6063 aluminia alojo apartenas al la malalt-aloja serio Al-Mg-Si varmotraktebla aluminia alojo. Ĝi havas bonegan eltrudan muldan rendimenton, bonan korodan reziston kaj ampleksajn mekanikajn proprietojn. Ĝi ankaŭ estas vaste uzata en la aŭtindustrio pro sia facila oksidiĝa kolorigo. Kun la akcelo de la tendenco de malpezaj aŭtoj, la apliko de 6063 aluminialojaj eltrudaj materialoj en la aŭtomobila industrio ankaŭ pliiĝis.
La mikrostrukturo kaj propraĵoj de eltruditaj materialoj estas tuŝitaj de la kombinitaj efikoj de eltrudrapideco, eltrudtemperaturo kaj eltrudproporcio. Inter ili, la eltruda proporcio estas ĉefe determinita de la eltruda premo, produktado-efikeco kaj produktada ekipaĵo. Kiam la eltruda proporcio estas malgranda, la aloja deformado estas malgranda kaj la mikrostruktura rafinado ne estas evidenta; pliigi la eltrudan rilatumon povas signife rafini la grajnojn, rompi la krudan duan fazon, akiri unuforman mikrostrukturon kaj plibonigi la mekanikajn ecojn de la alojo.
6061 kaj 6063 aluminiaj alojoj spertas dinamikan rekristaliĝon dum la eltrudprocezo. Kiam la eltruda temperaturo estas konstanta, ĉar la eltruda proporcio pliiĝas, la grajna grandeco malpliiĝas, la plifortiga fazo estas fajne disvastigita, kaj la streĉa forto kaj plilongiĝo de la alojo pliiĝas laŭe; tamen, ĉar la eltruda proporcio pliiĝas, la eltruda forto bezonata por la eltruda procezo ankaŭ pliiĝas, kaŭzante pli grandan termikan efikon, igante la internan temperaturon de la alojo pliiĝi, kaj la agado de la produkto malpliiĝi. Ĉi tiu eksperimento studas la efikon de eltruda proporcio, precipe granda eltrudproporcio, sur la mikrostrukturo kaj mekanikaj propraĵoj de 6063-aluminia alojo.
1 Eksperimentaj materialoj kaj metodoj
La eksperimenta materialo estas 6063 aluminia alojo, kaj la kemia konsisto estas montrita en Tabelo 1. La originala grandeco de la ingoto estas Φ55 mm × 165 mm, kaj ĝi estas prilaborita en eltrudbileton kun grandeco de Φ50 mm × 150 mm post homogeniĝo. traktado je 560 ℃ dum 6 horoj. La bileto estas varmigita al 470 ℃ kaj tenita varma. La antaŭvarmada temperaturo de la eltruda barelo estas 420 ℃, kaj la antaŭvarmada temperaturo de la muldilo estas 450 ℃. Kiam la eltruda rapido (eltruda bastono moviĝanta rapideco) V=5 mm/s restas senŝanĝa, 5 grupoj de malsamaj eltrudaj proporciaj provoj estas efektivigitaj, kaj la eltrudaj proporcioj R estas 17 (korespondanta al la diametro de la truo D=12 mm), 25 (D=10 mm), 39 (D=8 mm), 69 (D=6 mm), kaj 156 (D=4 mm).
Tablo 1 Kemiaj kunmetaĵoj de 6063 Al-alojo (wt/%)
Post ŝmirpapero kaj mekanika polurado, la metalografiaj specimenoj estis gravuritaj per HF-reakciilo kun volumena frakcio de 40% dum ĉirkaŭ 25 s, kaj la metalografia strukturo de la specimenoj estis observita sur optika mikroskopo LEICA-5000. Ekzemplo de tekstura analizo kun grandeco de 10 mm × 10 mm estis tranĉita de la centro de la longituda sekcio de la eltrudita bastono, kaj mekanika muelado kaj akvaforto estis faritaj por forigi la surfacan streĉan tavolon. La nekompletaj polusaj figuroj de la tri kristalaj aviadiloj {111}, {200}, kaj {220} de la provaĵo estis mezuritaj per la X′Pert Pro MRD Rentgenfota difrakta analizilo de PANalytical Company, kaj la teksturaj datumoj estis prilaboritaj kaj analizitaj. de X′Pert Data View kaj X′Pert Texture programaro.
La streĉa specimeno de la gisita alojo estis prenita de la centro de la ingoto, kaj la streĉa specimeno estis tranĉita laŭ la eltruda direkto post eltrudado. La mezurila areograndeco estis Φ4 mm×28 mm. La streĉa provo estis farita per universala materialo-testmaŝino SANS CMT5105 kun streĉa rapideco de 2 mm/min. La averaĝa valoro de la tri normaj specimenoj estis kalkulita kiel la mekanikaj posedaĵdatenoj. La fraktura morfologio de la streĉaj specimenoj estis observita uzante malaltgrandigan skanan elektronan mikroskopon (Quanta 2000, FEI, Usono).
2 Rezultoj kaj diskuto
Figuro 1 montras la metalografian mikrostrukturon de la kiel-gisita 6063-aluminia alojo antaŭ kaj post homogeniga traktado. Kiel montrite en Figuro 1a, la α-Al-grajnoj en la kiel-gisita mikrostrukturo varias en grandeco, granda nombro da retiklaj β-Al9Fe2Si2-fazoj kolektiĝas ĉe la grenlimoj, kaj granda nombro da grajnecaj Mg2Si-fazoj ekzistas ene de la grajnoj. Post kiam la ingoto estis homogenigita je 560 ℃ dum 6 h, la neekvilibra eŭtektika fazo inter la aloj-dendritoj iom post iom dissolviĝis, la alojelementoj dissolviĝis en la matrico, la mikrostrukturo estis unuforma, kaj la averaĝa grajna grandeco estis ĉirkaŭ 125 μm (Figuro 1b). ).
Antaŭ homogeniĝo
Post uniformiga traktado je 600 °C dum 6 horoj
Fig.1 Metalografia strukturo de 6063 aluminia alojo antaŭ kaj post homogeniga traktado
Figuro 2 montras la aspekton de 6063 aluminiaj alojaj stangoj kun malsamaj eltrudaj proporcioj. Kiel montrite en Figuro 2, la surfaca kvalito de 6063 aluminialojaj stangoj eltruditaj kun malsamaj eltrudaj proporcioj estas bona, precipe kiam la eltruda proporcio pliiĝas al 156 (korespondanta al la stanga eltruda rapido de 48 m/min), ankoraŭ ne ekzistas. eltrudaj difektoj kiel fendetoj kaj senŝeligado sur la surfaco de la trinkejo, indikante, ke 6063-aluminia alojo ankaŭ havas bonan varman eltruadon. formante rendimenton sub alta rapido kaj granda eltruda proporcio.
Fig.2 Apero de 6063 aluminialojaj bastonoj kun malsamaj eltrudaj proporcioj
Figuro 3 montras la metalografian mikrostrukturon de la longituda sekcio de la 6063-aluminia aloja stango kun malsamaj eltrudaj proporcioj. La grenstrukturo de la stango kun malsamaj eltrudaj proporcioj montras malsamajn gradojn de plilongigo aŭ rafinado. Kiam la eltruda proporcio estas 17, la originaj grajnoj estas plilongigitaj laŭ la eltruda direkto, akompanata de la formado de malgranda nombro da rekristaligitaj grajnoj, sed la grajnoj estas ankoraŭ relative krudaj, kun averaĝa grajna grandeco de ĉirkaŭ 85 μm (Figuro 3a) ; kiam la eltruda proporcio estas 25, la grajnoj estas tiritaj pli svelte, la nombro da rekristaligitaj grajnoj pliiĝas, kaj la averaĝa grajno malpliiĝas al ĉirkaŭ 71 μm (Figuro 3b); kiam la eltrudproporcio estas 39, krom malgranda nombro da misformitaj grajnoj, la mikrostrukturo estas esence kunmetita de ekvaksaj rekristaligitaj grajnoj de neegala grandeco, kun meza grajnograndeco de proksimume 60 μm (Figuro 3c); kiam la eltruda proporcio estas 69, la dinamika rekristaligprocezo estas esence finita, la krudaj originalaj grajnoj estis tute transformitaj en unuforme strukturitajn rekristaligitajn grajnojn, kaj la averaĝa grajna grandeco estas rafinita al ĉirkaŭ 41 μm (Figuro 3d); kiam la eltruda proporcio estas 156, kun la plena progreso de la dinamika rekristaligprocezo, la mikrostrukturo estas pli unuforma, kaj la grajna grandeco estas tre rafinita al ĉirkaŭ 32 μm (Figuro 3e). Kun la pliiĝo de eltrudproporcio, la dinamika rekristaligprocezo daŭrigas pli plene, la aloja mikrostrukturo fariĝas pli unuforma, kaj la grajngrandeco estas signife rafinita (Figuro 3f).
Fig.3 Metalografia strukturo kaj grajngrandeco de longituda sekcio de 6063 aluminialojaj bastonoj kun malsamaj eltrudaj proporcioj
Figuro 4 montras la inversajn polusajn figurojn de 6063 aluminiaj alojaj stangoj kun malsamaj eltrudaj proporcioj laŭ la eltruda direkto. Oni povas vidi, ke la mikrostrukturoj de alojaj stangoj kun malsamaj eltrudproporcioj ĉiuj produktas evidentan preferatan orientiĝon. Kiam la eltrudproporcio estas 17, pli malforta <115>+<100> teksturo formiĝas (Figuro 4a); kiam la eltruda proporcio estas 39, la teksturaj komponantoj estas ĉefe la pli forta <100> teksturo kaj malgranda kvanto da malforta <115> teksturo (Figuro 4b); kiam la eltrudproporcio estas 156, la teksturo-komponentoj estas la <100> teksturo kun signife pliigita forto, dum la <115> teksturo malaperas (Figuro 4c). Studoj montris, ke vizaĝ-centritaj kubaj metaloj ĉefe formas <111> kaj <100> dratajn teksturojn dum eltrudado kaj tirado. Post kiam la teksturo estas formita, la ĉambra temperaturo mekanikaj trajtoj de la alojo montras evidentan anizotropion. La tekstura forto pliiĝas kun la pliiĝo de la eltruda proporcio, indikante, ke la nombro da grajnoj en certa kristala direkto paralela al la eltruda direkto en la alojo iom post iom pliiĝas, kaj la longituda streĉa forto de la alojo pliiĝas. La plifortigaj mekanismoj de 6063 aluminiaj alojaj varmaj eltrudaj materialoj inkluzivas plifortigon de fajna greno, fortigo de dislokiĝo, plifortigo de teksturo, ktp. Ene de la gamo de procezaj parametroj uzataj en ĉi tiu eksperimenta studo, pliigi la extrusion-proporcion havas promocian efikon sur la supraj plifortigaj mekanismoj.
Fig.4 Inversa polusa diagramo de 6063 aluminialojaj bastonoj kun malsamaj eltrudaj proporcioj laŭ la eltruda direkto
Figuro 5 estas histogramo de la streĉaj propraĵoj de 6063 aluminia alojo post deformado ĉe malsamaj eltrudaj proporcioj. La tirforto de la gisita alojo estas 170 MPa kaj la plilongigo estas 10,4%. La streĉa forto kaj plilongiĝo de la alojo post eltrudado estas signife plibonigitaj, kaj la streĉa forto kaj plilongiĝo iom post iom pliiĝas kun la pliiĝo de la eltruda proporcio. Kiam la eltruda proporcio estas 156, la tirforto kaj plilongigo de la alojo atingas la maksimuman valoron, kiuj estas 228 MPa kaj 26,9%, respektive, kiu estas ĉirkaŭ 34% pli alta ol la streĉa forto de la gisita alojo kaj ĉirkaŭ 158% pli alta ol la plilongigo. La streĉa forto de 6063-aluminia alojo akirita per granda eltrudproporcio estas proksima al la tirforta valoro (240 MPa) akirita per 4-pasa egala kanalo angula eltrudo (ECAP), kiu estas multe pli alta ol la tirforta valoro (171.1 MPa) akirita per 1-pasa ECAP eltrudado de 6063 aluminia alojo. Oni povas vidi, ke granda eltruda proporcio povas plibonigi la mekanikajn ecojn de la alojo certagrade.
La plibonigo de la mekanikaj propraĵoj de la alojo per eltruda proporcio ĉefe venas de grena rafinado plifortigo. Ĉar la eltrudproporcio pliiĝas, la grajnoj estas rafinitaj kaj la dislokiĝdenseco pliiĝas. Pli da grenlimoj por unuo-areo povas efike malhelpi la movadon de dislokiĝoj, kombinita kun la reciproka movado kaj implikiĝo de dislokiĝoj, tiel plibonigante la forton de la alojo. Ju pli fajnaj estas la grajnoj, des pli turmentaj estas la grajnaj limoj, kaj la plasta deformado povas esti disigita en pli da grajnoj, kio ne favoras al la formado de fendoj, des malpli al la disvastigo de fendoj. Pli da energio povas esti sorbita dum la frakturprocezo, tiel plibonigante la plastikecon de la alojo.
Fig.5 Streĉaj propraĵoj de 6063 aluminia alojo post fandado kaj eltrudado
La streĉa fraktura morfologio de la alojo post deformado kun malsamaj eltrudaj proporcioj estas montrita en Figuro 6. Neniuj kavetoj estis trovitaj en la fraktura morfologio de la kiel-gisita specimeno (Figuro 6a), kaj la frakturo estis ĉefe kunmetita de plataj areoj kaj ŝirantaj randoj. , indikante ke la streĉa frakturmekanismo de la kiel-gisita alojo estis plejparte fragila frakturo. La fraktura morfologio de la alojo post eltrudado signife ŝanĝiĝis, kaj la frakturo estas kunmetita de granda nombro da ekvaksaj kavetoj, indikante, ke la fraktura mekanismo de la alojo post eltrudado ŝanĝiĝis de fragila frakturo al duktila frakturo. Kiam la eltrudproporcio estas malgranda, la kavetoj estas malprofundaj kaj la kavetograndeco estas granda, kaj la distribuo estas neegala; ĉar la eltrudproporcio pliiĝas, la nombro da kavetoj pliiĝas, la kavetgrandeco estas pli malgranda kaj la distribuo estas unuforma (Figuro 6b~f), kio signifas, ke la alojo havas pli bonan plastikecon, kio kongruas kun la mekanikaj propraĵoj testrezultoj supre.
3 Konkludo
En ĉi tiu eksperimento, la efikoj de malsamaj eltrudaj proporcioj sur la mikrostrukturo kaj propraĵoj de 6063-aluminia alojo estis analizitaj sub la kondiĉo, ke la bildgrandeco, ingota hejta temperaturo kaj eltrudrapideco restis senŝanĝaj. La konkludoj estas kiel sekvas:
1) Dinamika rekristaliĝo okazas en 6063-aluminia alojo dum varma eltrudado. Kun la pliiĝo de eltruda proporcio, la grajnoj estas senĉese rafinitaj, kaj la grajnoj plilongigitaj laŭ la eltruda direkto estas transformitaj en ekvaksajn rekristaligitajn grajnojn, kaj la forto de <100> drato teksturo estas senĉese pliigita.
2) Pro la efiko de plifortigo de fajna greno, la mekanikaj propraĵoj de la alojo pliboniĝas kun la pliigo de eltruda proporcio. Ene de la gamo de testaj parametroj, kiam la eltruda proporcio estas 156, la streĉa forto kaj plilongiĝo de la alojo atingas la maksimumajn valorojn de 228 MPa kaj 26,9%, respektive.
Fig.6 Tireca frakturo-morfologioj de 6063 aluminia alojo post fandado kaj eltrudado
3) La fraktura morfologio de la kiel-gisita specimeno estas kunmetita de plataj areoj kaj ŝiraj randoj. Post eltrudado, la frakturo estas kunmetita de granda nombro da ekvaksaj kavetoj, kaj la fraktura mekanismo estas transformita de fragila frakturo al duktila frakturo.
Afiŝtempo: Nov-30-2024
