6063 Aluminia alojo apartenas al la malalt-alojita Al-Mg-Si-serio varmo-traktebla aluminia alojo. Ĝi havas bonegan elfluan muldan agadon, bonan korodan reziston kaj ampleksajn mekanikajn proprietojn. Ĝi ankaŭ estas vaste uzata en la aŭto -industrio pro sia facila kolorigo de oksidado. Kun la akcelo de la tendenco de malpezaj aŭtomobiloj, la apliko de 6063 aluminiaj alojo -eltiraj materialoj en la aŭto -industrio ankaŭ pliiĝis.
La mikrostrukturo kaj proprietoj de elĉerpitaj materialoj estas tuŝitaj de la kombinitaj efikoj de eltira rapideco, eltira temperaturo kaj eltira proporcio. Inter ili, la eltira proporcio estas ĉefe determinita de la eltira premo, produktada efikeco kaj produktada ekipaĵo. Kiam la eltira proporcio estas malgranda, la alojo -deformado estas malgranda kaj la mikrostruktura rafinado ne estas evidenta; Pliigi la eltiran rilatumon povas signife rafini la grajnojn, rompi la krudan duan fazon, akiri unuforman mikrostrukturon kaj plibonigi la mekanikajn proprietojn de la alojo.
6061 kaj 6063 aluminiaj alojoj spertas dinamikan recristaligon dum la eltira procezo. Kiam la eltira temperaturo estas konstanta, ĉar la eltira proporcio pliiĝas, la grena grandeco malpliiĝas, la fortiga fazo estas fajne dissemita, kaj la streĉa forto kaj plilongigo de la alojo pliiĝas laŭe; Tamen, ĉar la eltira proporcio pliiĝas, la eltira forto bezonata por la eltira procezo ankaŭ pliiĝas, kaŭzante pli grandan termikan efikon, kaŭzante la internan temperaturon de la alojo altiĝi, kaj la rendimento de la produkto malpliiĝas. Ĉi tiu eksperimento studas la efikon de eltira proporcio, precipe granda eltira proporcio, sur la mikrostrukturo kaj mekanikaj proprietoj de 6063 aluminia alojo.
1 Eksperimentaj Materialoj kaj Metodoj
La eksperimenta materialo estas 6063 aluminia alojo, kaj la kemia kunmetaĵo estas montrita en Tabelo 1. La originala grandeco de la ingoto estas φ55 mm × 165 mm, kaj ĝi estas prilaborita en elfluan monbileton kun grandeco de φ50 mm × 150 mm post homogenigo Traktado ĉe 560 ℃ dum 6 h. La monbileto estas varmigita ĝis 470 ℃ kaj varmigita. La antaŭhejtanta temperaturo de la eltira barelo estas 420 ℃, kaj la antaŭhejtanta temperaturo de la muldilo estas 450 ℃. Kiam la eltira rapideco (eltira vergo moviĝanta rapideco) V = 5 mm/s restas senŝanĝa, 5 grupoj de malsamaj eltiraj rilatumaj provoj estas efektivigitaj, kaj la elfluaj proporcioj R estas 17 (respondaj al la diametro D = 12 mm), 25 (d = 10 mm), 39 (d = 8 mm), 69 (d = 6 mm), kaj 156 (d = 4 mm).
Tabelo 1 Kemiaj Kunmetaĵoj de 6063 Al -Alojo (WT/%)
Post sabla muelilo kaj mekanika polurado, la metalografiaj specimenoj estis gravuritaj kun HF-reagento kun volumena frakcio de 40% dum ĉirkaŭ 25 s, kaj la metalografia strukturo de la specimenoj estis observita sur Optika mikroskopo Leica-5000. Specimeno de analiza teksturo kun grandeco de 10 mm × 10 mm estis tranĉita de la centro de la longforma sekcio de la elĉerpita vergo, kaj mekanika muelado kaj gravuraĵo estis faritaj por forigi la surfacan streĉan tavolon. La nekompletaj polaj figuroj de la tri kristalaj ebenoj {111}, {200}, kaj {220} de la specimeno estis mezuritaj de la analizo de difraktado de difraktado X'Pert Pro MRD X, kaj la tekstaj datumoj estis prilaboritaj kaj analizitaj de X′Pert Data View kaj X′Pet -tekstura programaro.
La streĉa specimeno de la rolantaro estis prenita el la centro de la ingoto, kaj la streĉa specimeno estis tranĉita laŭ la ekstrema direkto post elfluado. La mezurila areo estis φ4 mm × 28 mm. La streĉa testo estis farita per SANS CMT5105 Universala Materialo -Testo -Maŝino kun streĉa rapideco de 2 mm/min. La meza valoro de la tri normaj specimenoj estis kalkulita kiel la mekanikaj proprietaj datumoj. La frakturo-morfologio de la tensilaj specimenoj estis observita uzante elektronan mikroskopon malalt-magnification-skanado (Quanta 2000, FEI, Usono).
2 Rezultoj kaj Diskuto
Figuro 1 montras la metalografian mikrostrukturon de la aluminia aluminia alojo de 6063 antaŭ kaj post homogeniga traktado. Kiel montrite en Figuro 1A, la α-al-grajnoj en la as-gisita mikrostrukturo varias laŭ grandeco, granda nombro da retikulaj β-al9Fe2Si2-fazoj kolektiĝas ĉe la grenaj limoj, kaj granda nombro da granulaj Mg2Si-fazoj ekzistas en la grajnoj. After the ingot was homogenized at 560 ℃ for 6 h, the non-equilibrium eutectic phase between the alloy dendrites gradually dissolved, the alloy elements dissolved into the matrix, the microstructure was uniform, and the average grain size was about 125 μm (Figure 1b ).
Antaŭ homogenigo
Post uniforma kuracado je 600 ° C dum 6 horoj
Fig.1 Metallografia Strukturo de 6063 Aluminia Alojo Antaŭ kaj Post Homogeniga Traktado
Figuro 2 montras la aspekton de 6063 aluminiaj alojo -stangoj kun malsamaj eltiraj proporcioj. Kiel montrite en Figuro 2, la surfaca kvalito de 6063 aluminiaj alojo -stangoj elĉerpitaj kun malsamaj elfluaj proporcioj estas bona, precipe kiam la eltira proporcio estas pliigita al 156 (responda al la stango -eltira rapideco de 48 m/min), ankoraŭ ne ekzistas Ekstremaj difektoj kiel fendoj kaj senŝeligado sur la surfaco de la stango, indikante ke 6063 aluminia alojo ankaŭ havas bonan varman elfluon formantan rendimenton sub alta rapideco kaj granda Eltira proporcio.
Fig.2 Aspekto de 6063 Aluminiaj Alojo -Vergoj kun Malsamaj Ekstremaj Ratioj
Figuro 3 montras la metalografian mikrostrukturon de la longforma sekcio de la 6063 aluminia alojo -stango kun malsamaj elfluaj proporcioj. La grena strukturo de la stango kun malsamaj elfluaj proporcioj montras malsamajn gradojn de plilongigo aŭ rafinado. Kiam la eltira proporcio estas 17, la originalaj grajnoj estas plilongigitaj laŭ la ekstrema direkto, akompanataj de la formado de malgranda nombro de rekristaligitaj grajnoj, sed la grajnoj estas ankoraŭ relative krudaj, kun averaĝa grajno de ĉirkaŭ 85 μm (Figuro 3A) ; Kiam la eltira proporcio estas 25, la grajnoj estas tiritaj pli sveltaj, la nombro de rekristaligitaj grajnoj pliiĝas, kaj la meza greno grandeco malpliiĝas ĝis ĉirkaŭ 71 μm (Figuro 3B); Kiam la eltira proporcio estas 39, krom malgranda nombro de deformitaj grajnoj, la mikrostrukturo estas esence kunmetita de egaligitaj rekristaligitaj grajnoj de neegala grandeco, kun averaĝa grajno de ĉirkaŭ 60 μm (Figuro 3C); Kiam la eltira proporcio estas 69, la dinamika rekristaliga procezo estas esence finita, la krudaj originalaj grajnoj estis tute transformitaj al unuforme strukturitaj rekristaligitaj grajnoj, kaj la meza grajno estas rafinita al ĉirkaŭ 41 μm (Figuro 3D); Kiam la eltira proporcio estas 156, kun la plena progreso de la dinamika rekristaliga procezo, la mikrostrukturo estas pli unuforma, kaj la greno -grandeco estas tre rafinita ĝis ĉirkaŭ 32 μm (Figuro 3E). Kun la kresko de eltira proporcio, la dinamika rekristaliga procezo daŭras pli plene, la alojo -mikrostrukturo fariĝas pli unuforma, kaj la greno grandeco estas signife rafinita (Figuro 3F).
Fig.3 Metalografia strukturo kaj grena grandeco de longforma sekcio de 6063 aluminiaj alojo -vergoj kun malsamaj eltiraj proporcioj
Figuro 4 montras la inversajn polajn figurojn de 6063 aluminiaj alojo -stangoj kun malsamaj eltiraj proporcioj laŭ la ekstrema direkto. Videblas, ke la mikrostrukturoj de alojo -stangoj kun malsamaj elfluaj proporcioj ĉiuj produktas evidentan preferindan orientiĝon. Kiam la eltira proporcio estas 17, pli malforta <1115>+<10> teksturo formiĝas (Figuro 4A); Kiam la eltira proporcio estas 39, la teksturaj komponentoj estas ĉefe la pli forta <10> teksturo kaj malgranda kvanto da malforta <115> teksturo (Figuro 4B); Kiam la eltira proporcio estas 156, la teksturaj komponentoj estas la <00> teksturo kun signife pliigita forto, dum la <115> teksturo malaperas (Figuro 4C). Studoj montris, ke vizaĝ-centritaj kubaj metaloj plejparte formas <111> kaj <100> dratajn teksturojn dum elfluado kaj desegnado. Post kiam la teksturo formiĝas, la ĉambraj temperaturaj mekanikaj proprietoj de la alojo montras evidentan anisotropion. La tekstura forto pliiĝas kun la pliigo de la eltira proporcio, indikante, ke la nombro de grajnoj en certa kristala direkto paralela al la ekstrema direkto en la alojo iom post iom pliiĝas, kaj la longforma tensia forto de la alojo pliiĝas. La fortigaj mekanismoj de 6063 aluminiaj alojaj varmaj elfluaj materialoj inkluzivas fajnan grenan fortigon, malpliiĝon de dislokado, fortigado de teksturo, ktp. En la gamo de procezaj parametroj uzataj en ĉi tiu eksperimenta studo, pliigante la eltiran rilatumon havas antaŭenigan efikon sur ĉi -supraj streĉado de mekanismoj.
Fig.4 Reversa polusa diagramo de 6063 aluminiaj alojo -vergoj kun malsamaj eltiraj proporcioj laŭ la ekstrema direkto
Figuro 5 estas histogramo de la tensilaj ecoj de 6063 aluminia alojo post deformado ĉe malsamaj elfluaj proporcioj. La streĉa forto de la gisita alojo estas 170 MPa kaj la plilongigo estas 10,4%. La streĉa forto kaj plilongigo de la alojo post elfluado estas signife plibonigitaj, kaj la streĉa forto kaj plilongigo iom post iom pliiĝas kun la kresko de la eltira proporcio. Kiam la eltira proporcio estas 156, la streĉa forto kaj plilongigo de la alojo atingas la maksimuman valoron, kiuj estas 228 MPa kaj 26,9% respektive, kio estas ĉirkaŭ 34% pli alta ol la streĉa forto de la rolanta alojo kaj ĉirkaŭ 158% pli alta ol la plilongigo. La streĉa forto de 6063 aluminia alojo akirita per granda eltira proporcio estas proksima al la tensia forto-valoro (240 MPa) akirita per 4-pasa egala kanala angula elfluado (ECAP), kiu estas multe pli alta ol la tensia forto-valoro (171.1 MPa) akirita per 1-pasa ECAP-elfluado de 6063 aluminia alojo. Videblas, ke granda eltira proporcio povas plibonigi la mekanikajn proprietojn de la alojo en iu mezuro.
La plibonigo de la mekanikaj proprietoj de la alojo per eltira rilatumo ĉefe devenas de grena rafinado. Ĉar la eltira proporcio pliiĝas, la grajnoj estas rafinitaj kaj la disloka denseco pliiĝas. Pli da grenaj limoj per unuo -areo povas efike malhelpi la movadon de malklarigoj, kombinitaj kun la reciproka movado kaj enmiksiĝo de dislimoj, tiel plibonigante la forton de la alojo. Ju pli fajnaj estas la grajnoj, des pli turmentaj estas la grenaj limoj, kaj la plasta deformado povas esti disvastigita en pli da grajnoj, kio ne taŭgas al la formado de fendoj, eĉ malpli la disvastigo de fendoj. Pli da energio povas esti sorbita dum la frakturo -procezo, tiel plibonigante la plastikecon de la alojo.
Fig.5 Tensilaj ecoj de 6063 aluminia alojo post gisado kaj eltiro
La streĉa fraktura morfologio de la alojo post deformado kun malsamaj elfluaj proporcioj estas montrita en Figuro 6. Neniuj dimples estis trovitaj en la frakturo-morfologio de la as-gisita specimeno (Figuro 6A), kaj la frakturo estis ĉefe kunmetita de ebenaj areoj kaj ŝirmaj randoj , indikante, ke la streĉa frakturmekanismo de la as-kasta alojo estis ĉefe fragila frakturo. La frakturo -morfologio de la alojo post elfluado ŝanĝiĝis signife, kaj la frakturo estas kunmetita de granda nombro da egalecaj dimpleksoj, kio indikas, ke la frakturo -mekanismo de la alojo post elfluado ŝanĝiĝis de malglata frakturo al duktila frakturo. Kiam la eltira proporcio estas malgranda, la dimples estas malprofundaj kaj la dimple grandeco estas granda, kaj la distribuo estas neegala; Ĉar la eltira proporcio pliiĝas, la nombro de dimples pliiĝas, la dimple grandeco estas pli malgranda kaj la distribuo estas unuforma (Figuro 6b ~ f), kio signifas, ke la alojo havas pli bonan plasticecon, kiu konformas al la supraj testoj de mekanikaj proprietoj.
3 Konkludo
En ĉi tiu eksperimento, la efikoj de malsamaj elfluaj proporcioj sur la mikrostrukturo kaj proprietoj de 6063 aluminia alojo estis analizitaj sub la kondiĉo ke la monbileto, ingot -hejtanta temperaturo kaj eltira rapideco restis senŝanĝa. La konkludoj estas kiel sekvas:
1) Dinamika recristaligo okazas en 6063 aluminia alojo dum varma elfluado. Kun la kresko de eltira proporcio, la grajnoj estas kontinue rafinitaj, kaj la grajnoj plilongigitaj laŭ la eltira direkto transformiĝas al ekaŝitaj rekristaligitaj grajnoj, kaj la forto de <100> drata teksturo estas kontinue pliigita.
2) Pro la efiko de fajna greno -plifortigo, la mekanikaj proprietoj de la alojo estas plibonigitaj kun la kresko de eltira proporcio. En la gamo de testaj parametroj, kiam la eltira proporcio estas 156, la streĉa forto kaj plilongigo de la alojo atingas la maksimumajn valorojn de 228 MPa kaj 26,9%respektive.
Fig.6 Tensilaj frakturaj morfologioj de 6063 aluminia alojo post gisado kaj eltiro
3) La morfologio de frakturo de la as-gisita specimeno estas kunmetita de ebenaj areoj kaj larmaj randoj. Post eltiro, la frakturo estas kunmetita de granda nombro da egalecaj dimpleksoj, kaj la frakturmekanismo transformiĝas de frapa frakturo al duktila frakturo.
Afiŝotempo: Nov-30-2024
