Большая толщина стенки 6061T6 Алюминиевый сплав должен погасить после горячей экструзии. Из-за ограничения прерывистой экструзии часть профиля войдет в зону охлаждения воды с задержкой. Когда следующий короткий слиток будет продолжаться, эта часть профиля будет подвергаться задержке гашения. Как справиться с задержкой зоной гашения - это проблема, которую каждая производственная компания должна рассмотреть. Когда отходы процесса экструзии хвоста короткие, взятые образцы производительности иногда квалифицируются и иногда не имеют квалификации. При повторной выборке со стороны производительность снова квалифицирована. Эта статья дает соответствующее объяснение через эксперименты.
1. Испытательные материалы и методы
Материал, используемый в этом эксперименте, представляет собой алюминиевый сплав 6061. Его химический состав, измеренный с помощью спектрального анализа, выглядит следующим образом: он соответствует GB/T 3190-1996 International 6061 Стандарт состава алюминиевого сплава.
В этом эксперименте была взята часть экструдированного профиля для лечения твердым раствором. Профиль длиной 400 мм был разделен на две области. Площадь 1 была непосредственно охлажденной и гашена. Область 2 охлаждали в воздухе в течение 90 секунд, а затем охлаждали водой. Тестовая диаграмма показана на рисунке 1.
Профиль алюминиевого сплава 6061, используемый в этом эксперименте, был экструдирован экструдером 4000UST. Температура формы составляет 500 ° C, температура листового стержня составляет 510 ° C, температура вытяжения экструзии составляет 525 ° C, скорость экструзии составляет 2,1 мм/с, высокоинтенсивное водяное охлаждение используется во время процесса экструзии и 400 мм. Тестовая часть длины взята из середины экструдированного готового профиля. Ширина образца составляет 150 мм, а высота - 10,00 мм.
Взятые образцы были разделены, а затем снова подвергались лечению раствора. Температура раствора составляла 530 ° C, а время раствора составляло 4 часа. После того, как их вытащили, образцы помещали в большой резервуар для воды с глубиной воды 100 мм. Большой резервуар для воды может гарантировать, что температура воды в резервуаре для воды немного изменяется после того, как образец в зоне 1 охлаждается водой, что предотвращает повышение температуры воды от влияния на интенсивность охлаждения воды. Во время процесса водяного охлаждения убедитесь, что температура воды находится в диапазоне 20-25 ° C. Угашенные образцы выдержали при 165 ° C*8H.
Возьмите часть образца толщиной шириной 30 мм шириной 30 мм и выполните тест на твердость Бринелла. Сделайте 5 измерений каждые 10 мм. Возьмите среднее значение 5 твердостей Бринелла, когда на данный момент приводятся твердость Бринелла, и наблюдайте за схемой изменения твердости.
Механические свойства профиля были протестированы, а растягиваемая параллельная сечение 60 мм контролировалась в разных положениях образца 400 мм для наблюдения за свойствами растяжения и местоположения перелома.
Температурное поле гашения образца с водой и гашением после задержки 90-х годов было моделировано через программное обеспечение ANSYS, и были проанализированы скорости охлаждения профилей на разных позициях.
2. Экспериментальные результаты и анализ
2.1 Результаты теста на твердость
На рисунке 2 показана кривая изменения твердости образца длиной 400 мм, измеренная с помощью тестера жесткости Бринелла (длина единицы абсцисса представляет 10 мм, а шкала 0 - разделительная линия между нормальным гашением и задержкой гашения). Можно обнаружить, что твердость на водном охлажденном конце стабильна на уровне около 95HB. После разделительной линии между гашением с водой и задержкой 90-х годов гашение водного охлаждения, твердость начинает снижаться, но скорость снижения медленной на ранней стадии. После 40 мм (89HB) твердость резко падает и падает до самого низкого значения (77HB) на 80 мм. После 80 мм твердость не продолжала уменьшаться, но увеличилась в определенной степени. Увеличение было относительно небольшим. После 130 мм твердость оставалась неизменной на уровне около 83 л.с. Можно предположить, что из -за эффекта теплопроводности скорость охлаждения заложенной детали гашения изменилась.
2.2 Результаты теста на производительность и анализ
В таблице 2 показаны результаты экспериментов по растяжению, проведенных на образцах, взятых из разных позиций параллельной секции. Можно обнаружить, что прочность на растяжение и сила урожая № 1 и № 2 почти не изменяются. По мере увеличения доли заложенных концов гашения, прочность на растяжение и сила урожая сплава демонстрируют значительную тенденцию к снижению. Однако прочность на растяжение в каждом месте отбора проб выше стандартной прочности. Только в области с самой низкой твердостью прочность урожая ниже, чем стандарт выборки, производительность образца не имеет квалификации.
На рисунке 4 показаны результаты растягивающих свойств образца № 3. Из рисунка 4 можно найти, что чем дальше от разделительной линии, тем ниже твердость заложенного конца гашения. Снижение твердости указывает на то, что производительность образца снижается, но твердость медленно уменьшается, только уменьшается с 95 л.н. до примерно 91HB в конце параллельной секции. Как видно из результатов производительности в таблице 1, прочность на растяжение уменьшилась с 342 МПа до 320 МПа для водяного охлаждения. В то же время было обнаружено, что точка разрушения образца растяжения также находится в конце параллельной секции с самой низкой твердостью. Это связано с тем, что это далеко от охлаждения воды, производительность сплава уменьшается, а конец сначала достигает предела прочности на растяжение, чтобы сформировать шестерни. Наконец, перерыв от самой низкой точки производительности, и позиция разрыва согласуется с результатами теста на производительность.
На рисунке 5 показана кривая твердость параллельной части образца № 4 и положения перелома. Можно обнаружить, что чем дальше от разделительной линии охлаждения воды, тем ниже твердость заложенного конца гашения. В то же время место перелома также находится в конце, где твердость является самой низкой, переломы 86 л.с. Из таблицы 2 обнаружено, что на конец водного охлаждения почти нет пластической деформации. Из таблицы 1 обнаружено, что производительность выборки (прочность на растяжение 298 МПа, урожайность 266 МПа) значительно снижается. Прочность на растяжение составляет всего 298 МПа, что не достигает силы урожайности конец, охлаждающего водяным охлаждением (315 МПа). Конец сформировал шейки, когда он ниже 315 МПа. Перед разрушением только упругая деформация произошла в области водяного охлаждения. Когда напряжение исчезло, штамм на конце воды исчез. В результате количество деформации в зоне охлаждения воды в таблице 2 почти не изменяется. Образец разрывается в конце пожара задержки, деформированная область уменьшается, и конечная твердость является самой низкой, что приводит к значительному снижению результатов производительности.
Возьмите образцы из зоны отсроченного гашения на 100% в конце 400 -миллиметрового образца. На рисунке 6 показана кривая твердости. Твердость параллельной секции уменьшается примерно до 83-84 л.с. и относительно стабильна. Из -за того же процесса производительность примерно одинакова. В положении перелома нет очевидного рисунка. Производительность сплава ниже, чем в образованном воде образца.
Чтобы дополнительно изучить регулярность производительности и разрушения, параллельная часть образца растяжения была выбрана вблизи самой низкой точки твердости (77HB). Из таблицы 1 было обнаружено, что производительность была значительно снижена, и точка разрушения появилась в самой низкой точке твердости на рисунке 2.
2.3 Результаты анализа ANSYS
На рисунке 7 показаны результаты моделирования ANSYS кривых охлаждения в разных положениях. Можно видеть, что температура образца в зоне охлаждения воды быстро упала. После 5 с температура снизилась до ниже 100 ° C, и при 80 мм от разделительной линии температура снизилась до примерно 210 ° C при 90 -х годах. Среднее падение температуры составляет 3,5 ° C/с. Через 90 секунд в зоне воздушного охлаждения терминала температура падает примерно до 360 ° C, со средней скоростью падения 1,9 ° C/с.
Посредством анализа производительности и результатов моделирования обнаружено, что производительность площади охлаждения воды и зоны задержки гашения представляет собой схему изменения, которая сначала уменьшается, а затем немного увеличивается. Затронутая водяной охлаждением вблизи разделительной линии, теплопровождение вызывает ощущение образца в определенной области падать при скорости охлаждения меньше, чем у водяного охлаждения (3,5 ° C/с). В результате MG2SI, который закрепился в матрицу, осажден в больших количествах в этой области, и температура снизилась примерно до 210 ° C через 90 секунд. Большое количество осажденного MG2SI привело к меньшему эффекту охлаждения воды через 90 с. Количество фазы укрепления MG2SI, осажденную после старения, было значительно уменьшено, и эффективность образца была впоследствии снижена. Тем не менее, задержка зоны гашения, далеко от разделительной линии, меньше влияет на теплопроводную проводимость водяного охлаждения, и сплав относительно медленно охлаждается в условиях воздушного охлаждения (скорость охлаждения 1,9 ° C/с). Только небольшая часть фазы MG2SI медленно осаждается, а температура составляет 360 ° С после 90 -х годов. После водяного охлаждения большая часть фазы MG2SI все еще находится в матрице, и она рассеивается и осаждается после старения, что играет укрепляющую роль.
3. Заключение
Было обнаружено, что в экспериментах, которые задержанное гашение приведет к твердости задержки зоны гашения на пересечении нормального гашения и задержкой гашения, чтобы сначала уменьшить, а затем немного увеличится, пока он, наконец, не стабилизируется.
Для 6061 алюминиевого сплава прочность на растяжение после нормального гашения и отсроченного гашения в течение 90 с составляет 342 МПа и 288 МПа соответственно, а прочность урожая составляет 315 МПа и 252 МПа, оба из которых соответствуют стандартам производительности выборки.
Существует область с самой низкой твердостью, которая после нормального гашения уменьшается с 95 л.с. до 77 л.с. Производительность здесь также является самой низкой, с прочностью на растяжение 271 МПа и силой урожайности 220 МПа.
Благодаря анализу ANSYS было обнаружено, что скорость охлаждения в самой низкой точке производительности в зоне задержки гашения 90 -х годов снижалась примерно на 3,5 ° C в секунду, что приводит к недостаточному твердому раствору фазы укрепления фазы MG2SI. Согласно этой статье, видно, что точка опасности производительности появляется в зоне отсроченного гашения на соединении нормального гашения и задержки, и недалеко от соединения, что имеет важное руководящее значение для разумного удержания экструзионного хвоста конечный процесс отходов.
Под редакцией мая Цзян из Mat Aluminum
Время сообщения: 28-2024 августа
