Grutte muorre dikte 6061T6 aluminium alloy moat wurde quenched nei hite extrusion. Troch de beheining fan diskontinue extrusion sil in diel fan it profyl mei fertraging de wetterkuolsône yngean. As de folgjende koarte ingot wurdt fierder extruded, dit diel fan it profyl sil ûndergean fertrage quenching. Hoe om te gean mei it fertrage blusgebiet is in probleem dat elk produksjebedriuw moat beskôgje. As it ôffal fan it proses fan 'e ekstruderingssturt koart is, binne de nommen prestaasjesmonsters soms kwalifisearre en soms net kwalifisearre. By resampling fan de kant wurdt de foarstelling wer kwalifisearre. Dit artikel jout de oerienkommende útlis troch eksperiminten.
1. Test materialen en metoaden
It materiaal brûkt yn dit eksperimint is 6061 aluminium alloy. De gemyske gearstalling mjitten troch spektrale analyze is as folget: It foldocht oan GB / T 3190-1996 ynternasjonale 6061 aluminium alloy gearstalling standert.
Yn dit eksperimint waard in diel fan it ekstrudearre profyl nommen foar behanneling fan fêste oplossing. It 400 mm lange profyl waard ferdield yn twa gebieten. Gebiet 1 waard direkt wetterkuolle en quenched. Gebiet 2 waard kuolle yn 'e loft foar 90 sekonden en dan wetterkuolle. It testdiagram wurdt werjûn yn figuer 1.
De 6061 aluminium alloy profyl brûkt yn dit eksperimint waard extrudearre troch in 4000UST extruder. De temperatuer fan de mal is 500 ° C, de temperatuer fan de casting rod is 510 ° C, de extrusion-outlettemperatuer is 525 ° C, de extrusionsnelheid is 2,1 mm / s, hege yntinsiteit wetterkoeling wurdt brûkt tidens it extrusionproses, en in 400 mm lingte test stik wurdt nommen út 'e midden fan' e extruded klear profyl. De sample breedte is 150mm en de hichte is 10.00mm.
De nommen samples waarden ferdield en dan wer ûnderwurpen oan oplossingsbehandeling. De oplossing temperatuer wie 530 ° C en de oplossing tiid wie 4 oeren. Nei it fuortheljen waarden de monsters yn in grutte wettertank pleatst mei in wetterdjipte fan 100 mm. De gruttere wettertank kin derfoar soargje dat de wettertemperatuer yn 'e wettertank in bytsje feroaret nei't de stekproef yn sône 1 wetterkuolle is, foarkomt dat de ferheging fan wettertemperatuer de wetterkoelintensiteit beynfloedet. Tidens it wetterkoelingsproses soargje derfoar dat de wettertemperatuer binnen it berik fan 20-25 ° C is. De quenched samples waarden ferâldere by 165 ° C * 8h.
Nim in part fan de stekproef 400mm lang 30mm breed 10mm dik, en fier in Brinell hurdens test. Meitsje 5 mjittingen elke 10 mm. Nim de gemiddelde wearde fan 'e 5 Brinell-hurdens as it resultaat fan' e Brinell-hurdens op dit punt, en observearje it patroan fan hurdensferoaring.
De meganyske eigenskippen fan it profyl waarden hifke, en de tensile parallelle seksje 60mm waard kontrolearre op ferskate posysjes fan de 400mm sample te observearjen de tensile eigenskippen en fraktuer lokaasje.
It temperatuerfjild fan 'e wetterkuolle quenching fan' e stekproef en de quenching nei in fertraging fan 90's waard simulearre troch ANSYS-software, en de koelingsraten fan 'e profilen op ferskate posysjes waarden analysearre.
2. Eksperimintele resultaten en analyze
2.1 Hardness testresultaten
Figuer 2 toant de hurdensferoaringskurve fan in 400 mm lange stekproef mjitten troch in Brinell hurdens tester (de ienheid lingte fan 'e abscissa stiet foar 10mm, en de 0 skaal is de skiedsline tusken normale quenching en fertrage quenching). It kin fûn wurde dat de hurdens oan it wetterkuolle ein stabyl is op sawat 95HB. Nei de skiedsline tusken wetter-cooling quenching en fertrage 90s wetter-cooling quenching, de hurdens begjint te sakjen, mar de delgong taryf is stadich yn it iere stadium. Nei 40mm (89HB) sakket de hurdens skerp, en sakket nei de leechste wearde (77HB) by 80mm. Nei 80mm gie de hurdens net fierder ôf, mar naam ta in beskate mjitte ta. De stiging wie relatyf lyts. Nei 130mm bleau de hurdens ûnferoare op sawat 83HB. Der kin spekulearre wurde dat troch it effekt fan waarmtegelieding, de koelsnelheid fan it fertrage quenching diel feroare.
2.2 Prestaasje test resultaten en analyze
Tabel 2 toant de resultaten fan tensile eksperiminten útfierd op samples nommen út ferskate posysjes fan de parallelle seksje. It kin fûn wurde dat de treksterkte en opbringststerkte fan nûmer 1 en nûmer 2 hast gjin feroaring hawwe. As it oanpart fan fertrage quenching-einen tanimt, toane de treksterkte en opbringststerkte fan 'e alloy in signifikante delgeande trend. De treksterkte op elke samplinglokaasje is lykwols boppe de standertsterkte. Allinich yn it gebiet mei de leechste hurdens is de opbringststerkte leger dan de stekproefstandert, de stekproefprestaasje is net kwalifisearre.
figuer 4 toant de tensile eigenskippen resultaten fan monster No.. 3. It kin fûn wurde út figuer 4 dat de fierder fuort fan 'e skieding line, de legere de hurdens fan' e fertrage quenching ein. De ôfnimming fan hurdens jout oan dat de prestaasjes fan de stekproef wurdt fermindere, mar de hurdens nimt ôf stadich, allinne ôfnimmend fan 95HB oant likernôch 91HB oan 'e ein fan' e parallel seksje. Lykas te sjen is út de prestaasjesresultaten yn Tabel 1, fermindere de treksterkte fan 342MPa nei 320MPa foar wetterkoeling. Tagelyk waard fûn dat it brekpunt fan 'e trekmonster ek oan' e ein fan 'e parallele seksje is mei de leechste hurdens. Dit komt omdat it is fier fuort fan it wetter cooling, de alloy prestaasjes wurdt fermindere, en it ein berikt de treksterkte limyt earst te foarmjen in necking del. Ta beslút, brek út it leechste prestaasje punt, en de break posysje is yn oerienstimming mei de prestaasje test resultaten.
figuer 5 toant de hurdens kromme fan de parallelle seksje fan sample No.. 4 en de fraktuer posysje. It kin fûn wurde dat hoe fierder fuort fan 'e wetterkuoljende skiedingsline, hoe leger de hurdens fan' e fertrage quenching ein. Tagelyk is de fraktuerlokaasje ek oan 'e ein wêr't de hurdens it leechst is, 86HB-fraktueren. Ut tabel 2 docht bliken dat der oan it wetterkuolle ein hast gjin plastyske ferfoarming is. Ut Tabel 1 wurdt fûn dat de sample prestaasjes (treksterkte 298MPa, opbringst 266MPa) signifikant fermindere is. De treksterkte is mar 298MPa, dy't de opbringststerkte fan it wetterkuolle ein (315MPa) net berikt. It ein hat foarme in necking del as it is leger as 315MPa. Foar breuk barde allinnich elastyske deformation yn it wetterkuolle gebiet. As de stress ferdwûn, ferdwûn de spanning oan it wetterkuolle ein. Dêrtroch is it deformaasjebedrach yn de wetterkuolsône yn tabel 2 hast gjin feroaring. De stekproef brekt oan 'e ein fan' e fertrage taryf fjoer, de misfoarme gebiet wurdt fermindere, en de ein hurdens is de leechste, resultearret yn in signifikante fermindering fan prestaasjes resultaten.
Nim samples út it 100% fertrage quenchinggebiet oan 'e ein fan it 400mm-eksimplaar. Figuer 6 lit de hurdenskurve sjen. De hurdens fan 'e parallelle seksje wurdt fermindere nei sawat 83-84HB en is relatyf stabyl. Troch itselde proses is de prestaasje sawat gelyk. Gjin dúdlik patroan is fûn yn 'e fraktuerposysje. De legearingsprestaasje is leger dan dy fan it mei wetter útbluste monster.
Om de regelmjittigens fan prestaasjes en fraktuer fierder te ûndersykjen, waard de parallelle seksje fan it tensile-eksimplaar selekteare tichtby it leechste punt fan hurdens (77HB). Ut Tabel 1 waard fûn dat de prestaasjes signifikant fermindere waarden, en it brekpunt ferskynde op it leechste punt fan hurdens yn figuer 2.
2.3 ANSYS analyze resultaten
Figuer 7 toant de resultaten fan ANSYS simulaasje fan cooling curves op ferskillende posysjes. It kin sjoen wurde dat de temperatuer fan 'e stekproef yn' e wetterkuolgebiet rap sakke. Nei 5 s sakke de temperatuer nei ûnder 100 ° C, en op 80 mm fan 'e skiedingsline sakke de temperatuer nei sawat 210 ° C by 90 s. De trochsneed temperatuerfal is 3,5 °C/s. Nei 90 sekonden yn it terminalluchtkoelgebiet sakket de temperatuer nei sa'n 360 °C, mei in gemiddelde droprate fan 1,9 °C/s.
Troch prestaasjesanalyse en simulaasjeresultaten wurdt fûn dat de prestaasjes fan it wetterkuolgebiet en it fertrage blusgebiet in feroaringspatroan is dat earst ôfnimt en dan in bytsje ferheget. Beynfloede troch wetterkoeling yn 'e buert fan' e skiedingsline, feroarsake waarmtegelieding dat it stekproef yn in bepaald gebiet sakje mei in koelingsrate minder dan dy fan wetterkoeling (3,5 ° C / s). Dêrtroch foel Mg2Si, dy't yn 'e matrix fersterke, yn dit gebiet yn grutte hoemannichten del, en sakke de temperatuer nei 90 sekonden nei sa'n 210°C. De grutte hoemannichte Mg2Si delset late ta in lytser effekt fan wetterkuolling nei 90 s. It bedrach fan Mg2Si fersterkende faze precipitated nei fergrizing behanneling waard gâns fermindere, en de stekproef prestaasjes waard dêrnei fermindere. Lykwols, de fertrage quenching sône fier fuort fan 'e skieding line wurdt minder beynfloede troch wetter cooling waarmte conduction, en de alloy cooling relatyf stadich ûnder lucht cooling omstannichheden (cool rate 1,9 ° C / s). Allinnich in lyts part fan 'e Mg2Si-faze falt stadich út, en de temperatuer is 360C nei 90s. Nei wetterkoeling is it grutste part fan 'e Mg2Si-faze noch yn' e matrix, en it ferspriedt en falt nei ferâldering, wat in fersterkende rol spilet.
3. Konklúzje
It waard fûn troch eksperiminten dat fertrage quenching sil feroarsaakje de hurdens fan 'e fertrage quenching sône op' e krusing fan normale quenching en fertrage quenching earst ôfnimme en dan in bytsje tanimme oant it úteinlik stabilisearret.
Foar 6061 aluminium alloy, de tensile sterkte nei normale quenching en fertrage quenching foar 90 s binne respektivelik 342MPa en 288MPa, en de opbringst sterkte binne 315MPa en 252MPa, dy't beide foldogge oan de sample prestaasjes noarmen.
D'r is in regio mei de leechste hurdens, dy't nei normaal blussen fan 95HB nei 77HB wurdt fermindere. De prestaasjes hjir binne ek de leechste, mei in treksterkte fan 271MPa en in opbringststerkte fan 220MPa.
Troch ANSYS-analyze waard it fûn dat it koelingsnivo op it leechste prestaasjepunt yn 'e jierren '90 fertrage quenching-sône fermindere mei likernôch 3,5 ° C per sekonde, wat resultearre yn ûnfoldwaande fêste oplossing fan' e fersterkende faze Mg2Si-fase. Neffens dit artikel, kin sjoen wurde dat de prestaasjes gefaar punt ferskynt yn it fertrage quenching gebiet op it krúspunt fan normale quenching en fertrage quenching, en is net fier fan it krúspunt, dat hat wichtige liedende betsjutting foar it ridlike behâld fan extrusion sturt ein proses ôffal.
Bewurke troch May Jiang út MAT Aluminium
Post tiid: Aug-28-2024
