Stor veggtykkelse 6061T6 aluminiumslegering må slukkes etter varm ekstrudering. På grunn av begrensningen av diskontinuerlig ekstrudering, vil en del av profilen komme inn i vannkjølingssonen med en forsinkelse. Når den neste korte ingot fortsettes å bli ekstrudert, vil denne delen av profilen gjennomgå forsinket slukking. Hvordan du takler det forsinkede slukkingsområdet er et spørsmål som hvert produksjonsselskap må vurdere. Når avfallet av ekstruderingshale -enden er kort, er ytelsesprøvene som er tatt noen ganger kvalifiserte og noen ganger ukvalifiserte. Når du resampling fra siden, er ytelsen kvalifisert igjen. Denne artikkelen gir den tilsvarende forklaringen gjennom eksperimenter.
1. Testmaterialer og metoder
Materialet som brukes i dette eksperimentet er 6061 aluminiumslegering. Den kjemiske sammensetningen målt ved spektralanalyse er som følger: den er i samsvar med GB/T 3190-1996 International 6061 Aluminium Alloy Composition Standard.
I dette eksperimentet ble det tatt en del av den ekstruderte profilen for behandling av fast løsning. Den 400 mm lange profilen ble delt inn i to områder. Område 1 var direkte vannkjølt og slukket. Område 2 ble avkjølt i luften i 90 sekunder og deretter vannkjølt. Testdiagrammet er vist i figur 1.
6061 aluminiumslegeringsprofilen som ble brukt i dette eksperimentet ble ekstrudert av en 4000ust ekstruder. Formetemperaturen er 500 ° C, støpestangstemperaturen er 510 ° C, ekstruderingsutløpstemperatur Lengde teststykke er hentet fra midten av den ekstruderte ferdige profilen. Prøvebredden er 150 mm og høyden er 10,00 mm.
Tar -prøvene ble delt og deretter utsatt for løsningsbehandling igjen. Løsningstemperaturen var 530 ° C og løsningstiden var 4 timer. Etter å ha tatt dem ut, ble prøvene plassert i en stor vanntank med en vanndybde på 100 mm. Den større vanntanken kan sikre at vanntemperaturen i vanntanken endres lite etter at prøven i sone 1 er vannkjølt, og forhindrer at økningen i vanntemperaturen påvirker vannkjølingsintensiteten. Under vannkjølingsprosessen må du sørge for at vanntemperaturen er innenfor området 20-25 ° C. De slukkede prøvene ble alderen til 165 ° C*8 timer.
Ta en del av prøven 400mm lang 30 mm bred 10mm tykk, og utfør en Brinell -hardhetstest. Gjør 5 målinger hver 10mm. Ta gjennomsnittsverdien av de 5 Brinell -hardhetene som Brinell -hardhetsresultatet på dette tidspunktet, og observer hardhetsendringsmønsteret.
De mekaniske egenskapene til profilen ble testet, og strekkparallell seksjon 60mm ble kontrollert i forskjellige posisjoner av 400mm -prøven for å observere strekkegenskaper og bruddplassering.
Temperaturfeltet til vannkjølt slukking av prøven og slukking etter en forsinkelse på 90-tallet ble simulert gjennom ANSYS-programvare, og kjølehastighetene til profilene i forskjellige posisjoner ble analysert.
2. Eksperimentelle resultater og analyse
2.1 Hardhetstestresultater
Figur 2 viser hardhetsendringskurven for en 400 mm lang prøve målt med en Brinell Hardness -tester (enhetslengden til abscissa representerer 10mm, og 0 -skalaen er skillelinjen mellom normal slukking og forsinket slukking). Det kan bli funnet at hardheten i den vannkjølte enden er stabil på rundt 95HB. Etter skillelinjen mellom vannkjøling av slukking og forsinket 90-talls vannkjøling, begynner hardheten å avta, men nedgangsraten er langsom i det tidlige stadiet. Etter 40 mm (89Hb) synker hardheten skarpt, og synker til den laveste verdien (77HB) ved 80 mm. Etter 80 mm fortsatte ikke hardheten å avta, men økte til en viss grad. Økningen var relativt liten. Etter 130 mm forble hardheten uendret på rundt 83HB. Det kan spekuleres i at på grunn av effekten av varmeledning, endret kjølehastigheten for den forsinkede slukking -delen.
2.2 Resultattestresultater og analyse
Tabell 2 viser resultatene av strekkeksperimenter utført på prøver tatt fra forskjellige posisjoner i den parallelle delen. Det kan bli funnet at strekkfastheten og avkastningsstyrken til nr. 1 og nr. 2 nesten ikke har noen endring. Når andelen forsinket slukking ender øker, viser strekkfastheten og avkastningsstyrken til legeringen en betydelig nedadgående trend. Strekkfastheten på hvert prøvetakingssted er imidlertid over standardstyrken. Bare i området med lavest hardhet, er avkastningsstyrken lavere enn prøvestandarden, prøveytelsen er ukvalifisert.
Figur 4 viser strekkegenskaper resultatene fra prøve nr. 3. Det kan finnes fra figur 4 at jo lenger borte fra skillelinjen, desto lavere er hardheten i den forsinkede slukkende enden. Nedgangen i hardhet indikerer at ytelsen til prøven reduseres, men hardheten avtar sakte, og bare avtar fra 95HB til omtrent 91HB på slutten av den parallelle delen. Som det fremgår av ytelsesresultatene i tabell 1, reduserte strekkfastheten fra 342MPa til 320MPa for vannkjøling. Samtidig ble det funnet at bruddpunktet for strekkprøven også er på slutten av den parallelle delen med den laveste hardheten. Dette er fordi det er langt borte fra vannkjøling, legeringsytelsen reduseres, og enden når strekkfasthetsgrensen først for å danne en halsing. Til slutt, bryte fra det laveste ytelsespunktet, og bruddposisjonen er i samsvar med resultatene for ytelsestest.
Figur 5 viser hardhetskurven for den parallelle delen av prøve nr. 4 og bruddposisjonen. Det kan bli funnet at jo lenger borte fra den vannkjølende skillelinjen, desto lavere er hardheten i den forsinkede slukkende enden. Samtidig er bruddstedet også på slutten der hardheten er lavest, 86Hb brudd. Fra tabell 2 er det funnet at det nesten ikke er noen plastisk deformasjon i den vannkjølte enden. Fra tabell 1 er det funnet at prøveytelsen (strekkfasthet 298MPa, utbytte 266MPA) er betydelig redusert. Strekkfastheten er bare 298MPa, som ikke når avkastningsstyrken til den vannkjølte enden (315MPa). Slutten har dannet en halsing når den er lavere enn 315MPA. Før brudd skjedde det bare elastisk deformasjon i det vannkjølte området. Da stresset forsvant, forsvant belastningen ved den vannkjølte enden. Som et resultat har deformasjonsmengden i vannkjølingssonen i tabell 2 nesten ingen endring. Utvalget brytes ved slutten av den forsinkede hastighetsbrannen, det deformerte området reduseres, og slutthardheten er den laveste, noe som resulterer i en betydelig reduksjon i ytelsesresultatene.
Ta prøver fra det 100% forsinkede slukningsområdet på slutten av 400mm -prøven. Figur 6 viser hardhetskurven. Hardheten i den parallelle delen reduseres til omtrent 83-84HB og er relativt stabil. På grunn av den samme prosessen er ytelsen omtrent den samme. Det finnes ikke noe åpenbart mønster i bruddposisjonen. Legeringsytelsen er lavere enn den for den vann-slukkede prøven.
For ytterligere å utforske regelmessigheten av ytelse og brudd, ble den parallelle delen av strekkprøven valgt nær det laveste hardhetspunktet (77Hb). Fra tabell 1 ble det funnet at ytelsen ble betydelig redusert, og bruddpunktet dukket opp på det laveste hardhetspunktet i figur 2.
2.3 ANSYS -analyseresultater
Figur 7 viser resultatene av ANSYS -simulering av kjølekurver i forskjellige posisjoner. Det kan sees at temperaturen på prøven i vannkjølingsområdet falt raskt. Etter 5 -tallet falt temperaturen til under 100 ° C, og ved 80 mm fra skillelinjen falt temperaturen til omtrent 210 ° C ved 90 -tallet. Gjennomsnittlig temperaturfall er 3,5 ° C/s. Etter 90 sekunder i det terminale luftkjølingsområdet synker temperaturen til omtrent 360 ° C, med en gjennomsnittlig fallhastighet på 1,9 ° C/s.
Gjennom ytelsesanalyse og simuleringsresultater er det funnet at ytelsen til vannkjølingsområdet og forsinket slukningsområde er et endringsmønster som først avtar og deretter øker litt. Berørt av vannkjøling i nærheten av skillelinjen, fører til at varmeledning fører til at prøven i et visst område synker med en avkjølingshastighet mindre enn vannkjøling (3,5 ° C/s). Som et resultat falt MG2SI, som størknet inn i matrisen, utfelt i store mengder i dette området, og temperaturen falt til omtrent 210 ° C etter 90 sekunder. Den store mengden Mg2SI utfelt førte til en mindre effekt av vannkjøling etter 90 sek. Mengden av MG2SI -styrkingsfase utfelt etter aldringsbehandling ble kraftig redusert, og prøveytelsen ble deretter redusert. Imidlertid påvirkes den forsinkede slukkingssonen langt borte fra skillelinjen mindre av vannkjølingsvardedning, og legeringen avkjøles relativt sakte under luftkjølingsforhold (kjølehastighet 1,9 ° C/s). Bare en liten del av MG2SI -fasen utfeller sakte, og temperaturen er 360C etter 90 -tallet. Etter vannkjøling er det meste av MG2SI -fasen fremdeles i matrisen, og den sprer og presipiterer etter aldring, som spiller en styrkende rolle.
3. Konklusjon
Det ble funnet gjennom eksperimenter at forsinket slukking vil føre til hardheten i den forsinkede slukkingssonen i krysset mellom normal slukking og forsinket slukking for først å avta og deretter øke litt til den til slutt stabiliseres.
For 6061 aluminiumslegering er strekkfastheten etter normal slukking og forsinket slukking i 90 s henholdsvis 342MPa og 288MPa, og avkastningsstyrkene er 315MPa og 252MPa, som begge oppfyller prøveytelsesstandardene.
Det er en region med laveste hardhet, som reduseres fra 95HB til 77HB etter normal slukking. Ytelsen her er også den laveste, med en strekkfasthet på 271MPa og en avkastningsstyrke på 220MPa.
Gjennom ANSYS -analyse ble det funnet at avkjølingshastigheten ved det laveste ytelsespunktet i 90 -tallet forsinket slukningssone falt med omtrent 3,5 ° C per sekund, noe som resulterte i utilstrekkelig fast løsning av styrkingsfasen MG2SI -fasen. I følge denne artikkelen kan det sees at ytelsesfarepunktet vises i det forsinkede slukningsområdet i krysset mellom normal slukking og forsinket slukking, og er ikke langt fra krysset, noe som har viktig ledende betydning for rimelig oppbevaring av ekstruderingshale Sluttprosessavfall.
Redigert av May Jiang fra Mat Aluminium
Post Time: Aug-28-2024
