Grouss Wanddicke 6061T6 Aluminiumlegierung muss no waarmem Extrusioun ofgeschwächt ginn. Wéinst der Begrenzung vun der diskontinuerlecher Extrusioun wäert en Deel vum Profil mat enger Verzögerung an d'Waasserkühlzon kommen. Wann déi nächst kuerz Ingot weider extrudéiert gëtt, gëtt dësen Deel vum Profil verspéiten Ausschloss. Wéi een mat dem verspéiten Ausschlossgebitt ëmgeet ass en Thema dat all Produktiounsfirma muss berécksiichtegen. Wann der extrusion Schwäif Enn Prozess Offall kuerz ass, der Leeschtung Echantillon geholl heiansdo qualifizéiert an heiansdo onqualifizéiert. Beim Resampling vun der Säit gëtt d'Leeschtung erëm qualifizéiert. Dësen Artikel gëtt déi entspriechend Erklärung duerch Experimenter.
1. Test Material a Methoden
D'Material an dësem Experiment benotzt ass 6061 Aluminiumlegierung. Seng chemesch Zesummesetzung gemooss duerch Spektralanalyse ass wéi follegt: Et entsprécht dem GB/T 3190-1996 internationalen 6061 Aluminiumlegierungskompositiounsstandard.
An dësem Experiment gouf en Deel vum extrudéierte Profil fir eng fest Léisungsbehandlung geholl. De 400 mm laange Profil gouf an zwee Beräicher opgedeelt. Gebitt 1 gouf direkt Waassergekillt a geläscht. Gebitt 2 gouf 90 Sekonnen an der Loft ofgekillt an duerno Waassergekillt. Den Testdiagramm gëtt an der Figur 1 gewisen.
Den 6061 Aluminiumlegierungsprofil deen an dësem Experiment benotzt gouf gouf vun engem 4000UST Extruder extrudéiert. D'Schimmeltemperatur ass 500 ° C, d'Gussstangtemperatur ass 510 ° C, d'Extrusiounsausgangstemperatur ass 525 ° C, d'Extrusiounsgeschwindegkeet ass 2.1mm / s, d'Héichintensitéit Waasserkühlung gëtt während dem Extrusiounsprozess benotzt, an e 400mm Längt Test Stéck gëtt aus der Mëtt vun der extruded fäerdeg Profil geholl. D'Probe Breet ass 150mm an d'Héicht ass 10.00mm.
Déi geholl Proben goufen opgedeelt an dunn erëm eng Léisungsbehandlung ënnerworf. D'Léisungstemperatur war 530 ° C an d'Léisungszäit war 4 Stonnen. Nodeems se erausgeholl goufen, goufen d'Proben an e grousse Waasserbehälter mat enger Waasserdéift vun 100 mm geluecht. De gréissere Waasserbehälter kann dofir suergen datt d'Waassertemperatur am Waasserbehälter wéineg ännert nodeems d'Probe an der Zone 1 Waassergekillt ass, verhënnert datt d'Erhéijung vun der Waassertemperatur d'Waasserkillungsintensitéit beaflosst. Wärend dem Waasserkühlungsprozess vergewëssert Iech datt d'Waassertemperatur am Beräich vun 20-25 ° C ass. D'gequencht Echantillon goufen am Alter vun 165 ° C * 8h.
Huelt en Deel vun der Probe 400 mm laang 30 mm breet 10 mm déck, a maacht e Brinell Hardness Test. Maacht 5 Miessunge all 10mm. Huelt den Duerchschnëttswäert vun de 5 Brinell Hardnesser wéi d'Brinell Hardness Resultat op dësem Punkt, a beobachtet d'Hardness Change Muster.
D'mechanesch Properties vum Profil goufen getest, an d'Spannungsparallel Sektioun 60mm gouf op verschiddene Positiounen vun der 400mm Probe kontrolléiert fir d'Spannungseigenschaften a Frakturplaz ze beobachten.
D'Temperaturfeld vun der Waassergekillte Quenching vun der Probe an der Quenching no enger Verzögerung vun 90er gouf duerch ANSYS Software simuléiert, an d'Kühlraten vun de Profiler op verschiddene Positioune goufen analyséiert.
2. Experimentell Resultater an Analyse
2.1 Hardness Test Resultater
Figur 2 weist d'Häertheetsverännerungskurve vun enger 400 mm laanger Probe gemooss vun engem Brinell-Härheetstester (d'Eenheetslängt vun der Abscissa stellt 10 mm duer, an d'0-Skala ass d'Trennlinn tëscht normaler Quenching a verspéiten Quenching). Et kann festgestallt ginn datt d'Härheet um Waassergekillte Enn stabil bei ongeféier 95HB ass. No der Trennungslinn tëscht Waasserkühlung an der Verspéidung vun der 90er Waasserkühlung, fänkt d'Härheet erof ze falen, awer de Réckgang ass lues an der fréicher Etapp. No 40mm (89HB) fällt d'Häert staark erof, a fällt op den niddregsten Wäert (77HB) bei 80mm. No 80mm ass d'Häert net weider erofgaang, awer bis zu engem gewësse Mooss eropgaang. D'Erhéijung war relativ kleng. No 130mm blouf d'Härheet onverännert bei ongeféier 83HB. Et kann spekuléiert ginn datt wéinst dem Effekt vun der Wärmeleitung d'Kühlquote vum verspéiten Quenching-Deel geännert huet.
2.2 Leeschtung Test Resultater an Analyse
Dësch 2 weist d'Resultater vun tensile Experimenter op Echantillon gehaal aus verschiddene Positiounen vun der parallel Rubrik. Et kann festgestallt ginn datt d'Spannkraaft an d'Ausbezuelkraaft vun der Nummer 1 an Nummer 2 bal keng Ännerung hunn. Wéi den Undeel vu verspéiten Ausschlossendungen eropgeet, weisen d'Trennstabilitéit an d'Ausbezuelkraaft vun der Legierung e wesentlechen Downward Trend. Wéi och ëmmer, d'Trennstäerkt op all Probeplaz ass iwwer d'Standardstäerkt. Nëmmen an der Géigend mat der niddregster Hardness ass d'Ausbezuelungsstäerkt manner wéi de Probestandard, d'Probeleistung ass onqualifizéiert.
Figur 4 weist der tensile Eegeschafte Resultater vun Prouf Nr 3. Et kann aus Figur fonnt ginn 4, datt déi méi wäit ewech vun der trennen Linn, der manner hardness vun der verspéiten quenching Enn. D'Reduktioun vun der Hardness weist datt d'Performance vun der Probe reduzéiert gëtt, awer d'Härheet fällt lues a lues erof, nëmmen erof vun 95HB op ongeféier 91HB um Enn vun der paralleler Sektioun. Wéi aus de Leeschtungsresultater an der Tabell 1 gesi ka ginn, ass d'Spannkraaft vun 342MPa op 320MPa fir Waasserkillung erofgaang. Zur selwechter Zäit gouf festgestallt datt de Frakturpunkt vun der Spannprobe och um Enn vun der parallele Sektioun mat der niddregster Hardness ass. Dëst ass well et wäit ewech vun der Waasserkillung ass, d'Legerungsleistung gëtt reduzéiert, an d'Enn erreecht d'Zréckkraaftlimit fir d'éischt fir en Hals ze bilden. Endlech, Paus aus dem niddregsten Leeschtung Punkt, an der Paus Positioun ass konsequent mat der Leeschtung Test Resultater.
Figure 5 weist d'Härheetskurve vum parallele Sektioun vun der Probe Nr 4 an der Frakturpositioun. Et kann festgestallt ginn datt wat méi wäit vun der Waasserkühlen Trennlinn ewech ass, wat méi niddereg d'Härheet vum verspéiten Ausschlossend ass. Zur selwechter Zäit ass d'Frakturplaz och um Enn wou d'Härheet am niddregsten ass, 86HB Frakturen. Aus Table 2 gëtt festgestallt datt et bal keng plastesch Verformung um Waassergekillte Enn ass. Aus Table 1 gëtt festgestallt datt d'Proufleistung (Drénkstäerkt 298MPa, Ausbezuele 266MPa) wesentlech reduzéiert gëtt. D'Trensile Stäerkt ass nëmmen 298MPa, wat net d'Ausbezuelkraaft vum Waassergekillte Enn (315MPa) erreecht. D'Enn huet en Hals geformt wann et manner wéi 315MPa ass. Virun Fraktur ass nëmmen elastesch Verformung am Waassergekillte Gebitt geschitt. Wéi de Stress verschwonnen ass, ass d'Belaaschtung um Waassergekillte Enn verschwonnen. Als Resultat huet d'Verformungsbetrag an der Waasserkühlzon an der Tabell 2 bal keng Ännerung. D'Probe brécht um Enn vum Verzögerungsrate Feier, de deforméierte Gebitt gëtt reduzéiert, an d'Ennhärkeet ass déi niddregst, wat zu enger wesentlecher Reduktioun vun de Leeschtungsresultater resultéiert.
Huelt Echantillon aus der 100% verspéiten quenching Beräich um Enn vun der 400mm specimen. D'Bild 6 weist d'Hardheetskurve. D'Härheet vum parallele Sektioun gëtt op ongeféier 83-84HB reduzéiert an ass relativ stabil. Wéinst dem selwechte Prozess ass d'Leeschtung ongeféier d'selwecht. Keen evident Muster gëtt an der Frakturpositioun fonnt. D'Legierung Leeschtung ass manner wéi déi vun der Waasser-quenched Prouf.
Fir d'Regularitéit vun der Leeschtung an der Fraktur weider ze entdecken, gouf d'parallel Sektioun vum Spannungsexemplar no beim niddregsten Punkt vun der Hardness (77HB) ausgewielt. Vun der Tabell 1 gouf festgestallt datt d'Performance wesentlech reduzéiert gouf, an de Frakturpunkt erschéngt am niddregsten Punkt vun der Härtheet an der Figur 2.
2.3 ANSYS Analyse Resultater
Figur 7 weist d'Resultater vun ANSYS Simulatioun vun kille Kéieren op verschiddene Positiounen. Et kann gesi ginn datt d'Temperatur vun der Probe am Waasserkühlungsgebitt séier erofgaang ass. No 5s ass d'Temperatur op ënner 100°C gefall, a bei 80mm vun der Trennlinn ass d'Temperatur op ongeféier 210°C bei 90s gefall. D'Duerchschnëttstemperatur drop läit bei 3,5°C/s. No 90 Sekonnen am terminale Loftofkillungsgebitt fällt d'Temperatur op ongeféier 360°C, mat enger duerchschnëttlecher Offallrate vun 1,9°C/s.
Duerch d'Performanceanalyse an d'Simulatiounsresultater gëtt festgestallt datt d'Performance vum Waasserkühlberäich a verspéiten Ausschlossgebitt e Verännerungsmuster ass, deen als éischt erofgeet an duerno liicht eropgeet. Beaflosst vu Waasserofkillung no bei der Trennungslinn, verursaacht d'Wärmeleitung datt d'Probe an engem bestëmmte Gebitt mat enger Ofkillungsrate manner wéi dee vu Waasserkillung (3,5 °C / s) falen. Als Resultat huet sech Mg2Si, dat an d'Matrix gestäerkt huet, an dësem Gebitt a grousse Quantitéiten ausfällt, an d'Temperatur ass no 90 Sekonnen op ongeféier 210°C gefall. Déi grouss Quantitéit u Mg2Si ausfällt huet zu engem méi klengen Effekt vum Waasserofkillung no 90 Sekonnen gefouert. D'Quantitéit vun der Mg2Si Verstäerkungsphase, déi nom Alterungsbehandlung ausgefall ass, gouf staark reduzéiert, an d'Probeleistung gouf duerno reduzéiert. Wéi och ëmmer, déi verspéiten Ausschlosszone wäit vun der Trennlinn ass manner vun der Waasserkühlungswärmeleitung beaflosst, an d'Legierung killt relativ lues ënner Loftofkillungsbedéngungen (Kültungsquote 1,9°C/s). Nëmmen e klengen Deel vun der Mg2Si Phase fällt lues aus, an d'Temperatur ass no 90er 360C. Nom Waasserofkillung ass de gréissten Deel vun der Mg2Si Phase nach ëmmer an der Matrix, an et verdeelt sech a fällt nom Alterung aus, wat eng Stäerkungsroll spillt.
3. Conclusioun
Et gouf duerch Experimenter fonnt datt d'Verspéidung vun der Verspéidung d'Härheet vun der verspéiten Ausschlosszone op der Kräizung vun der normaler Ausléisung an der Verspéidung vun der Verspéidung fir d'éischt erof geet an dann liicht eropgeet bis se endlech stabiliséiert.
Fir 6061 Aluminiumlegierung sinn d'Trennstäerkten no normaler Quenching a verspéiten Quenching fir 90 s 342MPa respektiv 288MPa, an d'Ausbezuelungsstäerkten sinn 315MPa an 252MPa, déi allebéid de Proufleistungsnormen entspriechen.
Et gëtt eng Regioun mat der niddregster Hardness, déi vun 95HB op 77HB reduzéiert gëtt no normaler Quenching. D'Performance hei ass och déi niddregst, mat enger Spannkraaft vun 271MPa an enger Ausbezuelkraaft vun 220MPa.
Duerch ANSYS Analyse gouf festgestallt datt d'Kühlquote um niddregsten Leeschtungspunkt an den 90er verspéiten Ausschlësszon ëm ongeféier 3,5 ° C pro Sekonn erofgaang ass, wat zu net genuch zolidd Léisung vun der Verstäerkungsphase Mg2Si Phase resultéiert. No dësem Artikel kann et gesi ginn datt d'Performance Gefor Punkt am verspéiten quenching Beräich op der Kräizung vun normal quenching a verspéiten quenching schéngt, an ass net wäit vun der Kräizung, déi wichteg guidéieren Bedeitung fir d'raisonnabel Retention vun extrusion Schwäif huet. Enn Prozess Offall.
Editéiert vum May Jiang aus MAT Aluminium
Post Zäit: Aug-28-2024
