დიდი კედლის სისქე 6061T6 ალუმინის შენადნობის ჩაქრობა საჭიროა ცხელი ექსტრუზიის შემდეგ. შეწყვეტილი ექსტრუზიის შეზღუდვის გამო, პროფილის ნაწილი შედის წყლის გაგრილების ზონაში დაგვიანებით. როდესაც შემდეგი მოკლე ingot გაგრძელდება ექსტრუესი, პროფილის ეს ნაწილი გაივლის დაგვიანებულ ჩაქრობას. როგორ მოვიქცეთ დაგვიანებული ჩაქრობის არეალთან, არის საკითხი, რომელსაც ყველა მწარმოებელმა კომპანიამ უნდა განიხილოს. როდესაც ექსტრუზიის კუდის დასრულების პროცესის ნარჩენები ხანმოკლეა, აღებული შესრულების ნიმუშები ზოგჯერ კვალიფიცირდება და ზოგჯერ არაკვალიფიციურია. გვერდიდან გადაკეთებისას, სპექტაკლი კვლავ კვალიფიცირდება. ამ სტატიაში მოცემულია შესაბამისი ახსნა ექსპერიმენტების საშუალებით.
1. საცდელი მასალები და მეთოდები
ამ ექსპერიმენტში გამოყენებული მასალაა 6061 ალუმინის შენადნობი. მისი ქიმიური შემადგენლობა, რომელიც იზომება სპექტრული ანალიზით, შემდეგია: იგი შეესაბამება GB/T 3190-1996 საერთაშორისო 6061 ალუმინის შენადნობის კომპოზიციის სტანდარტს.
ამ ექსპერიმენტში, ექსტრუდული პროფილის ნაწილი იქნა მიღებული მყარი ხსნარის სამკურნალოდ. 400 მმ სიგრძის პროფილი დაიყო ორ ადგილად. ფართობი 1 პირდაპირ იყო წყლის გაცივებული და ჩაქრა. ფართობი 2 გაცივდა ჰაერში 90 წამის განმავლობაში, შემდეგ კი წყლის გაცივება. ტესტის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახაზში 1.
ამ ექსპერიმენტში გამოყენებული 6061 ალუმინის შენადნობის პროფილი ექსტრაქტით გამოირჩეოდა 4000ust ექსტრადერით. ჩამოსხმის ტემპერატურაა 500 ° C, ჩამოსხმის როდ ტემპერატურაა 510 ° C, ექსტრუზიის გასასვლელი ტემპერატურა 525 ° C, ექსტრუზიის სიჩქარე არის 2.1 მმ/წმ, მაღალი ინტენსივობის წყლის გაგრილება გამოიყენება ექსტრუზიის პროცესში და 400 მმ სიგრძის ტესტის ნაჭერი აღებულია ექსტრუდული დასრულებული პროფილის შუაგულიდან. ნიმუშის სიგანეა 150 მმ, ხოლო სიმაღლე 10.00 მმ.
მიღებული ნიმუშები დაყოფილი იყო და შემდეგ კვლავ დაქვემდებარებული იქნა ხსნარის მკურნალობა. ხსნარის ტემპერატურა იყო 530 ° C, ხოლო ხსნარის დრო 4 საათი. მათი ამოღების შემდეგ, ნიმუშები მოათავსეს დიდ წყლის ავზში, წყლის სიღრმე 100 მმ. წყლის უფრო დიდმა ავზმა შეიძლება უზრუნველყოს, რომ წყლის ტემპერატურაში წყლის ტემპერატურა მცირედით შეიცვლება მას შემდეგ, რაც ზონა 1-ში ნიმუშის წყალობით ხდება, რაც ხელს უშლის წყლის ტემპერატურის ზრდას წყლის გაგრილების ინტენსივობაზე გავლენის მოხდენაზე. წყლის გაგრილების პროცესის დროს, დარწმუნდით, რომ წყლის ტემპერატურა 20-25 ° C ფარგლებშია. ჩაქუჩული ნიმუშები დაბერდა 165 ° C*8 სთ -ზე.
მიიღეთ ნაწილი ნიმუშის 400 მმ სიგრძის 30 მმ სიგანე 10 მმ სისქით და შეასრულეთ Brinell- ის სიმტკიცე. გააკეთეთ 5 გაზომვა ყოველ 10 მმ -ზე. მიიღეთ 5 ბრინელის სიმტკიცე, როგორც ბრინელის სიმტკიცე ამ ეტაპზე და დააკვირდით სიმტკიცე შეცვლის ნიმუშს.
გამოცდილი პროფილის მექანიკური თვისებები იქნა შემოწმებული, ხოლო დაძაბულობის პარალელური ნაწილი 60 მმ კონტროლდებოდა 400 მმ ნიმუშის სხვადასხვა პოზიციაზე, რათა დააკვირდნენ დაძაბულობის თვისებებს და მოტეხილობის ადგილმდებარეობას.
ნიმუშის გაცივებული ჩაქრობის ტემპერატურის ველი და ჩაქრობა 90-იანი წლების დაგვიანების შემდეგ, ANSYS პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით მოხდა, ხოლო სხვადასხვა პოზიციებზე პროფილების გაგრილების მაჩვენებლები გაანალიზდა.
2. ექსპერიმენტული შედეგები და ანალიზი
2.1 სიმტკიცე ტესტის შედეგები
სურათი 2 გვიჩვენებს სიმტკიცე შეცვლის მრუდი 400 მმ სიგრძის ნიმუშის მიერ, რომელიც იზომება Brinell- ის სიმტკიცე ტესტერი (Abscissa- ს ერთეულის სიგრძე წარმოადგენს 10 მმ, ხოლო 0 მასშტაბის გამყოფი ხაზი ნორმალურ ჩაქრობასა და დაგვიანებულ ჩაქრობას შორის). გვხვდება, რომ წყლის გაცივებულ ბოლოში სიმტკიცე სტაბილურია დაახლოებით 95HB. წყლის გამაგრილებლის ჩაქრობასა და 90-იანი წლების წყლის გამაგრილებლის ჩაქრობის შეფერხების შემდეგ, სიმტკიცე იწყებს შემცირებას, მაგრამ ვარდნის სიჩქარე ნელია ადრეულ ეტაპზე. 40 მმ (89HB) შემდეგ, სიმტკიცე მკვეთრად ეცემა და იწევს ყველაზე დაბალ მნიშვნელობას (77HB) 80 მმ -ზე. 80 მმ -ის შემდეგ, სიმტკიცე არ გაგრძელდა შემცირება, მაგრამ გარკვეულწილად გაიზარდა. ზრდა შედარებით მცირე იყო. 130 მმ -ის შემდეგ, სიმტკიცე უცვლელი დარჩა დაახლოებით 83HB- ზე. შეიძლება ითქვას, რომ სითბოს გამტარობის ეფექტის გამო, შეიცვალა დაგვიანებული ჩაქრობის ნაწილის გაგრილების სიჩქარე.
2.2 შესრულების ტესტის შედეგები და ანალიზი
ცხრილი 2 გვიჩვენებს პარალელური განყოფილების სხვადასხვა პოზიციიდან მიღებულ ნიმუშებზე ჩატარებული დაძაბულ ექსპერიმენტების შედეგებს. აღმოჩნდება, რომ დაძაბულობის სიმტკიცე და მოსავლიანობის სიძლიერე 11 და 22 -ს თითქმის არ აქვს ცვლილება. როგორც დაგვიანებული ჩაქრობის დასრულების პროპორცია იზრდება, შენადნობის დაძაბულობის სიმტკიცე და მოსავლიანობის სიძლიერე მნიშვნელოვან დაღმავალ ტენდენციას აჩვენებს. ამასთან, თითოეულ შერჩევის ადგილას დაძაბულობის სიძლიერე სტანდარტულ სიძლიერეზე მაღლა დგას. მხოლოდ ყველაზე დაბალი სიმტკიცე, მოსავლიანობის სიძლიერე უფრო დაბალია, ვიდრე ნიმუშის სტანდარტი, ნიმუშის შესრულება არაკვალიფიციურია.
გრაფიკი 4 გვიჩვენებს Tensile თვისებების შედეგებს No.3 ნიმუშის შედეგები. იგი შეგიძლიათ ნახოთ მე –4 - დან, რაც უფრო შორს არის გამყოფი ხაზისგან, რაც უფრო დაბალია დაგვიანებული ჩაქრობის დასასრულის სიმტკიცე. სიმტკიცეების დაქვეითება იმაზე მეტყველებს, რომ ნიმუშის მოქმედება მცირდება, მაგრამ სიმტკიცე ნელა მცირდება, პარალელური მონაკვეთის ბოლოს მხოლოდ 95HB– დან 91HB– მდე მცირდება. როგორც ჩანს ცხრილი 1 -ის შესრულების შედეგებიდან, დაძაბულობის სიძლიერე შემცირდა 342MPA– დან 320MPA– მდე წყლის გაგრილებისთვის. ამავდროულად, გაირკვა, რომ დაძაბულობის ნიმუშის მოტეხილობის წერტილი ასევე პარალელური განყოფილების ბოლოს ყველაზე დაბალი სიმტკიცეა. ეს იმიტომ ხდება, რომ იგი შორს არის წყლის გაგრილებისგან, შენადნობის შესრულება მცირდება, ხოლო დასასრული აღწევს დაძაბულობის სიმძლავრის ზღვარს, რათა კისერი ჩამოყალიბდეს. დაბოლოს, დაარღვიე ყველაზე დაბალი შესრულების წერტილიდან და შესვენების პოზიცია შეესაბამება შესრულების ტესტის შედეგებს.
სურათი 5 გვიჩვენებს No.4 ნიმუშის პარალელური განყოფილების სიმტკიცე და მოტეხილობის პოზიცია. გვხვდება, რომ უფრო შორს არის წყლის გამაგრილებელი გამყოფი ხაზისგან, რაც უფრო დაბალია დაგვიანებული ჩაქრობის დასასრულის სიმტკიცე. ამავე დროს, მოტეხილობის ადგილმდებარეობა ასევე არის ბოლოს, სადაც სიმტკიცე ყველაზე დაბალია, 86 ჰბ მოტეხილობები. ცხრილი 2-დან დადგინდა, რომ წყლის გაცივებულ ბოლოში თითქმის არ არსებობს პლასტიკური დეფორმაცია. ცხრილიდან 1 - დან დადგინდა, რომ ნიმუშის შესრულება (დაძაბული სიძლიერე 298MPa, მოსავლიანობა 266MPa) მნიშვნელოვნად შემცირდა. დაძაბულობის სიმტკიცე მხოლოდ 298 მპა არის, რაც არ აღწევს წყლის გაცივებული დასასრულის მოსავლიანობას (315 მპა). ბოლოს ჩამოაყალიბა კისერი, როდესაც ის 315 მპა -ზე დაბალია. მოტეხილობის დაწყებამდე მხოლოდ ელასტიური დეფორმაცია მოხდა წყლის გაცივებულ მხარეში. როდესაც სტრესი გაქრა, წყლის გაცივებული ბოლოში დაძაბვა გაქრა. შედეგად, ცხრილი 2-ში წყლის გამაგრილებლის ზონაში დეფორმაციის ოდენობა თითქმის არ შეცვლილა. ნიმუშის შესვენებები დაგვიანებული სიჩქარის ბოლოს, დეფორმირებული არეალი მცირდება, ხოლო ბოლო სიმტკიცე ყველაზე დაბალია, რის შედეგადაც შესრულების შედეგების მნიშვნელოვანი შემცირება ხდება.
მიიღეთ ნიმუშები 100% დაგვიანებული ჩაქრობის ადგილიდან 400 მმ ნიმუშის ბოლოს. სურათი 6 გვიჩვენებს სიმტკიცე მრუდი. პარალელური განყოფილების სიმტკიცე მცირდება დაახლოებით 83-84HB და შედარებით სტაბილურია. იგივე პროცესის გამო, შესრულება დაახლოებით იგივეა. აშკარა ნიმუში არ არის ნაპოვნი მოტეხილობის მდგომარეობაში. შენადნობის შესრულება უფრო დაბალია, ვიდრე წყლის ჩაქსოვილი ნიმუშის.
იმისათვის, რომ შემდგომში შეისწავლონ შესრულების და მოტეხილობის რეგულარობა, დაძაბულობის ნიმუშის პარალელური განყოფილება შეირჩა სიმტკიცის ყველაზე დაბალ წერტილთან ახლოს (77HB). ცხრილი 1 - დან დადგინდა, რომ სპექტაკლი მნიშვნელოვნად შემცირდა, ხოლო მოტეხილობის წერტილი გამოჩნდა სიხისტის ყველაზე დაბალ წერტილში ნახაზში 2.
2.3 ANSYS ანალიზის შედეგები
სურათი 7 გვიჩვენებს ANSYS- ის გამაგრილებლის მოსახვევების სიმულაციის შედეგებს სხვადასხვა პოზიციაზე. ჩანს, რომ ნიმუშის ტემპერატურა წყლის გამაგრილებელ ზონაში სწრაფად დაეცა. 5S- ის შემდეგ, ტემპერატურა დაეცა 100 ° C- ზე დაბლა, ხოლო გამყოფი ხაზიდან 80 მმ -ზე, ტემპერატურა 90 -იან წლებში დაეცა დაახლოებით 210 ° C- მდე. საშუალო ტემპერატურის ვარდნაა 3.5 ° C/წმ. ტერმინალის ჰაერის გაგრილების არეალში 90 წამის შემდეგ, ტემპერატურა იკლებს დაახლოებით 360 ° C- მდე, საშუალო ვარდნის სიჩქარე 1.9 ° C/წმ.
შესრულების ანალიზისა და სიმულაციის შედეგების საშუალებით, დადგინდა, რომ წყლის გამაგრილებლის არეალის და დაგვიანებული ჩაქრობის არეალის შესრულება არის ცვლილების ნიმუში, რომელიც ჯერ მცირდება და შემდეგ ოდნავ იზრდება. გამყოფი ხაზის მახლობლად წყლის გაგრილებით დაზარალებული, სითბოს გამტარობა იწვევს ნიმუშს გარკვეულ არეალში, გაგრილების სიჩქარით ნაკლები, ვიდრე წყლის გაგრილება (3.5 ° C/წმ). შედეგად, MG2SI, რომელიც გაამყარა მატრიქსში, ამ მხარეში დიდი რაოდენობით დააჩქარა და 90 წამის შემდეგ ტემპერატურა დაახლოებით 210 ° C- მდე დაეცა. Mg2SI- ს დიდი რაოდენობით დაჩქარებული გამოიწვია წყლის გაგრილების უფრო მცირე ეფექტი 90 წმ -ის შემდეგ. MG2SI- ის გაძლიერების ფაზის ოდენობა დაქვეითდა დაბერების მკურნალობის შემდეგ, მნიშვნელოვნად შემცირდა, ხოლო ნიმუშის შესრულება შემდგომში შემცირდა. ამასთან, გამყოფი ხაზისგან შორს გადაქცეული ჩაქრობის ზონა ნაკლებად იმოქმედებს წყლის გაგრილების სითბოს გამტარობით, ხოლო შენადნობები შედარებით ნელა გაცივდება ჰაერის გაგრილების პირობებში (გაგრილების სიჩქარე 1.9 ° C/წმ). MG2SI ფაზის მხოლოდ მცირე ნაწილი ნელა იწევს, ხოლო ტემპერატურა 90 -იანი წლების შემდეგ 360C. წყლის გაგრილების შემდეგ, MG2SI ფაზის უმეტესი ნაწილი ჯერ კიდევ მატრიცაშია, ის დაბერების შემდეგ იშლება და იძენს, რაც გაძლიერებულ როლს ასრულებს.
3. დასკვნა
ექსპერიმენტების საშუალებით იქნა ნაპოვნი, რომ დაგვიანებული ჩაქრობა გამოიწვევს დაგვიანებული ჩაქრობის ზონის სიმტკიცეს ნორმალური ჩაქრობის კვეთაზე და დაგვიანებული ჩაქრობის დროს, პირველ რიგში, და შემდეგ ოდნავ გაიზარდოს, სანამ საბოლოოდ სტაბილიზდება.
6061 ალუმინის შენადნობისთვის, დაძაბულობის სიძლიერე ნორმალური ჩაქრობის შემდეგ და 90 წმ -ზე დაგვიანებული ჩაქრობის შემდეგ არის 342MPa და 288MPA, ხოლო მოსავლიანობის სიძლიერეა 315MPa და 252MPa, რომელთაგან ორივე აკმაყოფილებს ნიმუშის შესრულების სტანდარტებს.
არსებობს რეგიონი, რომელსაც აქვს ყველაზე დაბალი სიმტკიცე, რომელიც მცირდება 95HB- დან 77HB- მდე ნორმალური ჩაქრობის შემდეგ. აქ შესრულება ასევე ყველაზე დაბალია, დაძაბულობის სიმტკიცით 271MPa და მოსავლიანობის სიძლიერე 220mpa.
ANSYS– ის ანალიზის საშუალებით დადგინდა, რომ გაგრილების სიჩქარე ყველაზე დაბალი შესრულების წერტილში 90 -იანი წლების დაგვიანებული ჩაქრობის ზონაში შემცირდა დაახლოებით 3.5 ° C წამში, რის შედეგადაც ხდება ფაზის გამაძლიერებელი ფაზის არასაკმარისი მყარი ხსნარი. ამ სტატიის თანახმად, ჩანს, რომ შესრულების საშიშროების წერტილი ჩნდება დაგვიანებულ ჩაქრობის ზონაში ნორმალური ჩაქრობის და დაგვიანებული ჩაქრობის დროს, და არ არის შორს ჯუნგლიდან, რომელსაც აქვს მნიშვნელოვანი სახელმძღვანელო მნიშვნელობა ექსტრუზიის კუდის გონივრული შენარჩუნებისთვის დასრულების პროცესის ნარჩენები.
რედაქტირებულია მაის ჯიანგის მატი ალუმინისგან
პოსტის დრო: აგვისტო -28-2024
