Velika debljina stijenke 6061T6 aluminijska legura treba ugasiti nakon vruće ekstruzije. Zbog ograničenja diskontinuirane ekstruzije, dio profila ući će u zonu hlađenja vode s kašnjenjem. Kad se sljedeći kratki ingot i dalje ekstrudira, ovaj će dio profila proći odgođeno gašenje. Kako se nositi s odgođenim područjem gašenja, pitanje je koje svaka proizvodna tvrtka treba uzeti u obzir. Kad je otpad krajnjeg kraja ekstruzijskog repa kratak, uzimani uzorci performansi ponekad su kvalificirani, a ponekad i nekvalificirani. Prilikom ponovnog preusmjeravanja sa strane, izvedba se ponovno kvalificira. Ovaj članak daje odgovarajuće objašnjenje eksperimentima.
1. Ispitni materijali i metode
Materijal koji se koristi u ovom eksperimentu je 6061 aluminijska legura. Njegov kemijski sastav mjeren spektralnom analizom je sljedeći: u skladu je s GB/T 3190-1996 International 6061 Standard sastava aluminijske legure.
U ovom je eksperimentu uzet dio ekstrudiranog profila za tretman čvrste otopine. Profil dugačak 400 mm podijeljen je u dva područja. Područje 1 bio je izravno hlađen od vode i ugašen. Područje 2 ohlađeno je u zraku 90 sekundi, a zatim vodeno hlađen. Ispitni dijagram prikazan je na slici 1.
Profil aluminijske legure od 6061 korišten u ovom eksperimentu ekstrudiran je 4000UST ekstruderom. Temperatura kalupa je 500 ° C, temperatura štapića za lijevanje je 510 ° C, temperatura ekstruzijskog izlaza je 525 ° C, brzina ekstruzije je 2,1 mm/s, hlađenje vode visokog intenziteta koristi se tijekom postupka ekstruzije i 400 mm Testni komad duljine uzima se iz sredine ekstrudiranog gotovog profila. Širina uzorka je 150 mm, a visina 10,00 mm.
Uzeti uzorci su podijeljeni, a zatim su ponovno podvrgnuti liječenju otopine. Temperatura otopine bila je 530 ° C, a vrijeme otopine 4 sata. Nakon što su ih izvadili, uzorci su postavljeni u veliki spremnik vode s dubinom vode od 100 mm. Veći spremnik vode može osigurati da se temperatura vode u spremniku vode malo promijeni nakon što je uzorak u zoni 1 hlađen od vode, sprečavajući povećanje temperature vode da utječe na intenzitet hlađenja vode. Tijekom postupka hlađenja vode, osigurajte da je temperatura vode u rasponu od 20-25 ° C. Ugašeni uzorci bili su stari na 165 ° C*8H.
Uzmite dio uzorka dugačak 400 mm dugačak 30 mm debljine 10 mm i obavite Brinell test tvrdoće. Izvršite 5 mjerenja svakih 10 mm. Uzmite prosječnu vrijednost tvrdoće 5 Brinell -a kao Brinell tvrdoća u ovom trenutku i promatrajte obrazac promjene tvrdoće.
Mehanička svojstva profila su testirana, a zatezanje paralelnog odjeljka 60 mm kontroliran je na različitim položajima uzorka od 400 mm kako bi se promatrali svojstva zatezanja i loma.
Temperaturno polje vodenog hlađenog gašenja uzorka i gašenja nakon kašnjenja od 90-ih simulirano je putem ANSYS softvera, a analizirane su brzine hlađenja profila na različitim položajima.
2. Eksperimentalni rezultati i analiza
2.1 Rezultati ispitivanja tvrdoće
Na slici 2 prikazana je krivulja promjene tvrdoće u uzorku duge 400 mm izmjerena Brinellovim ispitivačem tvrdoće (duljina jedinice apscissa predstavlja 10 mm, a 0 skala je podjelu između normalnog gašenja i odgođenog gašenja). Može se utvrditi da je tvrdoća na vodenom hlađenom stabilnoj oko 95HB. Nakon što je razdvojena linija između vodenog hlađenja i odgođenog ugašenja vodenog hlađenja u 90-ima, tvrdoća počinje opadati, ali stopa pada je spora u ranoj fazi. Nakon 40 mm (89HB), tvrdoća naglo opada i pada na najnižu vrijednost (77HB) na 80 mm. Nakon 80 mm, tvrdoća se nije i dalje smanjivala, već se u određenoj mjeri povećavala. Povećanje je bilo relativno malo. Nakon 130 mm, tvrdoća je ostala nepromijenjena oko 83HB. Može se nagađati da se zbog učinka toplinske provodljivosti brzina hlađenja odgođenog dijela gašenja promijenila.
2.2 Rezultati i analiza ispitivanja performansi
Tablica 2 prikazuje rezultate zateznih eksperimenata provedenih na uzorcima uzetim iz različitih položaja paralelnog presjeka. Može se utvrditi da čvrstoća zatezanja i čvrstoće prinosa br. 1 i br. 2 gotovo da se ne mijenjaju. Kako se udio odgođenih gašenja povećava, čvrstoća zatezanja i čvrstoće legure pokazuju značajan trend prema dolje. Međutim, vlačna čvrstoća na svakom mjestu uzorkovanja je iznad standardne čvrstoće. Samo u području s najnižom tvrdoćom, čvrstoća prinosa je niža od standarda uzorka, performanse uzorka je nekvalificirana.
Na slici 4 prikazani su zatečna svojstva rezultata uzorka br. Smanjenje tvrdoće ukazuje na to da se učinak uzorka smanjuje, ali tvrdoća se polako smanjuje, smanjujući se samo s 95HB na oko 91HB na kraju paralelnog dijela. Kao što se može vidjeti iz rezultata performansi u tablici 1, čvrstoća zatezanja smanjila se s 342MPA na 320MPa za hlađenje vode. Istodobno, utvrđeno je da je točka loma uzorka zatezanja također na kraju paralelnog dijela s najnižom tvrdoćom. To je zato što je daleko od vodenog hlađenja, performanse legura se smanjuju, a kraj doseže granicu vlačne čvrstoće prvo kako bi se oblikovalo. Konačno, prekid od najniže točke performansi, a položaj prekida u skladu je s rezultatima ispitivanja performansi.
Na slici 5 prikazana je krivulja tvrdoće paralelnog dijela uzorka br. 4 i položaja loma. Može se ustanoviti da što je dalje od dijeljenja vodnog hlađenja vode, to je niža tvrdoća odgođenog kraja gašenja. Istodobno, mjesto prijeloma je također na kraju gdje je tvrdoća najniža, prijeloma od 86 HB. Iz tablice 2 utvrđeno je da na kraju vodeno hlađenog na vodenom hlađenju gotovo nema plastične deformacije. Iz tablice 1 utvrđeno je da se performanse uzorka (vlačna čvrstoća 298MPa, prinos 266MPa) značajno smanjuje. Vučna čvrstoća je samo 298MPA, što ne doseže čvrstoću prinosa na kraju vodenog hlađenog (315MPA). Kraj je stvorio spuštanje kad je niži od 315MPA. Prije loma, na području vodenog hlađenog na vodeni sloj dogodila se samo elastična deformacija. Kako je stres nestao, naprezanje na kraju vodenog hlađenja nestao je. Kao rezultat toga, količina deformacije u zoni hlađenja vode u tablici 2 gotovo se ne mijenja. Uzorak prekida na kraju požara odgođene brzine, deformirano područje se smanjuje, a krajnja tvrdoća je najmanja, što rezultira značajnim smanjenjem rezultata performansi.
Uzmite uzorke iz 100% odgođenog područja gašenja na kraju uzorka od 400 mm. Slika 6 prikazuje krivulju tvrdoće. Tvrdoća paralelnog presjeka smanjuje se na oko 83-84HB i relativno je stabilna. Zbog istog procesa, performanse je otprilike isti. U položaju loma se ne nalazi očigledan uzorak. Učinkovitost legura je niža od one u uzorku s vodom.
Kako bi se dodatno istražila pravilnost performansi i loma, odabran je paralelni dio zateznog uzorka u blizini najniže točke tvrdoće (77HB). Iz tablice 1 utvrđeno je da je performanse značajno smanjena, a točka loma pojavila se na najnižoj točki tvrdoće na slici 2.
2.3 Rezultati analize ANSYS
Slika 7 prikazuje rezultate ANSYS simulacije krivulja hlađenja na različitim položajima. Može se vidjeti da se temperatura uzorka u području hlađenja vode brzo spustila. Nakon 5s, temperatura se spustila na ispod 100 ° C, a na 80 mm od linije za dijeljenje, temperatura je pala na oko 210 ° C pri 90 -ima. Prosječni pad temperature je 3,5 ° C/s. Nakon 90 sekundi u terminalnom području hlađenja zraka, temperatura pada na oko 360 ° C, s prosječnom padom od 1,9 ° C/s.
Kroz analizu performansi i rezultate simulacije, utvrđeno je da je performanse područja hlađenja vode i odgođenog područja gašenja je obrazac promjene koji se prvo smanjuje, a zatim se malo povećava. Pod utjecajem vodenog hlađenja u blizini linije za razdjelu, toplinska provođenje uzrokuje da uzorak na određenom području padne brzinom hlađenja manjom od hlađenja vode (3,5 ° C/s). Kao rezultat toga, mg2si, koji se učvrstio u matrici, taložen u velikim količinama u ovom području, a temperatura je pala na oko 210 ° C nakon 90 sekundi. Velika količina MG2SI taložena dovela je do manjeg učinka vodenog hlađenja nakon 90 s. Količina faze jačanja MG2SI taložila se nakon tretmana starenja, a performanse uzorka je naknadno smanjena. Međutim, zona odgođenog gašenja daleko od linije za razdjelu manje utječe vodno hlađenje toplinske provodljivosti, a legura se hladi relativno sporo u uvjetima hlađenja zraka (brzina hlađenja 1,9 ° C/s). Samo mali dio MG2SI faze polako se taloži, a temperatura je 360C nakon 90 -ih. Nakon vodenog hlađenja, većina MG2SI faze još uvijek je u matrici, a ona se raspršuje i taloži nakon starenja, što igra jačanu ulogu.
3. Zaključak
Utvrđeno je kroz eksperimente da će odgoditi gašenje uzrokovati tvrdoću odgođene zone gašenja na raskrižju normalnog gašenja i odgođenog gašenja da se prvo smanji, a zatim se malo povećava dok se konačno ne stabilizira.
Za leguru aluminija 6061, zatezne snage nakon normalnog gašenja i odgođenog gašenja za 90 s su 342MPA i 288MPa, a jačine prinosa su 315MPa i 252MPa, a oba su uzorke uzoraka.
Postoji regija s najnižom tvrdoćom, koja se nakon normalnog gašenja smanjuje s 95HB na 77HB. Izvedba ovdje je također najniža, s vlačnom čvrstoćom od 271MPA i čvrstoćom prinosa od 220MPa.
Kroz ANSYS analizu utvrđeno je da se brzina hlađenja u najnižoj točki performansi u zoni odgođenih u gašenju 90 -ih smanjila za približno 3,5 ° C u sekundi, što je rezultiralo nedovoljnom čvrstom otopinom faze jačanja MG2SI. Prema ovom članku, može se vidjeti da se točka opasnosti od performansi pojavljuje u odgođenom području gašenja na spajanju normalnog gašenja i odgođenog gašenja, a nije daleko od spoja, što ima važan važan značaj za razumno zadržavanje repa ekstruzije Kraj procesa otpada.
Uredio May Jiang iz Mat Aluminium
Post Vrijeme: kolovoz-28-2024
