Kekandelan tembok gedhe 6061T6 wesi aluminium kudu dipateni sawise ekstrusi panas. Amarga watesan ekstrusi sing ora terus-terusan, bagean saka profil bakal mlebu ing zona pendinginan banyu kanthi wektu tundha. Nalika ingot cendhak sabanjuré terus extruded, iki bagéan saka profil bakal ngalami quenching telat. Cara ngatasi area quenching sing ditundha minangka masalah sing kudu dipikirake saben perusahaan produksi. Nalika limbah proses mburi buntut ekstrusi cendhak, conto kinerja sing dijupuk kadhangkala qualified lan kadhangkala ora kualifikasi. Nalika resampling saka sisih, kinerja qualified maneh. Artikel iki menehi panjelasan sing cocog liwat eksperimen.
1. Materi lan metode tes
Materi sing digunakake ing eksperimen iki yaiku paduan aluminium 6061. Komposisi kimia sing diukur kanthi analisis spektral kaya ing ngisor iki: Iku tundhuk karo standar komposisi paduan aluminium GB/T 3190-1996 internasional 6061.
Ing eksperimen iki, bagean saka profil extruded dijupuk kanggo perawatan solusi padhet. Profil dawane 400mm dipérang dadi rong wilayah. Wilayah 1 langsung disemprot banyu lan dipateni. Area 2 digawe adhem ing udhara suwene 90 detik banjur adhem banyu. Diagram tes ditampilake ing Gambar 1.
Profil paduan aluminium 6061 sing digunakake ing eksperimen iki diekstrusi dening extruder 4000UST. Suhu cetakan yaiku 500 ° C, suhu rod casting yaiku 510 ° C, suhu outlet ekstrusi yaiku 525 ° C, kecepatan ekstrusi yaiku 2.1mm / s, pendinginan banyu intensitas dhuwur digunakake sajrone proses ekstrusi, lan 400mm. Piece test dawa dijupuk saka tengah profil rampung extruded. Jembaré sampel 150mm lan dhuwuré 10.00mm.
Sampel sing dijupuk dipisahake lan banjur diobati maneh. Suhu solusi yaiku 530 ° C lan wektu solusi yaiku 4 jam. Sawise dijupuk metu, contone dilebokake ing tangki banyu gedhe kanthi ambane banyu 100mm. Tangki banyu sing luwih gedhe bisa mesthekake yen suhu banyu ing tangki banyu owah-owahan sethithik sawise sampel ing zona 1 digawe adhem banyu, nyegah kenaikan suhu banyu ora kena pengaruh intensitas pendinginan banyu. Sajrone proses cooling banyu, priksa manawa suhu banyu ana ing kisaran 20-25 ° C. Sampel sing dipateni umure ing 165 ° C * 8 jam.
Njupuk bagéyan saka sampel 400mm dawa 30mm sudhut 10mm nglukis, lan nindakake test atose Brinell. Nggawe 5 pangukuran saben 10mm. Njupuk Nilai rata-rata saka 5 atose Brinell minangka asil atose Brinell ing titik iki, lan mirsani pola pangowahan atose.
Sifat mekanik profil diuji, lan bagean paralel tensile 60mm dikontrol ing macem-macem posisi sampel 400mm kanggo mirsani sifat tensile lan lokasi fraktur.
Lapangan suhu saka quenching banyu-digawe adhem saka sampel lan quenching sawise wektu tundha saka 90s simulasi liwat piranti lunak ANSYS, lan tingkat cooling saka profil ing posisi beda dianalisis.
2. Asil eksperimen lan analisis
2.1 Asil tes atose
Figure 2 nuduhake kurva pangowahan atose sampel dawa 400mm diukur dening panguji atose Brinell (dawa unit abscissa nggantosi 10mm, lan 0 skala punika garis pamisah antarane quenching normal lan quenching telat). Bisa ditemokake yen kekerasan ing mburi banyu sing adhem stabil ing sekitar 95HB. Sawise garis pamisah antarane quenching banyu-cooling lan telat 90s banyu-cooling quenching, atose wiwit nolak, nanging tingkat nolak alon ing tataran awal. Sawise 40mm (89HB), atose mudhun banget, lan mudhun menyang nilai paling murah (77HB) ing 80mm. Sawise 80mm, atose ora terus suda, nanging tambah menyang ombone tartamtu. Tambah kasebut relatif cilik. Sawise 130mm, atose tetep ora owah ing watara 83HB. Bisa spekulasi amarga efek konduksi panas, tingkat pendinginan saka bagean quenching sing ditundha diganti.
2.2 Asil tes kinerja lan analisis
Tabel 2 nuduhake asil eksperimen tensile sing ditindakake ing conto sing dijupuk saka posisi sing beda-beda saka bagean paralel. Bisa ditemokake yen kekuatan tarik lan kekuatan ngasilake No.. 1 lan No.. 2 wis meh ora owah-owahan. Minangka proporsi tundha quenching ends mundhak, kekuatan tensile lan kekuatan ngasilaken saka alloy nuduhake gaya mudhun pinunjul. Nanging, kekuatan tarik ing saben lokasi sampling ngluwihi kekuatan standar. Mung ing wilayah karo atose paling, kekuatan ngasilaken luwih murah tinimbang standar sampel, kinerja sampel unqualified.
Gambar 4 nuduhake asil tensile saka sampel No. Suda ing atose nuduhake yen kinerja sampel wis suda, nanging atose sudo alon, mung mudun saka 95HB kanggo bab 91HB ing mburi bagean podo. Kaya sing bisa dideleng saka asil kinerja ing Tabel 1, kekuwatan tarik mudhun saka 342MPa dadi 320MPa kanggo pendinginan banyu. Ing wektu sing padha, ditemokake yen titik fraktur sampel tensile uga ana ing pungkasan bagean paralel kanthi kekerasan sing paling murah. Iki amarga iku adoh saka cooling banyu, kinerja alloy suda, lan pungkasan tekan watesan kekuatan tensile pisanan kanggo mbentuk necking mudhun. Pungkasan, break saka titik kinerja paling, lan posisi break konsisten karo asil test kinerja.
Figure 5 nuduhake kurva atose bagean podo saka sampel No.. 4 lan posisi fraktur. Bisa ditemokake yen luwih adoh saka garis pamisah banyu-cooling, luwih murah atose pungkasan quenching sing ditundha. Ing wektu sing padha, lokasi fraktur uga ana ing pungkasan ing ngendi kekerasan paling murah, fraktur 86HB. Saka Tabel 2, ditemokake meh ora ana ewah-ewahan bentuk plastis ing ujung sing adhem banyu. Saka Tabel 1, ditemokake yen kinerja sampel (kekuwatan tarik 298MPa, ngasilake 266MPa) wis suda sacara signifikan. Kekuwatan tensile mung 298MPa, sing ora tekan kekuatan ngasilake saka mburi banyu-cooled (315MPa). Pungkasan wis mbentuk necking mudhun nalika luwih murah tinimbang 315MPa. Sadurunge fraktur, mung deformasi elastis sing kedadeyan ing wilayah sing adhem banyu. Minangka kaku ilang, galur ing mburi banyu-dipendhem ilang. Akibaté, jumlah deformasi ing zona pendinginan banyu ing Tabel 2 meh ora ana owah-owahan. Sampel pecah ing pungkasan geni tingkat telat, area deformed wis suda, lan atose pungkasan punika paling, asil ing abang pinunjul ing asil kinerja.
Njupuk conto saka area quenching 100% tundha ing mburi spesimen 400mm. Gambar 6 nuduhake kurva atose. Kekerasan saka bagean podo suda kanggo bab 83-84HB lan relatif stabil. Amarga proses sing padha, kinerja kira-kira padha. Ora ana pola sing jelas ditemokake ing posisi fraktur. Kinerja paduan luwih murah tinimbang sampel sing disiram banyu.
Kanggo luwih njelajah keteraturan kinerja lan fraktur, bagean paralel saka spesimen tarik dipilih ing cedhak titik kekerasan paling ngisor (77HB). Saka Tabel 1, ditemokake yen kinerja wis suda sacara signifikan, lan titik fraktur katon ing titik kekerasan paling ngisor ing Gambar 2.
2.3 asil analisis ANSYS
Figure 7 nuduhake asil simulasi ANSYS saka cooling kurva ing posisi beda. Bisa dideleng yen suhu sampel ing area pendinginan banyu mudhun kanthi cepet. Sawise 5 detik, suhu mudhun nganti ngisor 100 ° C, lan ing 80mm saka garis pamisah, suhu mudhun nganti udakara 210 ° C ing 90 detik. Rata-rata penurunan suhu yaiku 3,5 ° C / s. Sawise 90 detik ing area pendinginan udara terminal, suhu mudhun nganti udakara 360 ° C, kanthi rata-rata drop rate 1,9 ° C / s.
Liwat analisis kinerja lan asil simulasi, ditemokake yen kinerja area pendinginan banyu lan area quenching sing ditundha minangka pola owah-owahan sing pisanan mudhun banjur mundhak rada. Dipengaruhi dening cooling banyu ing cedhak garis pamisah, konduksi panas nyebabake sampel ing area tartamtu mudhun ing tingkat cooling kurang saka cooling banyu (3,5 ° C / s). Akibaté, Mg2Si, kang solidified menyang matriks, precipitated ing jumlah gedhe ing wilayah iki, lan suhu dropped kanggo bab 210 ° C sawise 90 detik. Jumlah gedhe saka Mg2Si precipitated mimpin kanggo efek cilik saka cooling banyu sawise 90 s. Jumlah phase penguatan Mg2Si precipitated sawise perawatan tuwa iki nemen suda, lan kinerja sampel salajengipun suda. Nanging, zona quenching sing ditundha adoh saka garis pamisah kurang kena pengaruh konduksi panas pendinginan banyu, lan campuran kasebut rada alon ing kahanan pendinginan udara (tingkat pendinginan 1,9 ° C / s). Mung bagean cilik saka phase Mg2Si alon precipitates, lan suhu 360C sawise 90s. Sawise cooling banyu, paling saka phase Mg2Si isih ing matriks, lan disperse lan precipitates sawise tuwa, kang muter peran nguatake.
3. Kesimpulan
Ditemokake liwat eksperimen sing telat quenching bakal nimbulaké atose saka zona quenching telat ing persimpangan saka quenching normal lan telat quenching kanggo pisanan ngurangi lan banjur nambah rada nganti pungkasanipun stabil.
Kanggo 6061 aluminium alloy, kekuatan tarik sawise quenching normal lan quenching telat kanggo 90 s mungguh 342MPa lan 288MPa, lan kekuatan ngasilaken 315MPa lan 252MPa, loro kang ketemu standar kinerja sampel.
Ana wilayah karo atose paling, kang suda saka 95HB kanggo 77HB sawise quenching normal. Kinerja ing kene uga paling murah, kanthi kekuatan tensile 271MPa lan kekuatan ngasilake 220MPa.
Liwat analisis ANSYS, ditemokake yen tingkat pendinginan ing titik kinerja paling murah ing zona quenching telat 90-an mudhun kira-kira 3,5 ° C per detik, nyebabake solusi padhet sing ora cukup saka fase penguatan fase Mg2Si. Miturut artikel iki, bisa dideleng yen titik bebaya kinerja katon ing area quenching sing ditundha ing persimpangan quenching normal lan quenching telat, lan ora adoh saka persimpangan, sing nduweni pinunjul nuntun penting kanggo penylametan cukup saka extrusion buntut. sampah proses pungkasan.
Diedit dening May Jiang saka MAT Aluminium
Wektu kirim: Aug-28-2024
