ko si ayipada. Bi awọn ipin ti idaduro quenching opin posi, awọn fifẹ agbara ati ikore agbara ti awọn alloy kan pataki sisale aṣa. Bibẹẹkọ, agbara fifẹ ni ipo iṣapẹẹrẹ kọọkan wa loke agbara boṣewa. Nikan ni agbegbe pẹlu líle ti o kere julọ, agbara ikore jẹ kekere ju iwọn apẹẹrẹ lọ, iṣẹ apẹẹrẹ ko yẹ.
Nọmba 4 ṣe afihan awọn abajade awọn ohun-ini fifẹ ti apẹẹrẹ No.. 3. O le rii lati Nọmba 4 pe ti o jinna si laini pipin, isalẹ líle ti opin quenching idaduro. Idinku líle tọkasi pe iṣẹ ti ayẹwo ti dinku, ṣugbọn lile dinku laiyara, nikan n dinku lati 95HB si bii 91HB ni opin apakan ti o jọra. Gẹgẹbi a ti le rii lati awọn abajade iṣẹ ni Table 1, agbara fifẹ dinku lati 342MPa si 320MPa fun itutu omi. Ni akoko kanna, a ti ri pe aaye fifọ ti apẹrẹ fifẹ tun wa ni ipari ti apakan ti o jọra pẹlu lile lile ti o kere julọ. Eyi jẹ nitori pe o jinna si itutu agba omi, iṣẹ alloy ti dinku, ati pe ipari de opin agbara fifẹ ni akọkọ lati dagba ọrun. Lakotan, ya kuro ni aaye iṣẹ ṣiṣe ti o kere julọ, ati ipo isinmi ni ibamu pẹlu awọn abajade idanwo iṣẹ.
Nọmba 5 ṣe afihan igbiyanju lile ti apakan ti o jọra ti apẹẹrẹ No.. 4 ati ipo fifọ. O le rii pe ti o jinna si laini pipin omi-itutu agbaiye, dinku líle ti opin quenching idaduro. Ni akoko kanna, ipo fifọ tun wa ni opin nibiti lile ti wa ni asuwon ti, 86HB fractures. Lati Tabili 2, a rii pe o fẹrẹ ko si abuku ṣiṣu ni opin omi tutu. Lati Tabili 1, o rii pe iṣẹ ayẹwo (agbara fifẹ 298MPa, ikore 266MPa) ti dinku pupọ. Agbara fifẹ jẹ 298MPa nikan, eyiti ko de agbara ikore ti opin tutu-omi (315MPa). Ipari ti ṣe agbekalẹ ọrun kan nigbati o kere ju 315MPa. Ṣaaju ki o to ṣẹ egungun, nikan abuku rirọ waye ni agbegbe ti omi tutu. Bi wahala naa ṣe lọ, igara ti o wa ni opin omi tutu ti sọnu. Bi abajade, iye abuku ni agbegbe itutu omi ni Table 2 ko ni iyipada. Ayẹwo fi opin si ni opin ina oṣuwọn idaduro, agbegbe ti o bajẹ ti dinku, ati lile opin ni o kere julọ, ti o mu ki idinku nla ni awọn esi iṣẹ.
Mu awọn ayẹwo lati agbegbe idaduro 100% idaduro ni opin apẹrẹ 400mm naa. olusin 6 fihan líle ti tẹ. Lile ti apakan ti o jọra ti dinku si bii 83-84HB ati pe o jẹ iduroṣinṣin. Nitori ilana kanna, iṣẹ naa jẹ aijọju kanna. Ko si apẹrẹ ti o han gbangba ti a rii ni ipo fifọ. Išẹ alloy jẹ kekere ju ti apẹẹrẹ ti a fi omi pa.
Lati le ṣawari siwaju sii deede ti iṣẹ ṣiṣe ati fifọ, apakan ti o jọra ti apẹrẹ fifẹ ni a yan nitosi aaye lile ti o kere julọ (77HB). Lati Tabili 1, a rii pe iṣẹ naa dinku ni pataki, ati aaye fifọ han ni aaye lile ti o kere julọ ni Nọmba 2.
2.3 ANSYS onínọmbà esi
Nọmba 7 fihan awọn abajade ti kikopa ANSYS ti awọn itutu itutu agbaiye ni awọn ipo oriṣiriṣi. O le rii pe iwọn otutu ti ayẹwo ni agbegbe itutu omi ti lọ silẹ ni kiakia. Lẹhin 5s, iwọn otutu lọ silẹ si isalẹ 100°C, ati ni 80mm lati laini pipin, iwọn otutu lọ silẹ si bii 210°C ni 90s. Iwọn iwọn otutu ti o lọ silẹ jẹ 3.5 ° C / s. Lẹhin awọn aaya 90 ni agbegbe itutu agba afẹfẹ ebute, iwọn otutu lọ silẹ si bii 360°C, pẹlu aropin idinku silẹ ti 1.9°C/s.
Nipasẹ iṣiro iṣẹ-ṣiṣe ati awọn esi simulation, o rii pe iṣẹ-ṣiṣe ti agbegbe ti omi-omi ati agbegbe idaduro idaduro jẹ apẹrẹ iyipada ti o dinku akọkọ ati lẹhinna mu diẹ sii. Ti o ni ipa nipasẹ itutu agba omi nitosi laini pipin, imudara ooru jẹ ki apẹẹrẹ ni agbegbe kan silẹ ni iwọn itutu agbaiye ti o kere ju ti itutu agba omi (3.5°C/s). Bi abajade, Mg2Si, eyiti o fi idi mulẹ sinu matrix, rọ ni awọn iwọn nla ni agbegbe yii, ati pe iwọn otutu ti lọ silẹ si bii 210°C lẹhin awọn aaya 90. Iye nla ti Mg2Si precipitated yori si ipa kekere ti itutu omi lẹhin awọn iṣẹju 90. Iwọn ipele imuduro Mg2Si ti o ṣaju lẹhin itọju ti ogbo ti dinku pupọ, ati pe iṣẹ ayẹwo ti dinku nigbamii. Bibẹẹkọ, agbegbe idaduro idaduro ti o jinna si laini pipin ko ni ipa nipasẹ itusilẹ ooru itutu agba omi, ati pe alloy naa tutu laiyara labẹ awọn ipo itutu afẹfẹ (oṣuwọn itutu agbaiye 1.9°C/s). Nikan apakan kekere ti ipele Mg2Si laiyara rọra, ati iwọn otutu jẹ 360C lẹhin awọn ọdun 90. Lẹhin itutu agba omi, pupọ julọ apakan Mg2Si tun wa ninu matrix, ati pe o tuka ati ṣafẹri lẹhin ti ogbo, eyiti o ṣe ipa agbara.
3. Ipari
A rii nipasẹ awọn adanwo ti idaduro quenching yoo fa lile ti agbegbe quenching idaduro ni ikorita ti deede quenching ati idaduro quenching lati dinku ni akọkọ ati lẹhinna pọsi diẹ titi ti yoo fi duro nikẹhin.
Fun 6061 aluminiomu alloy, awọn agbara fifẹ lẹhin deede quenching ati idaduro quenching fun 90 s ni 342MPa ati 288MPa ni atele, ati awọn agbara ikore jẹ 315MPa ati 252MPa, mejeeji ti o pade awọn iṣedede iṣẹ ṣiṣe ayẹwo.
Ẹkun kan wa pẹlu líle ti o kere julọ, eyiti o dinku lati 95HB si 77HB lẹhin piparẹ deede. Išẹ nibi tun jẹ eyiti o kere julọ, pẹlu agbara fifẹ ti 271MPa ati agbara ikore ti 220MPa.
Nipasẹ itupalẹ ANSYS, a rii pe iwọn itutu agbaiye ni aaye iṣẹ ṣiṣe ti o kere julọ ni awọn 90s agbegbe idaduro idaduro ti dinku nipasẹ isunmọ 3.5°C fun iṣẹju kan, ti o yọrisi aipe ojutu to lagbara ti ipele okunkun Mg2Si. Gẹgẹbi nkan yii, o le rii pe aaye eewu iṣẹ yoo han ni agbegbe quenching ti o da duro ni isunmọ deede quenching ati idaduro quenching, ati pe ko jinna si isunmọ, eyiti o ni pataki itọnisọna pataki fun idaduro ironu ti iru extrusion. egbin ilana opin.
Ṣatunkọ nipasẹ May Jiang lati MAT Aluminiomu
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-28-2024
