Eine große Wandstärke 6061T6 Aluminiumlegierung muss nach heißer Extrusion gelöscht werden. Aufgrund der Einschränkung der diskontinuierlichen Extrusion gelangt ein Teil des Profils mit einer Verzögerung in die Wasserkühlzone. Wenn der nächste kurze Inferat weiter extrudiert wird, wird dieser Teil des Profils verzögertes Löschen unterzogen. Wie man mit dem verzögerten Löschbereich umgeht, ist ein Problem, das jedes Produktionsunternehmen berücksichtigen muss. Wenn der Prozessabfall des Extrusions -Heck -Endes kurz ist, werden die entnommenen Leistungsproben manchmal qualifiziert und manchmal uneingeschränkt. Beim erneuten Abtastung von der Seite wird die Leistung erneut qualifiziert. Dieser Artikel gibt die entsprechende Erklärung durch Experimente an.
1. Testmaterialien und -methoden
Das in diesem Experiment verwendete Material ist 6061 Aluminiumlegierung. Die durch Spektralanalyse gemessene chemische Zusammensetzung lautet wie folgt: Sie entspricht dem GB/T 3190-1996 International 6061 Aluminium-Legierungs-Kompositionsstandard.
In diesem Experiment wurde ein Teil des extrudierten Profils zur soliden Lösungsbehandlung entnommen. Das 400 -mm -lange Profil wurde in zwei Bereiche unterteilt. Bereich 1 war direkt wassergekühlt und gelöscht. Bereich 2 wurde 90 Sekunden lang in der Luft abgekühlt und dann wassergekühlt. Das Testdiagramm ist in Abbildung 1 dargestellt.
Das in diesem Experiment verwendete 6061 -Aluminium -Legierungsprofil wurde durch einen 4000 -stiegenden Extruder extrudiert. Die Formtemperatur beträgt 500 ° C, die Gussstabtemperatur beträgt 510 ° C, die Extrusionsauslasstemperatur 525 ° C, die Extrusionsgeschwindigkeit 2,1 mm/s, die Wasserkühlung mit hoher Intensität wird während des Extrusionsprozesses verwendet und 400 mm Länge Teststück stammt aus der Mitte des extrudierten fertigen Profils. Die Probenbreite beträgt 150 mm und die Höhe 10,00 mm.
Die genommenen Proben wurden partitioniert und dann erneut einer Lösungsbehandlung unterzogen. Die Lösungstemperatur betrug 530 ° C und die Lösungszeit 4 Stunden. Nachdem sie sie herausgenommen hatten, wurden die Proben in einen großen Wassertank mit einer Wassertiefe von 100 mm gelegt. Der größere Wassertank kann sicherstellen, dass sich die Wassertemperatur im Wassertank nur wenige ändert, nachdem die Probe in Zone 1 wassergekühlt ist, wodurch die Erhöhung der Wassertemperatur die Intensität der Wasserkühlung beeinträchtigt. Stellen Sie während des Wasserkühlungsprozesses sicher, dass die Wassertemperatur im Bereich von 20 bis 25 ° C liegt. Die gelösten Proben wurden bei 165 ° C*8h gealtert.
Nehmen Sie einen Teil der 400 mm langen 30 mm breiten 10 -mm -Dicke und führen Sie einen Brinell -Härtentest durch. Machen Sie alle 10 mm 5 Messungen. Nehmen Sie den Durchschnittswert der 5 -Brinell -Härte als die Brinell -Härte zu diesem Zeitpunkt und beobachten Sie das Muster der Härteänderung.
Die mechanischen Eigenschaften des Profils wurden getestet, und der Zugabschnitt 60 mm wurde an verschiedenen Positionen der 400 -mm -Probe gesteuert, um die Zugeigenschaften und die Frakturstelle zu beobachten.
Das Temperaturfeld des wassergekühlten Löschens der Probe und das Löschen nach einer Verzögerung von 90ern wurde durch ANSYS-Software simuliert, und die Kühlraten der Profile an verschiedenen Positionen wurden analysiert.
2. Experimentelle Ergebnisse und Analyse
2.1 Testergebnisse für Härte Tester
Abbildung 2 zeigt die Härteänderungskurve einer 400 -mm -Langen Probe, die mit einem Brinell -Härtenprüfer gemessen wird (die Einheitslänge der Abszisse repräsentiert 10 mm, und die 0 -Skala ist die Trennlinie zwischen normalem Löschung und verzögertem Löschung). Es kann festgestellt werden, dass die Härte am wassergekühlten Ende bei etwa 95 HB stabil ist. Nach der Trennlinie zwischen Wasserkühlung und verzögerter 90er-Jahre-Löschung beginnt die Härte zu sinken, aber die Rückgangsrate ist in der frühen Phase langsam. Nach 40 mm (89 HB) sinkt die Härte stark und fällt auf den niedrigsten Wert (77 HB) bei 80 mm. Nach 80 mm nahm die Härte nicht weiter ab, stieg aber bis zu einem gewissen Grad an. Der Anstieg war relativ klein. Nach 130 mm blieb die Härte bei etwa 83 HB unverändert. Es kann spekuliert werden, dass sich aufgrund der Auswirkung der Wärmeleitung die Kühlrate des verzögerten Löschteils geändert hat.
2.2 Leistungstestergebnisse und Analyse
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse von Zugversuche an Proben, die aus verschiedenen Positionen des parallelen Abschnitts entnommen wurden. Es kann gefunden werden, dass die Zugfestigkeit und Ertragsfestigkeit von Nr. 1 und Nr. 2 fast keine Veränderung haben. Mit zunehmendem Anteil der verzögerten Quench -Enden zeigt die Zugfestigkeit und die Ertragsfestigkeit der Legierung einen signifikanten Abwärtstrend. Die Zugfestigkeit an jeder Probenahmesposition liegt jedoch über der Standardfestigkeit. Nur in der Fläche mit der niedrigsten Härte ist die Streckgrenze niedriger als der Probenstandard, die Probenleistung ist nicht qualifiziert.
Abbildung 4 zeigt die Ergebnisse der Zugeigenschaften von Probe Nr. 3.. Aus Fig. 4 ist die Härte des verzögerten Quench -Endes, je weiter von der Trennlinie entfernt ist, umso niedriger. Die Abnahme der Härte zeigt an, dass die Leistung der Probe verringert ist, die Härte jedoch langsam abnimmt und nur von 95 HB auf etwa 91 HB am Ende des parallelen Abschnitts abnimmt. Wie aus der Leistung in Tabelle 1 hervorgeht, nahm die Zugfestigkeit bei der Wasserkühlung von 342 mPa auf 320 mPa ab. Gleichzeitig wurde festgestellt, dass der Frakturpunkt der Zugprobe auch am Ende des parallelen Abschnitts mit der niedrigsten Härte liegt. Dies liegt daran, dass es weit von der Wasserkühlung entfernt ist, die Legierungsleistung verringert wird und das Ende die Zugfestigkeit zuerst erreicht, um einen Neckern zu bilden. Schließlich stimmt der Unterbrechung des niedrigsten Leistungspunkts ab, und die Breakposition stimmt mit den Ergebnissen der Leistungstest überein.
Abbildung 5 zeigt die Härtekurve des parallelen Abschnitts der Probe Nr. 4 und der Frakturposition. Es kann sich herausstellen, dass die Härte des verzögerten Löschenders, je weiter von der Trennlinie der Wasserkühlung entfernt ist, umso niedriger ist. Gleichzeitig befindet sich auch der Frakturort am Ende, an dem die Härte am niedrigsten ist, 86 HB -Frakturen. Aus Tabelle 2 ist festgestellt, dass am Wasser fast keine plastische Verformung vorhanden ist. Aus Tabelle 1 wurde festgestellt, dass die Probenleistung (Zugfestigkeit 298mpa, Ausbeute 266mpa) signifikant reduziert ist. Die Zugfestigkeit beträgt nur 298 mPa, was nicht die Streckgrenze des wassergekühlten Endes (315 mPa) erreicht. Das Ende hat ein Neckern nach unten gebildet, wenn es niedriger als 315 MPa ist. Vor der Fraktur trat nur eine elastische Verformung im wassergekühlten Bereich auf. Als die Spannung verschwand, verschwand die Belastung am wassergekühlten Ende. Infolgedessen hat die Verformungsmenge in der Wasserkühlzone in Tabelle 2 fast keine Änderung. Die Stichproben bricht am Ende des verzögerten Rate -Brandes, der deformierte Bereich wird verringert und die Endhärte ist die niedrigste, was zu einer signifikanten Verringerung der Leistungsergebnisse führt.
Nehmen Sie Proben aus dem 100% verzögerten Löschbereich am Ende des 400 -mm -Probens. Abbildung 6 zeigt die Härtekurve. Die Härte des parallelen Abschnitts wird auf etwa 83-84 HB reduziert und relativ stabil. Aufgrund des gleichen Prozesses ist die Leistung ungefähr gleich. In der Frakturposition findet sich kein offensichtliches Muster. Die Legierungsleistung ist niedriger als die der wasserlöschten Probe.
Um die Regelmäßigkeit von Leistung und Fraktur weiter zu untersuchen, wurde der parallele Abschnitt der Zugprobe nahe dem niedrigsten Punkt der Härte (77HB) ausgewählt. Aus Tabelle 1 wurde festgestellt, dass die Leistung signifikant reduziert war und der Frakturpunkt in Abbildung 2 am niedrigsten Härtungspunkt erschien.
2.3 ANSYS -Analyseergebnisse
Abbildung 7 zeigt die Ergebnisse der ANSYS -Simulation von Kühlkurven an verschiedenen Positionen. Es ist ersichtlich, dass die Temperatur der Probe im Wasserkühlbereich schnell gesunken ist. Nach 5S sank die Temperatur auf unter 100 ° C und bei 80 mm von der Trennlinie fiel die Temperatur bei 90ern auf etwa 210 ° C. Der durchschnittliche Temperaturabfall beträgt 3,5 ° C/s. Nach 90 Sekunden im Klemmenluftkühlbereich sinkt die Temperatur auf etwa 360 ° C mit einer durchschnittlichen Abfallrate von 1,9 ° C/s.
Durch Leistungsanalyse und Simulationsergebnisse wurde festgestellt, dass die Leistung des Wasserkühlbereichs und der verzögerten Löschbereich ein Änderungsmuster ist, das zuerst abnimmt und dann leicht zunimmt. Die Wärmeleitung durch Wasserkühlung in der Nähe der Trennlinie ist und lässt die Probe in einem bestimmten Bereich mit einer Kühlrate weniger als die der Wasserkühlung (3,5 ° C/s) fallen. Infolgedessen fiel MG2SI, das in die Matrix verfestigt wurde, in großen Mengen in dieser Fläche und die Temperatur nach 90 Sekunden auf etwa 210 ° C zurück. Die große Menge an MG2SI, die ausgefälscht wurde, führte nach 90 s zu einem geringeren Einfluss der Wasserkühlung. Die nach der Alterungsbehandlung ausgelöste MG2SI -Stärkungsphase wurde stark verringert und die Probenleistung anschließend verringert. Die verzögerte Quench -Zone weit entfernt von der Trennlinie ist jedoch weniger durch die Leitung von Wasserkühlwärme betroffen, und die Legierung kühlt unter Luftkühlbedingungen (Kühlrate 1,9 ° C/s) relativ langsam ab. Nur ein kleiner Teil der MG2SI -Phase schlägt langsam aus, und die Temperatur beträgt 360 ° C nach den 90ern. Nach der Wasserkühlung befindet sich der größte Teil der MG2SI -Phase immer noch in der Matrix, und sie verteilt und schlägt nach dem Altern aus, was eine stärkere Rolle spielt.
3. Schlussfolgerung
Es wurde durch Experimente festgestellt, dass verzögerte Löschung die Härte der verzögerten Löschungszone an der Schnittstelle des normalen Löschens und der verzögerten Löschung verursacht, um zuerst abzubauen und dann leicht zu erhöhen, bis es schließlich schließlich stabilisiert.
Für 6061 Aluminiumlegierung betragen die Zugfestigkeiten nach normalem Quenchieren und verzögertem Löschen von 90 s 342 mPa bzw. 288 mPa, und die Streckgrenze beträgt 315 MPa und 252 MPa, wodurch die Probenleidenstandards entsprechen.
Es gibt eine Region mit der niedrigsten Härte, die nach normalem Löschen von 95 HB auf 77 HB reduziert wird. Die Leistung hier ist auch die niedrigste, mit einer Zugfestigkeit von 271 mPa und einer Streckgrenze von 220 mPa.
Durch die ANSYS -Analyse wurde festgestellt, dass die Kühlrate bei der niedrigsten Leistung in den 90ern verzögerten Quench -Zone um ungefähr 3,5 ° C pro Sekunde abnahm, was zu einer unzureichenden festen Lösung der MG2SI -Phase der Stärkung der Stärkung der Stärkung führte. Laut diesem Artikel ist ersichtlich, dass der Leistungsgefahrpunkt im verzögerten Löschbereich an der Kreuzung des normalen Löschens und des verzögerten Löschens erscheint und nicht weit von der Kreuzung entfernt ist, was eine wichtige Leit von Bedeutung für die angemessene Aufbewahrung von Extrusionsschwanz hat Endprozessabfall.
Herausgegeben von Mai Jiang von Mat Aluminium
Postzeit: Aug-28-2024
