Didelis sienos storis 6061T6 aliuminio lydinio reikia užgesinti po karšto išspaudimo. Dėl nepertraukiamo išspaudimo apribojimų dalis profilio delsą pateks į vandenį aušinimo zoną. Kai išspaustas kitas trumpas luitas, ši profilio dalis bus atidėta numalšinti. Kaip spręsti uždelstą gesinimo sritį, yra problema, į kurią turi atsižvelgti kiekviena gamybos įmonė. Kai trūksta išspaudimo uodegos pabaigos proceso atliekų, paimti pavyzdžiai kartais yra kvalifikuoti ir kartais nekvalifikuoti. Atliekant mėginius iš šono, spektaklis vėl kvalifikuotas. Šis straipsnis pateikia atitinkamą paaiškinimą atliekant eksperimentus.
1. Bandymo medžiagos ir metodai
Šiame eksperimente naudojama medžiaga yra 6061 aliuminio lydinys. Jo cheminė sudėtis, išmatuota atliekant spektrinę analizę, yra tokia: ji atitinka GB/T 3190-1996 International 6061 aliuminio lydinio sudėties standartą.
Šiame eksperimente dalis išspausdinto profilio buvo paimta tvirtam tirpalui gydyti. 400 mm ilgio profilis buvo padalintas į dvi sritis. 1 sritis buvo tiesiogiai aušinta vandenyje ir numalšinta. 2 sritis buvo atvėsinta ore 90 sekundžių, o paskui aušinamas vandenyje. Bandymo schema parodyta 1 paveiksle.
6061 aliuminio lydinio profilio, naudojamo šiame eksperimente, buvo išspaustas 4000UST ekstruder. Pelėsio temperatūra yra 500 ° C, liejimo strypo temperatūra yra 510 ° C, ekstruzijos išleidimo angos temperatūra yra 525 ° C, ekstruzijos greitis yra 2,1 mm/s, didelio intensyvumo vandens aušinimas naudojamas ekstruzijos metu, o 400 mm-400 mm Ilgio bandymo gabalas paimamas iš išspausto gatavos profilio vidurio. Mėginio plotis yra 150 mm, o aukštis - 10,00 mm.
Paimti mėginiai buvo padalijami ir vėl buvo gydomi tirpalais. Tirpalo temperatūra buvo 530 ° C, o tirpalo laikas buvo 4 valandos. Išėmę juos, mėginiai buvo dedami į didelį vandens rezervuarą su 100 mm vandens gyliu. Didesnis vandens rezervuaras gali užtikrinti, kad vandens temperatūra vandens rezervuare mažai keičiasi po to, kai 1 zonoje mėginys yra aušinamas vandenyje, ir tai neleidžia padidinti vandens temperatūros įtakos vandens aušinimo intensyvumui. Vandens aušinimo metu įsitikinkite, kad vandens temperatūra yra 20–25 ° C diapazone. Gesinti mėginiai buvo brandinami 165 ° C*8h.
Paimkite dalį 400 mm ilgio 30 mm pločio 10 mm storio ir atlikite „Brinell“ kietumo testą. Atlikite 5 matavimus kas 10 mm. Paimkite vidutinę 5 Brinell kietumo vertę, nes šiuo metu atsiranda Brinell kietumo, ir stebėkite kietumo pokyčių modelį.
Buvo patikrintos mechaninės profilio savybės, o tempimo lygiagrečiai 60 mm sekcija buvo kontroliuojama skirtingose 400 mm mėginio padėtyse, kad būtų galima stebėti tempimo savybes ir lūžio vietą.
Vandeniui aušinamas mėginio gesinimo temperatūros laukas ir gesinimas po 90S vėlavimo buvo imituojamas naudojant ANSYS programinę įrangą, o profilių aušinimo greitis skirtingose padėtyse buvo išanalizuotas.
2. Eksperimentiniai rezultatai ir analizė
2.1 Kietumo testo rezultatai
2 paveiksle parodyta 400 mm ilgio mėginio kietumo keitimo kreivė, išmatuota Brinell kietumo testeriu (abscisos vieneto ilgis yra 10 mm, o 0 skalė yra dalijanti linija tarp normalaus gesinimo ir atidėto gesinimo). Galima nustatyti, kad vandenyje aušinamo galo kietumas yra stabilus esant maždaug 95HB. Po padalijimo linijos tarp vandens aušinimo gesinimo ir atidėto 90-ųjų vandens aušinimo gesinimo, kietumas pradeda mažėti, tačiau mažėjimo greitis lėtai ankstyvoje stadijoje. Po 40 mm (89HB) kietumas smarkiai sumažėja ir sumažėja iki mažiausios vertės (77 HB) esant 80 mm. Po 80 mm kietumas toliau mažėjo, bet tam tikru mastu padidėjo. Padidėjimas buvo palyginti mažas. Po 130 mm kietumas išliko nepakitęs esant maždaug 83HB. Galima spėlioti, kad dėl šilumos laidumo poveikio pasikeitė atidėto gesinimo dalies aušinimo greitis.
2.2 Veiklos bandymo rezultatai ir analizė
2 lentelėje pateikiami tempimo eksperimentų, atliktų mėginiuose, paimtuose iš skirtingų lygiagrečios sekcijos padėties, rezultatai. Galima nustatyti, kad Nr. 1 ir Nr. 2 tempimo stiprumas ir stiprumas beveik neturi pokyčių. Didėjant atidėto gesinimo galų dalims, lydinio tempimo stiprumas ir derlingumo stiprumas rodo reikšmingą mažėjimo tendenciją. Tačiau tempimo stiprumas kiekvienoje mėginių ėmimo vietoje yra virš standartinio stiprumo. Tik toje vietoje, kurioje yra mažiausias kietumas, išeigos stiprumas yra mažesnis už mėginio standartą, mėginio našumas yra nekvalifikuotas.
4 paveiksle pavaizduoti tempimo savybės 3 mėginio rezultatai. Iš 4 paveikslo galima rasti, kad kuo toliau nuo dalijimosi linijos, tuo mažesnis uždelsto gesinimo galo kietumas. Kietumo sumažėjimas rodo, kad mėginio efektyvumas sumažėja, tačiau kietumas lėtai mažėja, lygiagrečios sekcijos pabaigoje sumažėja tik nuo 95 HB iki maždaug 91HB. Kaip matyti iš 1 lentelės veikimo rezultatų, tempimo stipris sumažėjo nuo 342MPa iki 320MPa vandens aušinimui. Tuo pačiu metu buvo nustatyta, kad tempimo mėginio lūžio taškas taip pat yra lygiagrečios dalies gale su žemiausiu kietumu. Taip yra todėl, kad jis yra toli nuo vandens aušinimo, sumažėja lydinio našumas, o galas pirmiausia pasiekia tempimo stiprumo ribą, kad būtų suformuotas kaklaraiščio. Galiausiai pertrauka nuo žemiausio našumo taško, o pertraukos padėtis atitinka našumo bandymo rezultatus.
5 paveiksle parodyta 4 mėginio Nr. 4 ir lūžio padėties lygiagrečios dalies kietumo kreivė. Galima pastebėti, kad kuo toliau nuo vandens aušinimo dalijimosi linijos, tuo mažesnis atidėto gesinimo galo kietumas. Tuo pačiu metu lūžio vieta taip pat yra pabaigoje, kur kietumas yra žemiausias, 86 HB lūžiai. Iš 2 lentelės nustatyta, kad vandenyje aušinamame gale beveik nėra plastinės deformacijos. Iš 1 lentelės nustatyta, kad mėginio veikimas (tempimo stiprumas 298MPa, derlius 266MPa) žymiai sumažėja. Tempimo stiprumas yra tik 298MPa, kuris nepasiekia vandens aušinto galo (315MPa) išeigos stiprumo. Pabaiga suformavo kaktą, kai jis yra mažesnis nei 315MPa. Prieš lūžį, vandenyje aušinamoje vietoje įvyko tik elastinė deformacija. Kai įtempis išnyko, dingo kamienas prie vandens aušinamo galo. Dėl to 2 lentelėje esančio vandens aušinimo zonos deformacijos kiekis beveik nesikeičia. Mėginys nutrūksta atidėto greičio gaisro pabaigoje, deformuotas plotas sumažėja, o galutinis kietumas yra mažiausias, todėl žymiai sumažėja rezultatų rezultatai.
Paimkite mėginius iš 100% atidėto gesinimo srities 400 mm pavyzdžio pabaigoje. 6 paveiksle parodyta kietumo kreivė. Lygiagrečios sekcijos kietumas sumažinamas iki maždaug 83–84HB ir yra palyginti stabilus. Dėl to paties proceso našumas yra maždaug tas pats. Lūžio padėtyje nėra akivaizdaus modelio. Lydinio našumas yra mažesnis nei vandens užstrigusio mėginio.
Siekiant toliau ištirti našumo ir lūžio reguliarumą, buvo parinkta lygiagrečia tempimo bandinio sekcija šalia žemiausio kietumo taško (77HB). Iš 1 lentelės buvo nustatyta, kad našumas žymiai sumažėjo, o lūžio taškas pasirodė žemiausiame kietumo taške 2 paveiksle.
2.3 ANSYS analizės rezultatai
7 paveiksle pavaizduoti aušinimo kreivių ANSYS modeliavimo rezultatai skirtingose padėtyse. Galima pastebėti, kad mėginio temperatūra vandens aušinimo srityje greitai nukrito. Po 5S temperatūra nukrito žemiau 100 ° C ir 80 mm atstumu nuo padalijimo linijos, temperatūra nukrito iki maždaug 210 ° C, esant 90S. Vidutinis temperatūros kritimas yra 3,5 ° C/s. Po 90 sekundžių terminalo oro aušinimo srityje temperatūra sumažėja iki maždaug 360 ° C, o vidutinis kritimo greitis yra 1,9 ° C/s.
Atlikus našumo analizę ir modeliavimo rezultatus, nustatyta, kad vandens aušinimo srities ir atidėtos gesinimo srities veikimas yra pokyčių modelis, kuris pirmiausia mažėja, o po to šiek tiek padidėja. Paveiktas vandens aušinimo šalia dalijimosi linijos, šilumos laidumas sukelia mėginio tam tikroje srityje mažesnį aušinimo greitį nei vandens aušinimas (3,5 ° C/s). Dėl to MG2SI, sukietėjęs į matricą, šioje srityje nusodino dideliais kiekiais, o temperatūra nukrito iki maždaug 210 ° C po 90 sekundžių. Didelis MG2SI nusodinto kiekis sukėlė mažesnį vandens aušinimo poveikį po 90 s. Po senėjimo gydymo sumažėjusio MG2SI stiprinimo fazės kiekis buvo labai sumažėjęs, o mėginio našumas vėliau sumažėjo. Tačiau atidėtą gesinimo zoną, esančią toli nuo dalijimosi linijos, mažiau įtakos turi vandens aušinimo šilumos laidumas, o lydinys vėsina gana lėtai oro aušinimo sąlygomis (aušinimo greitis 1,9 ° C/s). Tik nedidelė MG2SI fazės dalis lėtai nusėda, o po 90 -ųjų temperatūra yra 360 ° C. Po vandens atvėsinimo didžioji dalis MG2SI fazės vis dar yra matricoje, ir ji išsisklaido ir nusėda po senėjimo, o tai vaidina stiprėjantį vaidmenį.
3. Išvada
Per eksperimentus buvo rasta, kad atidėtas gesinimas sukels atidėto gesinimo zonos kietumą įprasto gesinimo ir atidėto gesinimo sankryžoje, kad būtų galima pirmiausia sumažėti, o po to šiek tiek padidės, kol ji galiausiai stabilizuosis.
6061 aliuminio lydinio metu tempimo stiprumas po įprasto gesinimo ir atidėto gesinimo 90 s yra atitinkamai 342MPa ir 288MPa, o išeigos stiprumas yra 315MPA ir 252MPA, abu atitinkantys mėginių eksploatacinių savybių standartus.
Yra regionas, kurio kietumas yra mažiausias, o po normalaus gesinimo sumažėja nuo 95HB iki 77 HB. Našumas čia taip pat yra žemiausias, kurio tempimo stipris yra 271MPa, o derlingumo stipris - 220MPa.
Atlikus ANSYS analizę, buvo nustatyta, kad aušinimo greitis žemiausiame 90 -ojo dešimtmečio atidėtos gesinimo zonos našumo taške sumažėjo maždaug 3,5 ° C per sekundę, todėl nepakankamas kieto stiprinimo fazės MG2SI fazės tirpalas. Remiantis šiuo straipsniu, galima pastebėti, kad našumo pavojaus taškas pasirodo atidėtame gesinimo srityje, esant normalaus gesinimo ir atidėto gesinimo sankryžoje, ir nėra toli nuo sankryžos, kuri turi svarbią pagrindinę reikšmę pagrįstai išsaugoti ištraukimo uodegą Pabaigos proceso atliekos.
Redagavo gegužė Jiang iš „Mat Aluminum“
Pašto laikas: 2012 m. Rugpjūčio 28 d
