1.Introduksjon
Aluminiumslegeringer med middels styrke viser gunstige prosesseringsegenskaper, bråkjølingsfølsomhet, slagfasthet og korrosjonsbestandighet. De er mye brukt i ulike bransjer, som elektronikk og marine, for produksjon av rør, stenger, profiler og ledninger. For tiden er det en økende etterspørsel etter 6082 aluminiumslegeringsstenger. For å møte markedskrav og brukerkrav, utførte vi eksperimenter på forskjellige ekstruderingsoppvarmingsprosesser og sluttvarmebehandlingsprosesser for 6082-T6 barer. Målet vårt var å identifisere et varmebehandlingsregime som tilfredsstiller de mekaniske ytelseskravene for disse stengene.
2. Eksperimentelle materialer og produksjonsprosessflyt
2.1 Eksperimentelt materiale
Støpeblokker i størrelse Ф162×500 ble produsert ved hjelp av en semi-kontinuerlig støpemetode og utsatt for ujevn behandling. Den metallurgiske kvaliteten på blokkene overholdt selskapets tekniske standarder for internkontroll. Den kjemiske sammensetningen av 6082-legeringen er vist i tabell 1.
2.2 Produksjonsprosessflyt
De eksperimentelle 6082-stengene hadde en spesifikasjon på Ф14mm. Ekstruderingsbeholderen hadde en diameter på Ф170 mm med en 4-hulls ekstruderingsdesign og en ekstruderingskoeffisient på 18,5. Den spesifikke prosessflyten inkluderte oppvarming av ingoten, ekstrudering, bråkjøling, strekkretting og prøvetaking, rulleretting, sluttskjæring, kunstig aldring, kvalitetsinspeksjon og levering.
3. Eksperimentelle mål
Målet med denne studien var å identifisere ekstruderingsvarmebehandlingsprosessparametrene og endelige varmebehandlingsparametrene som påvirker ytelsen til 6082-T6 barer, og til slutt oppnå standard ytelseskrav. I henhold til standardene skal de langsgående mekaniske egenskapene til 6082-legeringen oppfylle spesifikasjonene oppført i tabell 2.
4. Eksperimentell tilnærming
4.1 Undersøkelse av ekstruderingsvarmebehandling
Ekstrusjonsvarmebehandlingsundersøkelsen fokuserte først og fremst på effekten av støpeblokkens ekstruderingstemperatur og ekstruderingsbeholdertemperatur på mekaniske egenskaper. De spesifikke parametervalgene er beskrevet i tabell 3.
4.2 Undersøkelse av fast løsning og aldrende varmebehandling
En ortogonal eksperimentell design ble brukt for den faste løsningen og aldringsvarmebehandlingsprosessen. De valgte faktornivåene er gitt i tabell 4, med den ortogonale designtabellen angitt som IJ9(34).
5. Resultater og analyse
5.1 Ekstruderingsvarmebehandlingseksperimentresultater og analyse
Resultatene av ekstruderingsvarmebehandlingseksperimentene er presentert i tabell 5 og figur 1. Ni prøver ble tatt for hver gruppe, og deres mekaniske ytelsesgjennomsnitt ble bestemt. Basert på metallografisk analyse og kjemisk sammensetning ble et varmebehandlingsregime etablert: bråkjøling ved 520°C i 40 minutter og aldring ved 165°C i 12 timer. Fra tabell 5 og figur 1 kan det observeres at etter hvert som støpeblokkens ekstruderingstemperatur og ekstruderingsbeholdertemperaturen økte, økte både strekkfastheten og flytegrensen gradvis. De beste resultatene ble oppnådd ved ekstruderingstemperaturer på 450-500°C og en ekstruderingsbeholdertemperatur på 450°C, som oppfylte standardkrav. Dette skyldtes effekten av kaldarbeidsherding ved lavere ekstruderingstemperaturer, forårsaker korngrensebrudd og økt nedbrytning av fast løsning mellom A1 og Mn under oppvarming før bråkjøling, noe som førte til rekrystallisering. Ettersom ekstruderingstemperaturen økte, ble den endelige styrken Rm til produktet betydelig forbedret. Når ekstruderingsbeholdertemperaturen nærmet seg eller overskredet barretemperaturen, ble ujevn deformasjon redusert, noe som reduserte dybden på grove kornringer og økte flytegrensen Rm. Derfor er de rimelige parametrene for ekstruderingsvarmebehandling: ekstruderingstemperatur på 450-500°C og ekstruderingsbeholdertemperatur på 430-450°C.
5.2 Fast løsning og aldrende ortogonale eksperimentelle resultater og analyse
Tabell 6 viser at de optimale nivåene er A3B1C2D3, med bråkjøling ved 520°C, kunstig aldringstemperatur mellom 165-170°C og aldringsvarighet på 12 timer, noe som resulterer i høy styrke og plastisitet til stengene. Bråkjølingsprosessen danner overmettet fast løsning. Ved lavere bråkjølingstemperaturer synker konsentrasjonen av overmettet fast løsning, noe som påvirker styrken. En bråkjølingstemperatur på rundt 520°C forsterker effekten av bråkjølingsindusert fast løsning betydelig. Intervallet mellom bråkjøling og kunstig aldring, dvs. romtemperaturlagring, påvirker i stor grad de mekaniske egenskapene. Dette er spesielt uttalt for stenger som ikke strekkes etter bråkjøling. Når intervallet mellom bråkjøling og aldring overstiger 1 time, reduseres styrken, spesielt flytegrensen, betydelig.
5.3 Metallografisk mikrostrukturanalyse
Høy forstørrelse og polariserte analyser ble utført på 6082-T6 barer ved fast løsningstemperaturer på 520°C og 530°C. Bilder med høy forstørrelse avslørte ensartet sammensatt utfelling med rikelig utfellingsfasepartikler jevnt fordelt. Polarisert lysanalyse ved bruk av Axiovert200-utstyr viste tydelige forskjeller i kornstrukturbilder. Det sentrale området viste små og jevne korn, mens kantene viste noe rekrystallisering med langstrakte korn. Dette skyldes veksten av krystallkjerner ved høye temperaturer, og danner grove nållignende utfellinger.
6. Produksjonspraksisvurdering
I faktisk produksjon ble det utført mekanisk ytelsesstatistikk på 20 partier med stenger og 20 partier med profiler. Resultatene er vist i tabell 7 og 8. I faktisk produksjon ble ekstruderingsprosessen vår utført ved temperaturer som resulterte i T6-tilstandsprøver, og den mekaniske ytelsen oppfylte målverdiene.
7.Konklusjon
(1) Ekstruderingsvarmebehandlingsparametere: Ingots ekstruderingstemperatur på 450-500°C; ekstruderingsbeholdertemperatur på 430-450°C.
(2) Endelige varmebehandlingsparametere: Optimal fast løsningstemperatur på 520-530°C; aldringstemperatur ved 165±5°C, aldringsvarighet på 12 timer; intervallet mellom bråkjøling og aldring bør ikke overstige 1 time.
(3) Basert på praktisk vurdering inkluderer den levedyktige varmebehandlingsprosessen: ekstruderingstemperatur på 450-530°C, ekstruderingsbeholdertemperatur på 400-450°C; fast løsningstemperatur på 510-520°C; aldringsregime på 155-170°C i 12 timer; ingen spesifikk grense for intervallet mellom quenching og aldring. Dette kan innarbeides i retningslinjene for prosessdrift.
Redigert av May Jiang fra MAT Aluminium
Innleggstid: 15. mars 2024
