6063 aluminiomu alloy jẹ ti Al-Mg-Si jara ti o ni iwọn-kekere alloy aluminiomu ti o ni itọju ooru. O ni o ni o tayọ extrusion igbáti išẹ, ti o dara ipata resistance ati okeerẹ darí-ini. O tun jẹ lilo pupọ ni ile-iṣẹ adaṣe nitori awọ ifoyina irọrun rẹ. Pẹlu isare ti aṣa ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ iwuwo fẹẹrẹ, ohun elo ti awọn ohun elo 6063 aluminiomu alloy extrusion ohun elo ni ile-iṣẹ adaṣe ti tun pọ si siwaju sii.
Awọn ohun elo microstructure ati awọn ohun-ini ti awọn ohun elo ti a fi jade ni ipa nipasẹ awọn ipa apapọ ti iyara extrusion, iwọn otutu extrusion ati ipin extrusion. Lara wọn, ipin extrusion jẹ ipinnu nipataki nipasẹ titẹ extrusion, ṣiṣe iṣelọpọ ati ohun elo iṣelọpọ. Nigbati ipin extrusion jẹ kekere, abuku alloy jẹ kekere ati isọdọtun microstructure ko han gbangba; jijẹ awọn extrusion ratio le significantly liti awọn oka, fọ soke ni isokuso keji alakoso, gba a aṣọ microstructure, ki o si mu awọn darí-ini ti awọn alloy.
6061 ati 6063 aluminiomu alloys faragba ìmúdàgba recrystallization nigba ti extrusion ilana. Nigbati iwọn otutu extrusion jẹ igbagbogbo, bi ipin extrusion ti n pọ si, iwọn ọkà dinku, ipele ti o lagbara ti tuka daradara, ati agbara fifẹ ati elongation ti alloy pọ si ni ibamu; sibẹsibẹ, bi ipin extrusion ti n pọ si, agbara ifasilẹ ti o nilo fun ilana imukuro tun pọ si, nfa ipa ti o gbona pupọ, nfa iwọn otutu inu ti alloy lati dide, ati iṣẹ ọja lati dinku. Idanwo yii ṣe iwadii ipa ti ipin extrusion, paapaa ipin extrusion nla, lori microstructure ati awọn ohun-ini ẹrọ ti 6063 alloy aluminiomu.
1 Awọn ohun elo idanwo ati awọn ọna
Awọn ohun elo idanwo jẹ 6063 alloy aluminiomu, ati pe akopọ kemikali ti han ni Tabili 1. Iwọn atilẹba ti ingot jẹ Φ55 mm × 165 mm, ati pe o ti ni ilọsiwaju sinu billet extrusion pẹlu iwọn Φ50 mm × 150 mm lẹhin homogenization itọju ni 560 ℃ fun wakati 6. Billet naa ti gbona si 470 ℃ ati pe o gbona. Iwọn otutu iṣaju ti agba extrusion jẹ 420 ℃, ati iwọn otutu iṣaaju ti mimu jẹ 450 ℃. Nigbati iyara extrusion (opa gbigbe iyara) V = 5 mm / s ko yipada, awọn ẹgbẹ 5 ti awọn idanwo ipin extrusion oriṣiriṣi ni a ṣe, ati awọn ipin extrusion R jẹ 17 (ni ibamu si iwọn ila opin iho D = 12 mm), 25 (D=10 mm), 39 (D=8 mm), 69 (D=6 mm), ati 156 (D=4 mm).
Tabili 1 Awọn akopọ kemikali ti 6063 Al alloy (wt/%)
Lẹhin lilọ-iyanrin ati didan ẹrọ, awọn ayẹwo metallographic ni a fi kun pẹlu reagent HF pẹlu ida iwọn didun ti 40% fun bii awọn iṣẹju 25, ati pe ilana metallographic ti awọn ayẹwo ni a ṣe akiyesi lori maikirosikopu opiti LEICA-5000. Ayẹwo itusilẹ sojurigindin pẹlu iwọn 10 mm × 10 mm ni a ge lati aarin ti apakan gigun ti ọpá extruded, ati lilọ ẹrọ ati etching ni a ṣe lati yọ Layer wahala dada kuro. Awọn eeka ọpá ti ko pe ti awọn baalu kristali mẹtẹẹta {111}, {200}, ati {220} ti ayẹwo naa ni a ṣewọn nipasẹ X’Pert Pro MRD X-ray X-ray analyzer ti Ile-iṣẹ PANalytical, ati pe data awoara ti ni ilọsiwaju ati itupalẹ nipasẹ X'Pert Data View ati X'Pert Texture software.
Apeere fifẹ ti alloy simẹnti ni a mu lati aarin ingot, ati pe a ti ge apẹrẹ fifẹ pẹlu itọsọna extrusion lẹhin imukuro. Iwọn agbegbe wọn jẹ Φ4 mm×28 mm. Idanwo fifẹ naa ni a ṣe ni lilo ẹrọ idanwo ohun elo SANS CMT5105 pẹlu iwọn fifẹ ti 2 mm / min. Iwọn apapọ ti awọn apẹẹrẹ boṣewa mẹta jẹ iṣiro bi data ohun-ini ẹrọ. Ẹkọ-ara ti o ṣẹku ti awọn apẹrẹ fifẹ ni a ṣe akiyesi nipa lilo microscope elekitironi ti o ni iwọn-kekere (Quanta 2000, FEI, USA).
2 Esi ati fanfa
Nọmba 1 ṣe afihan awọn microstructure metallographic ti bi-simẹnti 6063 aluminiomu alloy ṣaaju ati lẹhin itọju homogenization. Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 1a, awọn irugbin α-Al ti o wa ninu microstructure bi-simẹnti yatọ ni iwọn, nọmba nla ti awọn ipele reticular β-Al9Fe2Si2 pejọ ni awọn aala ọkà, ati pe nọmba nla ti awọn ipele granular Mg2Si wa ninu awọn oka. Lẹhin ti ingot ti jẹ isokan ni 560 ℃ fun wakati 6, ipele eutectic ti kii ṣe iwọntunwọnsi laarin awọn dendrites alloy di tituka, awọn eroja alloy tituka sinu matrix, microstructure jẹ aṣọ, ati apapọ iwọn ọkà jẹ nipa 125 μm (Figure 1b ).
Ṣaaju ki o to homogenization
Lẹhin ti iṣọkan itọju ni 600 ° C fun wakati 6
Fig.1 Metallographic be of 6063 aluminiomu alloy ṣaaju ati lẹhin itọju homogenization
Nọmba 2 ṣe afihan ifarahan ti awọn ọpa alloy aluminiomu 6063 pẹlu awọn ipin extrusion oriṣiriṣi. Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 2, didara dada ti awọn ọpa 6063 aluminiomu alloy ti a fi jade pẹlu awọn ipin extrusion oriṣiriṣi dara, paapaa nigbati ipin extrusion pọ si 156 (ni ibamu si iyara extrusion bar ti 48 m / min), ko si tun wa. awọn abawọn extrusion gẹgẹbi awọn dojuijako ati peeling lori aaye ti igi naa, ti o nfihan pe 6063 alloy aluminiomu tun ni extrusion gbona ti o dara ti o ni iṣẹ ṣiṣe labẹ ga iyara ati ki o tobi extrusion ratio.
Fig.2 Ifarahan ti 6063 aluminiomu awọn ọpa alumọni pẹlu awọn iṣiro extrusion oriṣiriṣi
Nọmba 3 ṣe afihan microstructure metallographic ti apakan gigun ti igi alloy aluminiomu 6063 pẹlu awọn ipin extrusion oriṣiriṣi. Eto ọkà ti igi pẹlu awọn ipin extrusion oriṣiriṣi fihan awọn iwọn oriṣiriṣi ti elongation tabi isọdọtun. Nigbati ipin extrusion jẹ 17, awọn oka atilẹba ti wa ni elongated pẹlu itọsọna extrusion, ti o tẹle pẹlu dida nọmba kekere ti awọn oka ti a tunṣe, ṣugbọn awọn oka naa tun jẹ isokuso, pẹlu apapọ iwọn ọkà ti nipa 85 μm (Figure 3a) ; nigbati awọn extrusion ratio jẹ 25, awọn oka ti wa ni fa siwaju sii slender, awọn nọmba ti recrystallized oka posi, ati awọn apapọ ọkà iwọn dinku si nipa 71 μm (Figure 3b); nigbati awọn extrusion ratio ni 39, ayafi fun awọn kan kekere nọmba ti dibajẹ oka, awọn microstructure jẹ besikale kq equiaxed recrystallized oka ti uneven iwọn, pẹlu ohun apapọ ọkà iwọn ti nipa 60 μm (Figure 3c); nigbati awọn extrusion ratio ni 69, awọn ìmúdàgba recrystallization ilana ti wa ni besikale pari, awọn isokuso atilẹba oka ti a ti patapata yipada sinu iṣọkan eleto recrystallized oka, ati awọn apapọ ọkà iwọn ti wa ni refaini si nipa 41 μm (Figure 3d); nigbati ipin extrusion jẹ 156, pẹlu ilọsiwaju kikun ti ilana isọdọtun ti o ni agbara, microstructure jẹ aṣọ-aṣọ diẹ sii, ati iwọn ọkà ti ni atunṣe pupọ si nipa 32 μm (Figure 3e). Pẹlu ilosoke ti ipin extrusion, ilana isọdọtun ti o ni agbara n tẹsiwaju ni kikun, microstructure alloy alloy di aṣọ diẹ sii, ati iwọn ọkà ti di mimọ ni pataki (Figure 3f).
Fig.3 Ilana Metallographic ati iwọn ọkà ti apakan gigun ti awọn ọpa alloy aluminiomu 6063 pẹlu awọn ipin extrusion oriṣiriṣi
Nọmba 4 ṣe afihan awọn nọmba odi onidakeji ti awọn ọpa alloy aluminiomu 6063 pẹlu awọn ipin extrusion oriṣiriṣi pẹlu itọsọna extrusion. O le rii pe awọn microstructures ti awọn ọpa alloy pẹlu awọn ipin extrusion oriṣiriṣi gbogbo gbejade iṣalaye yiyan ti o han gbangba. Nigbati ipin extrusion jẹ 17, alailagbara <115>+<100> ti wa ni akoso (Figure 4a); nigbati awọn extrusion ratio ni 39, sojurigindin irinše ni o kun ni okun <100> sojurigindin ati kekere kan iye ti ailagbara <115> sojurigindin (olusin 4b); nigbati awọn extrusion ratio ni 156, sojurigindin irinše <100> sojurigindin pẹlu significantly pọ agbara, nigba ti <115> sojurigindin disappears (olusin 4c). Awọn ijinlẹ ti fihan pe awọn irin onigun ti o dojukọ oju ni akọkọ jẹ <111> ati <100> awọn awoara waya lakoko extrusion ati iyaworan. Ni kete ti awọn sojurigindin ti wa ni akoso, awọn yara otutu darí ini ti awọn alloy han kedere anisotropy. Agbara sojurigindin n pọ si pẹlu ilosoke ti ipin extrusion, ti o nfihan pe nọmba awọn oka ti o wa ninu itọsọna kirisita kan ni afiwe si itọsọna extrusion ni alloy maa n pọ si, ati pe agbara fifẹ gigun ti alloy pọ si. Awọn ilana imudara ti 6063 aluminiomu alloy awọn ohun elo extrusion gbona pẹlu imudara ọkà ti o dara, imudara dislocation, imudara sojurigindin, bbl Laarin awọn iwọn ilana ilana ti a lo ninu iwadi idanwo yii, jijẹ ipin extrusion ni ipa igbega lori awọn ilana imudara ti o wa loke.
Fig.4 Yiyipada polu aworan atọka ti 6063 aluminiomu alloy opa pẹlu o yatọ si extrusion ratios pẹlú awọn extrusion itọsọna
Nọmba 5 jẹ histogram ti awọn ohun-ini fifẹ ti 6063 alloy aluminiomu lẹhin abuku ni awọn ipin extrusion oriṣiriṣi. Agbara fifẹ ti alloy simẹnti jẹ 170 MPa ati elongation jẹ 10.4%. Agbara fifẹ ati elongation ti alloy lẹhin extrusion ti ni ilọsiwaju ni pataki, ati agbara fifẹ ati elongation maa n pọ si pẹlu ilosoke ti ipin extrusion. Nigbati ipin extrusion jẹ 156, agbara fifẹ ati elongation ti alloy de iye ti o pọju, eyiti o jẹ 228 MPa ati 26.9%, lẹsẹsẹ, eyiti o jẹ nipa 34% ti o ga ju agbara fifẹ ti alloy simẹnti ati nipa 158% ga ju awọn elongation. Agbara fifẹ ti 6063 alloy aluminiomu ti o gba nipasẹ ipin nla extrusion jẹ isunmọ si iye agbara fifẹ (240 MPa) ti o gba nipasẹ 4-pass dogba ikanni angular extrusion (ECAP), eyiti o ga julọ ju iye agbara fifẹ (171.1 MPa) gba nipasẹ 1-kọja ECAP extrusion ti 6063 aluminiomu alloy. O le rii pe ipin extrusion nla kan le mu ilọsiwaju awọn ohun-ini ẹrọ ti alloy si iye kan.
Imudara ti awọn ohun-ini ẹrọ ti alloy nipasẹ ipin extrusion ni akọkọ wa lati okun isọdọtun ọkà. Bi ipin extrusion ti n pọ si, awọn oka ti wa ni atunṣe ati iwuwo dislocation n pọ si. Awọn aala ọkà diẹ sii fun agbegbe ẹyọkan le ṣe idiwọ gbigbe ti awọn dislocations ni imunadoko, ni idapo pẹlu iṣipopada ifọwọsowọpọ ati idinamọ ti awọn dislocations, nitorinaa imudarasi agbara alloy naa. Awọn oka ti o dara julọ, diẹ sii awọn aala ọkà ti o ni itara, ati idibajẹ ṣiṣu ni a le pin kakiri ni awọn irugbin diẹ sii, eyiti ko ni itara si dida awọn dojuijako, jẹ ki o jẹ ki o jẹ ki awọn fifọ pọ si. Agbara diẹ sii ni a le gba lakoko ilana fifọ, nitorina imudarasi ṣiṣu ti alloy.
Fig.5 Awọn ohun-ini fifẹ ti 6063 aluminiomu alloy lẹhin simẹnti ati extrusion
Ẹkọ ifasilẹ fifẹ ti alloy lẹhin abuku pẹlu awọn ipin extrusion oriṣiriṣi ni a fihan ni Nọmba 6. Ko si awọn dimples ti a rii ni dida morphology ti apẹrẹ bi-simẹnti (Nọmba 6a), ati fifọ ni akọkọ ni awọn agbegbe alapin ati awọn egbegbe yiya. , ti o nfihan pe ẹrọ fifọ fifọ fifẹ ti alloy-simẹnti jẹ akọkọ fifọ fifọ. Ẹjẹ morphology ti alloy lẹhin extrusion ti yipada ni pataki, ati fifọ jẹ ti o ni nọmba ti o pọju ti awọn dimples equiaxed, ti o nfihan pe ọna fifọ ti alloy lẹhin extrusion ti yipada lati fifọ brittle si fifọ ductile. Nigbati awọn extrusion ratio ni kekere, awọn dimples ni aijinile ati awọn dimple iwọn jẹ tobi, ati awọn pinpin jẹ uneven; bi ipin extrusion posi, awọn nọmba ti dimples posi, awọn dimple iwọn jẹ kere ati awọn pinpin jẹ aṣọ (Figure 6b ~ f), eyi ti o tumo si wipe awọn alloy ni o ni plasticity dara, eyi ti o ni ibamu pẹlu awọn darí ini igbeyewo esi loke.
3 Ipari
Ninu idanwo yii, awọn ipa ti awọn ipin extrusion oriṣiriṣi lori microstructure ati awọn ohun-ini ti 6063 alloy aluminiomu ni a ṣe atupale labẹ ipo pe iwọn billet, iwọn otutu alapapo ingot ati iyara extrusion ko yipada. Awọn ipari jẹ bi atẹle:
1) Yiyi atunkọ waye ni 6063 aluminiomu alloy nigba extrusion gbona. Pẹlu awọn ilosoke ti extrusion ratio, awọn oka ti wa ni continuously refaini, ati awọn oka elongated pẹlú awọn extrusion itọsọna ti wa ni yipada sinu equiaxed recrystallized oka, ati awọn agbara ti <100> waya sojurigindin ti wa ni continuously pọ.
2) Nitori ipa ti o lagbara ọkà ti o dara, awọn ohun-ini ẹrọ ti alloy ti wa ni ilọsiwaju pẹlu ilosoke ti ipin extrusion. Laarin awọn iwọn idanwo, nigbati ipin extrusion jẹ 156, agbara fifẹ ati elongation ti alloy de awọn iye ti o pọju ti 228 MPa ati 26.9%, lẹsẹsẹ.
Fig.6 Tensile fracture morphologies ti 6063 aluminiomu alloy lẹhin simẹnti ati extrusion
3) Ẹya ara-ara ti o ṣẹku ti apẹrẹ bi-simẹnti jẹ ti awọn agbegbe alapin ati awọn egbegbe yiya. Lẹhin ti extrusion, awọn egugun ti wa ni kq kan ti o tobi nọmba ti equiaxed dimples, ati awọn egugun siseto ti wa ni yipada lati brittle fracture to ductile fracture.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kọkanla-30-2024
