Granda murdikeco 6061T6 aluminia alojo devas esti estingita post varma eltrudado. Pro la limigo de malkontinua eltrudado, parto de la profilo eniros la akvo-malvarmigan zonon kun malfruo. Kiam la sekva mallonga ingoto daŭre estas eltrudita, ĉi tiu parto de la profilo suferos prokrastitan estingadon. Kiel trakti la malfruan estingan areon estas afero, kiun ĉiu produktentrepreno devas konsideri. Kiam la eltruda vosto finproceza malŝparo estas mallonga, la elfaraj specimenoj prenitaj foje estas kvalifikitaj kaj foje nekvalifikitaj. Dum resampling de la flanko, la agado denove estas kvalifikita. Ĉi tiu artikolo donas la respondan klarigon per eksperimentoj.
1. Testaj materialoj kaj metodoj
La materialo uzata en ĉi tiu eksperimento estas 6061-aluminia alojo. Ĝia kemia konsisto mezurita per spektra analizo estas kiel sekvas: Ĝi konformas al GB/T 3190-1996 internacia 6061 aluminialojo-kompona normo.
En ĉi tiu eksperimento, parto de la eltrudita profilo estis prenita por solida solvtraktado. La 400mm longa profilo estis dividita en du areojn. Areo 1 estis rekte akvomalvarmigita kaj estingita. Areo 2 estis malvarmigita en la aero dum 90 sekundoj kaj tiam akvomalvarmigita. La testdiagramo estas montrita en Figuro 1.
La 6061 aluminialojoprofilo uzita en ĉi tiu eksperimento estis eligita per 4000UST-ekstrudisto. La muldila temperaturo estas 500 °C, la ĵetstanga temperaturo estas 510 °C, la eltruda elirejo temperaturo estas 525 °C, la eltruda rapideco estas 2,1 mm/s, altintensa akvomalvarmigo estas uzata dum la eltruda procezo, kaj 400 mm. longa testpeco estas prenita de la mezo de la eltrudita finita profilo. La specimena larĝo estas 150mm kaj la alteco estas 10.00mm.
La prenitaj specimenoj estis dividitaj kaj poste submetitaj al solvtraktado denove. La solvtemperaturo estis 530 °C kaj la solvtempo estis 4 horoj. Post elpreni ilin, la specimenoj estis metitaj en grandan akvocisternon kun akvoprofundo de 100mm. La pli granda akvocisterno povas certigi, ke la akvotemperaturo en la akvocisterno malmulte ŝanĝas post kiam la specimeno en zono 1 estas akvomalvarmigita, malhelpante la pliiĝon de akvotemperaturo influas la akvomalvarmigan intensecon. Dum la akvomalvarmigo, certigu, ke la akvotemperaturo estas en la intervalo de 20-25 °C. La estingitaj specimenoj maljuniĝis je 165 °C * 8h.
Prenu parton de la specimeno 400mm longan 30mm larĝan 10mm dikan, kaj faru Brinell-teston pri malmoleco. Faru 5 mezurojn ĉiujn 10 mm. Prenu la averaĝan valoron de la 5 Brinell-malmolecoj kiel la Brinell-malmoleco-rezulto ĉe ĉi tiu punkto, kaj observu la malmolecŝanĝan ŝablonon.
La mekanikaj propraĵoj de la profilo estis provitaj, kaj la streĉa paralela sekcio 60mm estis kontrolita ĉe malsamaj pozicioj de la 400mm specimeno por observi la streĉajn trajtojn kaj frakturlokon.
La temperaturkampo de la akvomalvarmigita estingo de la specimeno kaj la estingo post malfruo de 90'oj estis simulita per ANSYS-programaro, kaj la malvarmigaj impostoj de la profiloj ĉe malsamaj pozicioj estis analizitaj.
2. Eksperimentaj rezultoj kaj analizo
2.1 Durectestrezultoj
Figuro 2 montras la malmolecŝanĝan kurbon de 400mm longa specimeno mezurita per Brinell-malmoleca testilo (la unuolongo de la absciso reprezentas 10mm, kaj la 0-skalo estas la dividlinio inter normala estingo kaj prokrastita estingo). Oni povas trovi, ke la malmoleco ĉe la akvomalvarmigita fino estas stabila ĉirkaŭ 95HB. Post la dividlinio inter akvomalvarmigo estingo kaj prokrastita 90-aj jaroj akvomalvarmigo estingo, la malmoleco komencas malpliiĝi, sed la malkresko rapideco estas malrapida en la frua etapo. Post 40mm (89HB), la malmoleco falas akre, kaj falas al la plej malalta valoro (77HB) ĉe 80mm. Post 80mm, la malmoleco ne daŭre malpliiĝis, sed iom pliiĝis. La kresko estis relative malgranda. Post 130mm, la malmoleco restis senŝanĝa ĉirkaŭ 83HB. Oni povas konjekti, ke pro la efiko de varmokondukado, la malvarmiga rapideco de la prokrastita estinga parto ŝanĝiĝis.
2.2 Rezultoj kaj analizo de rendimento-testo
Tabelo 2 montras la rezultojn de streĉaj eksperimentoj faritaj sur specimenoj prenitaj de malsamaj pozicioj de la paralela sekcio. Oni povas trovi, ke la tirforto kaj cedebleco de n-ro 1 kaj n-ro 2 havas preskaŭ neniun ŝanĝon. Ĉar la proporcio de prokrastaj estingaj finoj pliiĝas, la tirforto kaj cedebleco de la alojo montras signifan malsupreniĝan tendencon. Tamen, la tirstreĉo-rezisto ĉe ĉiu prova loko estas super la norma forto. Nur en la areo kun la plej malalta malmoleco, la rendimento forto estas pli malalta ol la specimena normo, la specimena agado estas nekvalifikita.
Figuro 4 montras la streĉajn proprietojn rezultojn de specimeno n-ro 3. Oni povas trovi el Figuro 4, ke ju pli malproksime de la dividlinio, des pli malalta estas la malmoleco de la prokrastita estinga fino. La malpliiĝo de malmoleco indikas, ke la rendimento de la provaĵo estas reduktita, sed la malmoleco malrapide malpliiĝas, nur malpliiĝante de 95HB al proksimume 91HB ĉe la fino de la paralela sekcio. Kiel videblas de la rezultaj rezultoj en Tabelo 1, la streĉa forto malpliiĝis de 342MPa al 320MPa por akvomalvarmigo. Samtempe, oni trovis, ke la rompopunkto de la streĉa specimeno estas ankaŭ ĉe la fino de la paralela sekcio kun la plej malalta malmoleco. Ĉi tio estas ĉar ĝi estas malproksime de la akvomalvarmigo, la aloja rendimento estas reduktita, kaj la fino atingas la streĉfortan limon unue por formi kolan malsupren. Fine, rompu de la plej malalta rendimento-punkto, kaj la rompopozicio kongruas kun la rezultaj testrezultoj.
Figuro 5 montras la malmolecan kurbon de la paralela sekcio de specimeno n-ro 4 kaj la fraktura pozicio. Oni povas trovi, ke ju pli malproksime de la akvomalvarma dividlinio, des pli malalta estas la malmoleco de la malfrua estinga fino. Samtempe, la fraktura loko estas ankaŭ ĉe la fino kie la malmoleco estas plej malalta, 86HB frakturoj. De Tabelo 2, estas trovita ke ekzistas preskaŭ neniu plasta deformado ĉe la akvomalvarmigita fino. De Tabelo 1, oni trovas, ke la specimena rendimento (streĉa forto 298MPa, rendimento 266MPa) estas signife reduktita. La streĉa forto estas nur 298MPa, kiu ne atingas la rendimenton de la akvomalvarmigita fino (315MPa). La fino formis kolo malsupren kiam ĝi estas pli malalta ol 315MPa. Antaŭ frakturo, nur elasta deformado okazis en la akvomalvarmigita areo. Ĉar la streĉo malaperis, la streĉo ĉe la akvomalvarmigita fino malaperis. Kiel rezulto, la deforma kvanto en la akvo-malvarmiga zono en Tabelo 2 havas preskaŭ neniun ŝanĝon. La specimeno rompas ĉe la fino de la prokrastita indico-fajro, la misformita areo estas reduktita, kaj la fina malmoleco estas la plej malalta, rezultigante signifan redukton de agado-rezultoj.
Prenu specimenojn el la 100% prokrastita estinga areo ĉe la fino de la 400mm specimeno. Figuro 6 montras la malmoleckurbon. La malmoleco de la paralela sekcio estas reduktita al proksimume 83-84HB kaj estas relative stabila. Pro la sama procezo, la agado estas proksimume la sama. Neniu evidenta ŝablono estas trovita en la fraktura pozicio. La aloja rendimento estas pli malalta ol tiu de la akvo-estingita specimeno.
Por plue esplori la regulecon de rendimento kaj frakturo, la paralela sekcio de la streĉa specimeno estis elektita proksime de la plej malalta punkto de malmoleco (77HB). De Tabelo 1, oni trovis, ke la agado estis signife reduktita, kaj la fraktura punkto aperis ĉe la plej malalta punkto de malmoleco en Figuro 2.
2.3 ANSYS-analizrezultoj
Figuro 7 montras la rezultojn de ANSYS-simulado de malvarmigaj kurboj ĉe malsamaj pozicioj. Oni povas vidi, ke la temperaturo de la specimeno en la akvomalvarmigejo rapide falis. Post 5s, la temperaturo falis sub 100°C, kaj je 80mm de la dislinio, la temperaturo falis al ĉirkaŭ 210°C je 90s. La averaĝa temperaturfalo estas 3,5 °C/s. Post 90 sekundoj en la fina aera malvarmiga areo, la temperaturo falas al proksimume 360 °C, kun averaĝa gutofteco de 1,9 °C/s.
Per agado de analizo kaj simulado de rezultoj, oni trovas, ke la agado de la akvo-malvarmiga areo kaj prokrastita estinga areo estas ŝanĝpadrono, kiu unue malpliiĝas kaj poste iomete pliiĝas. Trafita per akvomalvarmigo proksime de la disiga linio, varmokondukado igas la provaĵon en certa areo fali kun malvarmigorapideco malpli ol tiu de akvomalvarmigo (3.5 °C/s). Kiel rezulto, Mg2Si, kiu solidiĝis en la matrico, precipitadis en grandaj kvantoj en ĉi tiu areo, kaj la temperaturo falis al proksimume 210 °C post 90 sekundoj. La granda kvanto de Mg2Si precipitita kondukis al pli malgranda efiko de akvomalvarmigo post 90 s. La kvanto de Mg2Si plifortiga fazo precipitita post maljuniga traktado estis multe reduktita, kaj la specimena agado estis poste reduktita. Tamen, la malfrua estinga zono malproksime de la dividlinio estas malpli tuŝita de akvo-malvarmiga varmokondukado, kaj la alojo malvarmiĝas relative malrapide sub aero-malvarmigaj kondiĉoj (malvarmiga rapideco 1,9 °C/s). Nur malgranda parto de la Mg2Si fazo malrapide precipitas, kaj la temperaturo estas 360C post 90'oj. Post akvomalvarmigo, la plej granda parto de la fazo Mg2Si ankoraŭ estas en la matrico, kaj ĝi disiĝas kaj precipitas post maljuniĝo, kiu ludas plifortigan rolon.
3. Konkludo
Estis trovite per eksperimentoj, ke prokrastita estingo kaŭzos la malmolecon de la prokrastita estingo zono ĉe la intersekciĝo de normala estingo kaj prokrastita estingo unue malpliiĝi kaj poste pliiĝi iomete ĝis ĝi finfine stabiliĝos.
Por 6061 aluminia alojo, la tirfortoj post normala estingo kaj prokrastita estingo dum 90 s estas 342MPa kaj 288MPa respektive, kaj la rendimentofortoj estas 315MPa kaj 252MPa, kiuj ambaŭ plenumas la specimenajn agadonormojn.
Estas regiono kun la plej malalta malmoleco, kiu estas reduktita de 95HB al 77HB post normala estingo. La agado ĉi tie ankaŭ estas la plej malalta, kun streĉa forto de 271MPa kaj rendimento de 220MPa.
Per ANSYS-analizo, oni trovis, ke la malvarmiga indico ĉe la plej malalta rendimento en la 90-aj jaroj prokrastita estinga zono malpliiĝis je proksimume 3,5 °C sekundo, rezultigante nesufiĉan solidan solvon de la plifortiga fazo Mg2Si-fazo. Laŭ ĉi tiu artikolo, oni povas vidi, ke la agado-danĝera punkto aperas en la prokrastita estinga areo ĉe la krucvojo de normala estingo kaj prokrastita estingo, kaj estas ne malproksime de la krucvojo, kiu havas gravan gvidan signifon por la akceptebla reteno de eltruda vosto. finproceza malŝparo.
Redaktis May Jiang de MAT Aluminium
Afiŝtempo: Aŭg-28-2024
