6063 aluminium alloy heart ta de leech-legearre Al-Mg-Si rige waarmte-behannele aluminium alloy. It hat poerbêste extrusion moulding prestaasjes, goede corrosie ferset en wiidweidige meganyske eigenskippen. It wurdt ek in protte brûkt yn 'e auto-yndustry fanwegen syn maklike oksidaasjekleur. Mei de fersnelling fan 'e trend fan lichtgewicht auto's is de tapassing fan 6063-ekstruderingsmaterialen fan aluminiumlegering yn' e auto-yndustry ek fierder tanommen.
De mikrostruktuer en eigenskippen fan extrudearre materialen wurde beynfloede troch de kombinearre effekten fan extrusion snelheid, extrusion temperatuer en extrusion ratio. Under harren wurdt de extrusion ratio benammen bepaald troch de extrusion druk, produksje effisjinsje en produksje apparatuer. As de extrusion ratio is lyts, de alloy deformation is lyts en de mikrostruktuer ferfining is net dúdlik; it fergrutsjen fan de extrusion ratio kin gâns ferfine de korrels, break up de grof twadde faze, krije in unifoarm mikrostruktuer, en ferbetterjen fan de meganyske eigenskippen fan de alloy.
6061 en 6063 aluminium alloys ûndergean dynamyske rekristallisaasje tidens it extrusion proses. Wannear't de extrusion temperatuer is konstant, as de extrusion ratio nimt ta, de nôt grutte nimt ôf, de fersterking faze is fyn ferspraat, en de tensile sterkte en ferlinging fan 'e alloy tanimme navenant; lykwols, as de extrusion ferhâlding nimt ta, de extrusion krêft nedich foar de extrusion proses ek nimt ta, wêrtroch in grutter termyske effekt, wêrtroch't de ynterne temperatuer fan 'e alloy te rizen, en de prestaasjes fan it produkt te ferminderjen. Dit eksperimint ûndersiket it effekt fan extrusion ratio, benammen grutte extrusion ratio, op 'e mikrostruktuer en meganyske eigenskippen fan 6063 aluminium alloy.
1 Eksperimintele materialen en metoaden
De eksperimintele materiaal is 6063 aluminium alloy, en de gemyske gearstalling wurdt werjûn yn Tabel 1. De oarspronklike grutte fan de ingot is Φ55 mm × 165 mm, en it wurdt ferwurke yn in extrusion billet mei in grutte fan Φ50 mm × 150 mm nei homogenization behanneling by 560 ℃ foar 6 oeren. De billet wurdt ferwaarme oant 470 ℃ en waarm hâlden. De preheating temperatuer fan de extrusion barrel is 420 ℃, en de preheating temperatuer fan de mal is 450 ℃. As de extrusion snelheid (extrusion rod moving snelheid) V = 5 mm / s bliuwt ûnferoare, 5 groepen fan ferskillende extrusion ratio tests wurde útfierd, en de extrusion ferhâldingen R binne 17 (oerienkommende mei de die gat diameter D = 12 mm), 25 (D=10 mm), 39 (D=8 mm), 69 (D=6 mm), en 156 (D=4 mm).
Tabel 1 Gemyske komposysjes fan 6063 Al alloy (wt/%)
Nei skuorpapier en meganysk polearjen waarden de metallografyske samples etste mei HF-reagens mei in folumefraksje fan 40% foar sawat 25 s, en de metallografyske struktuer fan 'e samples waard waarnommen op in LEICA-5000 optyske mikroskoop. In tekstueranalysemonster mei in grutte fan 10 mm × 10 mm waard ôfsnien út it sintrum fan 'e longitudinale seksje fan' e extrudearre roede, en meganyske slypjen en etsen waarden útfierd om it oerflakstresslaach te ferwiderjen. De ûnfolsleine poalfigueren fan 'e trije kristalfleanen {111}, {200} en {220} fan 'e stekproef waarden mjitten troch de X'Pert Pro MRD X-ray diffraksjeanalysator fan PANalytical Company, en de tekstuergegevens waarden ferwurke en analysearre troch X′Pert Data View en X′Pert Texture software.
De tensile eksimplaar fan de getten alloy waard nommen út it sintrum fan 'e ingot, en de tensile eksimplaar waard snije lâns de extrusion rjochting nei extrusion. De mjitte gebiet grutte wie Φ4 mm × 28 mm. De tensile test waard útfierd mei in SANS CMT5105 universele materiaal test masine mei in tensile rate fan 2 mm / min. De gemiddelde wearde fan de trije standert eksimplaren waard berekkene as de meganyske eigendom gegevens. De fraktuer morfology fan de tensile eksimplaren waard waarnommen mei help fan in lege-fergrutting skennen elektronenmikroskoop (Quanta 2000, FEI, USA).
2 Resultaten en diskusje
Figuer 1 toant de metallografyske mikrostruktuer fan 'e as-cast 6063 aluminium alloy foar en nei homogenization behanneling. Lykas werjûn yn figuer 1a, fariearje de α-Al korrels yn 'e as-cast mikrostruktuer yn grutte, in grut oantal reticular β-Al9Fe2Si2 fazen sammelje by de nôt grinzen, en in grut oantal korrelige Mg2Si fazen bestean binnen de korrels. Nei't it ingot foar 6 oeren homogenisearre wie by 560 ℃, waard de net-lykwichtige eutektyske faze tusken de alloy-dendriten stadichoan oplost, de alloy-eleminten oplost yn 'e matrix, de mikrostruktuer wie unifoarm, en de gemiddelde korrelgrutte wie sawat 125 μm (figuer 1b) ).
Foardat homogenisaasje
Nei it uniformisearjen fan behanneling by 600 ° C foar 6 oeren
Fig.1 Metallografyske struktuer fan 6063 aluminium alloy foar en nei homogenization behanneling
Figuer 2 toant it uterlik fan 6063 aluminium alloy bars mei ferskillende extrusion ferhâldingen. Lykas werjûn yn figuer 2, de oerflak kwaliteit fan 6063 aluminium alloy bars extruded mei ferskillende extrusion ferhâldingen is goed, benammen as de extrusion ratio wurdt ferhege nei 156 (oerienkommende mei de bar extrusion outlet snelheid fan 48 m / min), der binne noch gjin extrusion defekten lykas skuorren en peeling op it oerflak fan 'e bar, wat oanjout dat 6063 aluminium alloy hat ek goede hite extrusion foarmjen prestaasjes ûnder hege snelheid en grutte extrusion ratio.
Fig.2 Uterlik fan 6063 aluminium alloy stangen mei ferskillende extrusion ferhâldingen
Figuer 3 toant de metallografyske mikrostruktuer fan 'e longitudinale seksje fan' e 6063 aluminium alloy bar mei ferskillende extrusion ferhâldingen. De nôtstruktuer fan 'e bar mei ferskate extrusionsferhâldingen toant ferskate graden fan ferlinging of ferfining. As de ekstruderingsferhâlding 17 is, wurde de orizjinele korrels yn 'e ekstruderingsrjochting ferlingd, begelaat troch de foarming fan in lyts oantal rekristallisearre korrels, mar de korrels binne noch relatyf grof, mei in gemiddelde korrelgrutte fan sawat 85 μm (figuer 3a) ; doe't de extrusion ratio is 25, de kerrels wurde lutsen mear slanke, it oantal rekristallisearre kerrels nimt ta, en de gemiddelde nôt grutte nimt ôf oant likernôch 71 μm (figuer 3b); doe't de extrusion ratio is 39, útsein foar in lyts oantal misfoarme kerrels, de mikrostruktuer is yn prinsipe gearstald út equiaxed rekristallisearre kerrels fan oneffen grutte, mei in gemiddelde nôt grutte fan likernôch 60 μm (figuer 3c); doe't de extrusion ratio is 69, is it dynamyske rekristallisaasjeproses yn prinsipe foltôge, de grouwe orizjinele kerrels binne folslein omfoarme ta unifoarm struktureare rekristallisearre kerrels, en de gemiddelde nôtgrutte wurdt ferfine oant sawat 41 μm (figuer 3d); doe't de extrusion ratio is 156, mei de folsleine foarútgong fan de dynamyske recrystallization proses, de mikrostruktuer is mear unifoarm, en de nôt grutte wurdt sterk ferfine oant likernôch 32 μm (figuer 3e). Mei de tanimming fan extrusion ratio, de dynamyske rekristallisaasje proses giet mear folslein, de legearing mikrostruktuer wurdt mear unifoarm, en de nôt grutte wurdt gâns ferfine (figuer 3f).
Fig.3 Metallografyske struktuer en korrelgrutte fan longitudinale seksje fan 6063 aluminium alloy stangen mei ferskillende extrusion ferhâldingen
Figuer 4 toant de omkearde pole sifers fan 6063 aluminium alloy bars mei ferskillende extrusion ferhâldingen lâns de extrusion rjochting. It kin sjoen wurde dat de mikrostruktueren fan alloy bars mei ferskillende extrusion ferhâldingen allegear produsearje foar de hân lizzende foarkar oriïntaasje. As de ekstruderingsferhâlding 17 is, wurdt in swakkere <115>+<100> tekstuer foarme (figuer 4a); doe't de extrusion ratio is 39, de tekstuer komponinten binne benammen de sterkere <100> tekstuer en in lyts bedrach fan swak <115> textuur (figuer 4b); as de extrusion ratio is 156, binne de tekstuerkomponinten de <100> tekstuer mei signifikant ferhege sterkte, wylst de <115> tekstuer ferdwynt (figuer 4c). Stúdzjes hawwe sjen litten dat gesicht-sintraal kubike metalen benammen foarmje <111> en <100> wire tekstueren by extrusion en tekening. Sadree't de tekstuer wurdt foarme, de keamertemperatuer meganyske eigenskippen fan de alloy sjen litte dúdlik anisotropy. De tekstuer sterkte nimt ta mei de tanimming fan de extrusion ratio, wat oanjout dat it oantal kerrels yn in bepaalde kristal rjochting parallel oan de extrusion rjochting yn 'e alloy stadichoan tanimt, en de longitudinale treksterkte fan' e alloy nimt ta. De fersterking meganismen fan 6063 aluminium alloy hot extrusion materialen befetsje fyn nôt fersterking, dislocation fersterking, textuur fersterking, ensfh Binnen it berik fan proses parameters brûkt yn dizze eksperimintele stúdzje, it fergrutsjen fan de extrusion ratio hat in befoarderjen effekt op de boppesteande fersterking meganismen.
Fig.4 Reverse pole diagram fan 6063 aluminium alloy roeden mei ferskillende extrusion ferhâldingen lâns de extrusion rjochting
Figure 5 is in histogram fan de trek eigenskippen fan 6063 aluminium alloy nei deformation by ferskillende extrusion ferhâldingen. De treksterkte fan 'e getten alloy is 170 MPa en de elongaasje is 10,4%. De treksterkte en ferlinging fan 'e alloy nei extrusion wurde gâns ferbettere, en de tensile sterkte en ferlinging stadichoan tanimme mei de tanimming fan de extrusion ratio. As de extrusion-ferhâlding 156 is, berikke de treksterkte en ferlinging fan 'e alloy de maksimale wearde, dy't respektivelik 228 MPa en 26,9% binne, wat sawat 34% heger is as de treksterkte fan 'e getten alloy en sawat 158% heger as de ferlinging. De tensile sterkte fan 6063 aluminium alloy krigen troch in grutte extrusion ratio is ticht by de tensile sterkte wearde (240 MPa) krigen troch 4-pass gelikense kanaal angular extrusion (ECAP), dat is folle heger as de tensile sterkte wearde (171.1 MPa) krigen troch 1-pass ECAP extrusion fan 6063 aluminium alloy. It kin sjoen wurde dat in grutte extrusion ratio kin ferbetterje de meganyske eigenskippen fan de alloy ta in beskate mjitte.
De ferbettering fan 'e meganyske eigenskippen fan' e alloy troch extrusion ratio komt benammen út fersterking fan nôt ferfining. As de extrusion ratio nimt ta, wurde de korrels ferfine en de dislokaasjetichtens nimt ta. Mear nôtgrinzen per ienheidgebiet kinne de beweging fan dislokaasjes effektyf hinderje, kombineare mei de ûnderlinge beweging en ferstriken fan dislokaasjes, en dêrmei de sterkte fan 'e alloy ferbetterje. Hoe fyner de kerrels, hoe kronkeliger de nôtgrinzen, en de plastyske ferfoarming kin yn mear kerrels ferspraat wurde, wat net befoarderlik is foar it ûntstean fan skuorren, lit stean foar it fuortplantsjen fan skuorren. Mear enerzjy kin wurde opnomd tidens it fraktuerproses, wêrtroch't de plastykens fan 'e alloy ferbetterje.
Fig.5 Tensile eigenskippen fan 6063 aluminium alloy nei casting en extrusion
De tensile fraktuer morfology fan de alloy nei deformation mei ferskillende extrusion ferhâldingen wurdt werjûn yn figuer 6. Gjin dimples waarden fûn yn de fraktuer morfology fan de as-cast sample (figuer 6a), en de fraktuer wie benammen gearstald út platte gebieten en tearing rânen , wat oanjout dat de tensile fraktuer meganisme fan de as-cast alloy wie benammen bros fraktuer. De fraktuer morfology fan 'e alloy nei extrusion is feroare signifikant, en de fraktuer is gearstald út in grut oantal equiaxed dimples, wat oanjout dat de fraktuer meganisme fan de alloy nei extrusion is feroare fan bros fraktuer nei ductile fraktuer. As de extrusion ratio is lyts, de dimples binne ûndjip en de dimple grutte is grut, en de ferdieling is ûnjildich; as de extrusion ratio nimt ta, it oantal dimples nimt ta, de dimple grutte is lytser en de ferdieling is unifoarm (figuer 6b ~ f), wat betsjut dat de alloy hat better plasticity, dat is yn oerienstimming mei de meganyske eigenskippen test resultaten hjirboppe.
3 Konklúzje
Yn dit eksperimint, de effekten fan ferskillende extrusion ferhâldingen op de mikrostruktuer en eigenskippen fan 6063 aluminium alloy waarden analysearre ûnder de betingst dat de billet grutte, ingot ferwaarming temperatuer en extrusion snelheid bleau ûnferoare. De konklúzjes binne as folget:
1) Dynamyske rekristallisaasje komt foar yn 6063-aluminiumlegering by heule ekstrudering. Mei de tanimming fan extrusion ratio, de kerrels wurde kontinu ferfine, en de kerrels langwerpige lâns de extrusion rjochting wurde omfoarme ta equiaxed recrystallized korrels, en de sterkte fan <100> wire textuur wurdt kontinu ferhege.
2) Troch it effekt fan fersterking fan fyn nôt wurde de meganyske eigenskippen fan 'e alloy ferbettere mei de ferheging fan extrusion ratio. Binnen it berik fan testparameters, as de ekstruderingsferhâlding 156 is, berikke de treksterkte en ferlinging fan 'e legering de maksimale wearden fan respektivelik 228 MPa en 26,9%.
Fig.6 Tensile fraktuer morfologyen fan 6063 aluminium alloy nei casting en extrusion
3) De fraktuer morfology fan it as-cast eksimplaar is gearstald út platte gebieten en tear rânen. Nei extrusion, de fraktuer is gearstald út in grut oantal equiaxed dimples, en it fraktuer meganisme wurdt omfoarme fan brosse fraktuer nei ductile fraktuer.
Post tiid: Nov-30-2024
