Хӯлаи алюминийи 6063 ба хӯлаи алюминийи бо гармӣ коркардшавандаи силсилаи Al-Mg-Si тааллуқ дорад. Он дорои иҷрои аъло қолаби extrusion, муқовимат ба зангзании хуб ва хосиятҳои механикии ҳамаҷонибаи. Он инчунин дар саноати автомобилсозӣ ба таври васеъ истифода мешавад, зеро ранг кардани оксидшавии он осон аст. Бо суръат бахшидани тамоюли автомобилҳои сабук, татбиқи 6063 маводи экструзияи алюминийи хӯлаи дар саноати автомобилсозӣ боз ҳам афзоиш ёфт.
Ба микросохтор ва хосиятҳои маводи истихроҷшуда аз таъсири якҷояи суръати экструзия, ҳарорати экструзия ва таносуби экструзия таъсир мерасонанд. Дар байни онҳо таносуби экструзия асосан аз ҷониби фишори экструзия, самаранокии истеҳсолот ва таҷҳизоти истеҳсолӣ муайян карда мешавад. Вақте ки таносуби экструзия хурд аст, деформатсияи хӯлаи хурд аст ва тозакунии микроструктураи он аён нест; баланд бардоштани таносуби экструзия метавонад донаҳоро ба таври назаррас тоза кунад, марҳилаи дуюми дағалро вайрон кунад, микроструктураи якхела ба даст орад ва хосиятҳои механикии хӯларо беҳтар созад.
Хӯлаҳои алюминийи 6061 ва 6063 дар ҷараёни экструзия аз нав кристаллизатсия мешаванд. Ҳангоме ки ҳарорати экструзия доимӣ аст, бо афзоиши таносуби экструзия, андозаи дона кам мешавад, марҳилаи мустаҳкамкунӣ ба таври дақиқ пароканда карда мешавад ва қувваи tensile ва дарозшавии хӯла мувофиқан зиёд мешавад; аммо, вақте ки таносуби экструзия афзоиш меёбад, қувваи экструзия барои раванди экструзия низ афзоиш меёбад, ки таъсири гармии бештарро ба вуҷуд меорад, ки ҳарорати дохилии хӯларо баланд мекунад ва иҷрои маҳсулотро коҳиш медиҳад. Ин таҷриба таъсири таносуби экструзия, бахусус таносуби калони экструзияро ба микроструктурам ва хосиятҳои механикии хӯлаи алюминийи 6063 меомӯзад.
1 Маводҳо ва усулҳои таҷрибавӣ
Маводи таҷрибавӣ хӯлаи алюминийи 6063 мебошад ва таркиби химиявӣ дар ҷадвали 1 нишон дода шудааст. Андозаи аслии ингот Φ55 мм × 165 мм аст ва он пас аз гомогенизатсия ба як billet extrusion бо андозаи Φ50 мм × 150 мм коркард карда мешавад. табобат дар 560 ℃ барои 6 соат. Табақ то 470 ℃ гарм карда мешавад ва гарм нигоҳ дошта мешавад. Ҳарорати пеш аз гармкунии баррели экструзия 420 ℃ ва ҳарорати пеш аз гармкунии қолаб 450 ℃ аст. Вақте ки суръати экструзия (суръати ҳаракати асои экструзия) V = 5 мм/с бетағйир мемонад, 5 гурӯҳи санҷишҳои таносуби экструзияи гуногун гузаронида мешаванд ва таносуби экструзия R 17 аст (мувофиқ ба диаметри сӯрохии қолаб D = 12 мм), 25 (Д=10 мм), 39 (Д=8 мм), 69 (Д=6 мм) ва 156 (Д=4 мм).
Ҷадвали 1 Таркиби кимиёвии хӯлаи 6063 Al (ваз/%)
Пас аз суфтакунии коғази регдор ва сайқал додани механикӣ, намунаҳои металлографӣ бо реагенти HF бо фраксияи ҳаҷмии 40% тақрибан 25 сония кашида шуданд ва сохтори металлографии намунаҳо дар микроскопи оптикии LEICA-5000 мушоҳида карда шуд. Намунаи таҳлили матоъ бо андозаи 10 мм × 10 мм аз маркази қисмати тӯлонии асои истихроҷшуда бурида шуд ва барои тоза кардани қабати фишори рӯизаминӣ суфтакунии механикӣ ва кашиш анҷом дода шуд. Рақамҳои нопурраи қутби се ҳавопаймои булӯри {111}, {200} ва {220} аз ҷониби анализатори рентгении дифраксияи X′Pert Pro MRD аз ширкати PANalytical чен карда шуданд ва маълумоти матн коркард ва таҳлил карда шуданд. аз ҷониби нармафзори X′Pert Data View ва X′Pert Texture.
Намунаи кашиши хӯлаи рехташуда аз маркази ингот гирифта шуд ва намунаи кашиш пас аз истихроҷ дар самти экструзия бурида шуд. Андозаи майдони ченак Φ4 мм × 28 мм буд. Озмоиши кашиш бо истифода аз мошини универсалии озмоиши мавод SANS CMT5105 бо суръати кашиш 2 мм/дақ гузаронида шуд. Арзиши миёнаи се намунаи стандартӣ ҳамчун маълумоти моликияти механикӣ ҳисоб карда шуд. Морфологияи шикастани намунаҳои кашиш бо истифода аз микроскопи электронии сканерии камтаъсир мушоҳида карда шуд (Quanta 2000, FEI, ИМА).
2 Натиҷаҳо ва муҳокима
Дар расми 1 микроструктураи металлографии хӯлаи алюминийи 6063 пеш аз коркарди гомогенизатсия ва пас аз коркард нишон дода шудааст. Тавре ки дар расми 1а нишон дода шудааст, донаҳои α-Al дар микроструктураи ҳамчун рехташуда ҳаҷмашон гуногунанд, шумораи зиёди фазаҳои ретикулярии β-Al9Fe2Si2 дар сарҳади дона ҷамъ мешаванд ва дар дохили донаҳо миқдори зиёди фазаҳои гранулӣ Mg2Si мавҷуданд. Пас аз гомогенизатсияи ингот дар 560 ℃ барои 6 соат, марҳилаи эвтектикии ғайримувозинатӣ байни дендритҳои хӯла тадриҷан об мешавад, унсурҳои хӯла дар матритса гудохта мешаванд, микроструктура яксон буд ва андозаи миёнаи дона тақрибан 125 мкм буд (Расми 1b) ).
Пеш аз гомогенизатсия
Пас аз якхела кардани табобат дар 600 ° C барои 6 соат
Fig.1 Сохтори металлографии хӯлаи алюминийи 6063 пеш аз ва баъд аз коркарди гомогенизатсия
Дар расми 2 намуди зоҳирии панҷараҳои хӯлаи алюминийи 6063 бо таносуби гуногуни экструзия нишон дода шудааст. Тавре ки дар расми 2 нишон дода шудааст, сифати сатҳи барҳои хӯлаи алюминийи 6063 бо таносуби гуногуни экструзияи истихроҷшуда хуб аст, хусусан вақте ки таносуби экструзия то 156 зиёд карда мешавад (мувофиқ ба суръати баромади бар экструзия 48 м/дақ), то ҳол вуҷуд надорад. нуқсонҳои экструзия ба монанди тарқишҳо ва пӯст дар рӯи бар, нишон медиҳанд, ки хӯлаи алюминийи 6063 инчунин экструзияи хуби гарм дорад. ташаккули иҷрои зери суръати баланд ва таносуби extrusion калон.
Fig.2 Намуди зоҳирии 6063 чубҳои хӯлаи алюминий бо таносуби extrusion гуногун
Дар расми 3 микроструктураи металлографии қисмати дарозии бари хӯлаи алюминийи 6063 бо таносуби гуногуни экструзия нишон дода шудааст. Сохтори донаи бар бо таносуби гуногуни экструзия дараҷаҳои гуногуни дарозшавӣ ё такмилро нишон медиҳад. Вақте ки таносуби экструзия 17 аст, донаҳои аслӣ дар самти экструзия дароз мешаванд, ки бо ташаккули миқдори ками донаҳои дубора кристаллшуда ҳамроҳ мешаванд, аммо донаҳо ҳанӯз нисбатан дағал буда, андозаи миёнаи дона тақрибан 85 мкм аст (Расми 3а) ; вақте ки таносуби экструзия 25 аст, донаҳо бориктар кашида мешаванд, шумораи донаҳои дубора кристаллшуда зиёд мешавад ва андозаи миёнаи дона тақрибан ба 71 мкм кам мешавад (расми 3б); вақте ки таносуби экструзия 39 аст, ба истиснои миқдори ками донаҳои деформатсияшуда, микроструктура асосан аз донаҳои баробарҳуқуқи аз нав кристаллшудаи андозаи нобаробар иборат аст, ки андозаи миёнаи дона тақрибан 60 мкм аст (расми 3c); вақте ки таносуби экструзия 69 аст, раванди дубора кристаллизатсияи динамикӣ асосан ба анҷом мерасад, донаҳои аслии дағал комилан ба донаҳои якхелаи рекристаллизатсияшуда табдил ёфтаанд ва андозаи миёнаи дона тақрибан ба 41 мкм (расми 3d) такмил меёбад; вақте ки таносуби экструзия 156 аст, бо пешрафти пурраи раванди кристаллизатсияи динамикӣ, микроструктураи якхелатар аст ва андозаи дона ба таври назаррас тақрибан 32 мкм (расми 3e) тоза карда мешавад. Бо афзоиши таносуби экструзия, раванди динамикӣ аз нав кристаллизатсия пурратар идома меёбад, микроструктураи хӯла яксонтар мешавад ва андозаи дона ба таври назаррас тоза карда мешавад (расми 3f).
Расми 3 Сохтори металлографӣ ва андозаи донаи қисмати дарозии 6063 асои хӯлаи алюминий бо таносуби гуногуни экструзия
Дар расми 4 рақамҳои қутби баръакси панҷараҳои хӯлаи алюминийи 6063 бо таносуби гуногуни экструзия дар самти экструзия нишон дода шудаанд. Дидан мумкин аст, ки микроструктураи сутунҳои хӯлаи бо таносуби гуногуни экструзиявӣ ҳама самти афзалиятноки равшанро ба вуҷуд меоранд. Вақте ки таносуби экструзия 17 аст, сохтори заифтар <115>+<100> ба вуҷуд меояд (расми 4а); вақте ки таносуби экструзия 39 аст, ҷузъҳои матоъ асосан сохтори мустаҳкамтар <100> ва миқдори ками матни заиф <115> мебошанд (расми 4б); вақте ки таносуби экструзия 156 аст, ҷузъҳои матоъ матни <100> бо қувваи ба таври назаррас афзоишёфта мебошанд, дар ҳоле ки матни <115> нопадид мешавад (расми 4c). Таҳқиқотҳо нишон доданд, ки металлҳои мукааби рӯи рӯи марказӣ асосан ҳангоми экструзия ва кашидан сохторҳои сими <111> ва <100> ташкил медиҳанд. Пас аз ба вуҷуд омадани матн, хосиятҳои механикии хӯла дар ҳарорати хонагӣ анизотропияи равшанро нишон медиҳанд. Қувваи матоъ бо афзоиши таносуби экструзия меафзояд, ки нишон медиҳад, ки шумораи донаҳо дар як самти муайяни кристалл параллел ба самти экструзия дар хӯла тадриҷан меафзояд ва қувваи дарозии хӯла меафзояд. Механизмҳои таҳкими хӯлаи алюминийи 6063 маводи экструзияи гармро дар бар мегирад, ки мустаҳкамкунии донаи ҷарима, таҳкими дислокатсия, таҳкими матоъ ва ғайра. Дар доираи параметрҳои раванде, ки дар ин таҳқиқоти таҷрибавӣ истифода мешаванд, баланд бардоштани таносуби экструзия таъсири мусоидаткунанда ба механизмҳои таҳкими боло дорад.
Fig.4 Диаграммаи қутби баръакси чӯбҳои хӯлаи алюминийи 6063 бо таносуби гуногуни экструзия дар самти экструзия
Тасвири 5 гистограммаи хосиятҳои кашиши хӯлаи алюминийи 6063 пас аз деформатсия дар таносуби гуногуни экструзия мебошад. Қувваи кашиши хӯлаи рехташуда 170 МПа ва дарозӣ 10,4% аст. Қувваи кашиш ва дарозшавии хӯла пас аз экструзия ба таври назаррас беҳтар карда мешавад ва қувваи кашиш ва дарозшавӣ бо афзоиши таносуби экструзия тадриҷан меафзояд. Вақте ки таносуби экструзия 156 аст, қувваи кашиш ва дарозии хӯла ба ҳадди аксар мерасад, ки мутаносибан 228 МПа ва 26,9% -ро ташкил медиҳад, ки тақрибан 34% аз қувваи кашиши хӯлаи рехташуда ва тақрибан 158% баландтар аст. дароз кардан. Қувваи кашиши хӯлаи алюминийи 6063, ки бо таносуби калони экструзия ба даст оварда шудааст, ба арзиши қувваи кашиш (240 МПа), ки тавассути экструзияи кунҷии баробари канали 4-гузарӣ (ECAP) ба даст омадааст, наздик аст, ки аз арзиши қувваи кашиш (171,1 МПа) хеле баландтар аст. ба даст 1-гузариши ECAP extrusion аз хӯлаи алюминий 6063. Дидан мумкин аст, ки таносуби калони экструзия метавонад хосиятҳои механикии хӯларо то андозае беҳтар кунад.
Баланд бардоштани хосиятҳои механикии хӯла аз рӯи таносуби экструзия асосан аз таҳкими тозакунии ғалла ба даст меояд. Вақте ки таносуби экструзия афзоиш меёбад, донаҳо тоза карда мешаванд ва зичии дислокатсия меафзояд. Сарҳадҳои бештари ғалладона дар як воҳиди майдон метавонад ба ҳаракати дислокатсияҳо дар якҷоягӣ бо ҳаракати мутақобила ва печида шудани дислокатсияҳо халал расонад ва ба ин васила мустаҳкамии хӯларо беҳтар кунад. Донањо њар ќадар майдатар бошанд, сарњади ѓаллањо њамон ќадар печидатар бошад ва деформатсияи пластикиро дар донањои бештар пароканда кардан мумкин аст, ки ин ба пайдоиши тарќишњо, расад ба пањншавии тарќишњо мусоидат намекунад. Дар ҷараёни шикастан энергияи бештарро ҷабб кардан мумкин аст ва ба ин васила пластикии хӯларо беҳтар мекунад.
Fig.5 Хусусиятҳои tensile аз хӯлаи алюминий 6063 пас аз рехтан ва extrusion
Морфологияи шикастани хӯла пас аз деформатсия бо коэффитсиентҳои гуногуни экструзия дар расми 6 нишон дода шудааст. Дар морфологияи шикастани намунаи ҳамчун рехтагарӣ ягон чукурӣ пайдо нашудааст (расми 6а) ва шикаста асосан аз минтақаҳои ҳамвор ва кунҷҳои кандашуда иборат буд. , нишон медиҳад, ки механизми шикастани шиканҷаи хӯлаи ҳамчун рехташуда асосан шикастани шикаста буд. Морфологияи шикастани хӯла пас аз экструзия ба таври назаррас тағйир ёфт ва шикаста аз миқдори зиёди ҷӯякҳои баробарҳуқуқ иборат аст, ки нишон медиҳад, ки механизми шикастани хӯла пас аз экструзия аз шикастани шикаста ба шикастани ҷӯйбор табдил ёфтааст. Вақте, ки таносуби extrusion хурд аст, dimples набуда ва андозаи dimple калон аст, ва тақсимоти нобаробар аст; баробари зиёд шудани таносуби экструзия, шумораи чуқурҳо зиёд мешавад, андозаи чуқурчаҳо хурдтар ва тақсимот яксон аст (Расми 6b ~ f), ин маънои онро дорад, ки хӯла пластикии беҳтар дорад, ки бо натиҷаҳои санҷиши хосиятҳои механикии дар боло овардашуда мувофиқ аст.
3 Хулоса
Дар ин таҷриба, таъсири таносубҳои гуногуни экструзия ба микроструктурам ва хосиятҳои хӯлаи алюминийи 6063 дар зери шарте таҳлил карда шуданд, ки андозаи била, ҳарорати гармидиҳӣ ва суръати экструзия бетағйир монд. Хулосаҳо чунинанд:
1) Рекристаллизатсияи динамикӣ дар хӯлаи алюминийи 6063 ҳангоми экструзияи гарм рух медиҳад. Бо афзоиши таносуби экструзия, донаҳо пайваста тоза карда мешаванд ва донаҳое, ки дар самти экструзия дароз карда шудаанд, ба донаҳои баробаркардашудаи дубора кристаллизатсияшуда табдил меёбанд ва қувваи сохтори сими <100> пайваста зиёд мешавад.
2) Аз сабаби таъсири мустаҳкамкунии донаҳои майда, хосиятҳои механикии хӯла бо афзоиши таносуби экструзия беҳтар карда мешаванд. Дар доираи параметрҳои санҷиш, вақте ки таносуби экструзия 156 аст, қувваи кашиш ва дарозии хӯла мутаносибан ба арзишҳои максималии 228 МПа ва 26,9% мерасад.
Расми 6 Морфологияи шикастани тобиши хӯлаи алюминийи 6063 пас аз рехтан ва экструзия
3) Морфологияи шикастани намунаи рехташуда аз минтақаҳои ҳамвор ва кунҷҳои дарида иборат аст. Пас аз истихроҷ, шикаста аз миқдори зиёди ҷӯякҳои баробарҳуқуқ иборат аст ва механизми шикастан аз шикастани шикаста ба шикастани чандир табдил меёбад.
Вақти фиристодан: Ноябр-30-2024
