თერმული დამუშავების პროცესების გავლენა მაღალი კლასის 6082 ალუმინის შენადნობის ექსტრუდირებული ზოლების მიკროსტრუქტურასა და მექანიკურ თვისებებზე

2.2 წარმოების პროცესის მიმდინარეობა

ექსპერიმენტული 6082 ზოლების სპეციფიკაცია იყო Ф14 მმ. ექსტრუზიის კონტეინერის დიამეტრი იყო Ф170 მმ, 4-ნახვრეტიანი ექსტრუზიის დიზაინით და 18.5 ექსტრუზიის კოეფიციენტით. სპეციფიკური პროცესის მიმდინარეობა მოიცავდა ზოდის გაცხელებას, ექსტრუზიას, გაქრობას, გაჭიმვას, გასწორებას და სინჯის აღებას, ლილვაკებით გასწორებას, საბოლოო ჭრას, ხელოვნურ დაძველებას, ხარისხის შემოწმებას და მიწოდებას.

3. ექსპერიმენტული მიზნები

ამ კვლევის მიზანი იყო ექსტრუზიის თერმული დამუშავების პროცესის პარამეტრების და საბოლოო თერმული დამუშავების პარამეტრების იდენტიფიცირება, რომლებიც გავლენას ახდენენ 6082-T6 ზოლების მუშაობაზე, საბოლოო ჯამში სტანდარტული შესრულების მოთხოვნების მიღწევით. სტანდარტების მიხედვით, 6082 შენადნობის გრძივი მექანიკური თვისებები უნდა აკმაყოფილებდეს ცხრილში 2 მოცემულ სპეციფიკაციებს.

4. ექსპერიმენტული მიდგომა

4.1 ექსტრუზიული თერმული დამუშავების კვლევა

ექსტრუზიის თერმული დამუშავების კვლევა ძირითადად ფოკუსირებული იყო ჩამოსხმის ზოდის ექსტრუზიის ტემპერატურისა და ექსტრუზიის კონტეინერის ტემპერატურის მექანიკურ თვისებებზე ზემოქმედებაზე. კონკრეტული პარამეტრების შერჩევა დეტალურად არის აღწერილი ცხრილში 3.

4.2 მყარი ხსნარის და დაძველების თერმული დამუშავების კვლევა

მყარი ხსნარისა და დაძველების თერმული დამუშავების პროცესისთვის გამოყენებული იქნა ორთოგონალური ექსპერიმენტული დიზაინი. არჩეული ფაქტორების დონეები მოცემულია ცხრილში 4, ორთოგონალური დიზაინის ცხრილი აღნიშნულია როგორც IJ9(34).

5. შედეგები და ანალიზი

5.1 ექსტრუზიის თერმული დამუშავების ექსპერიმენტის შედეგები და ანალიზი

ექსტრუზიის თერმული დამუშავების ექსპერიმენტების შედეგები წარმოდგენილია ცხრილში 5 და ნახაზ 1-ში. თითოეული ჯგუფისთვის აღებული იქნა ცხრა ნიმუში და განისაზღვრა მათი მექანიკური მახასიათებლების საშუალო მაჩვენებლები. მეტალოგრაფიული ანალიზისა და ქიმიური შემადგენლობის საფუძველზე დადგინდა თერმული დამუშავების რეჟიმი: გაქრობა 520°C-ზე 40 წუთის განმავლობაში და დაძველება 165°C-ზე 12 საათის განმავლობაში. ცხრილი 5 და ნახაზ 1-დან ჩანს, რომ ჩამოსხმის ზოდის ექსტრუზიის ტემპერატურისა და ექსტრუზიის კონტეინერის ტემპერატურის მატებასთან ერთად, თანდათან იზრდებოდა როგორც დაჭიმვის სიმტკიცე, ასევე დენადობის ზღვარი. საუკეთესო შედეგები მიღებული იქნა 450-500°C ექსტრუზიის ტემპერატურაზე და ექსტრუზიის კონტეინერის 450°C ტემპერატურაზე, რაც აკმაყოფილებდა სტანდარტულ მოთხოვნებს. ეს განპირობებული იყო ცივი დამუშავებით გამკვრივების ეფექტით ექსტრუზიის დაბალ ტემპერატურაზე, რაც იწვევდა მარცვლის სასაზღვრო ბზარებს და მყარი ხსნარის დაშლას A1-სა და Mn-ს შორის გახურების წინ გაცხელებისას, რაც იწვევდა რეკრისტალიზაციას. ექსტრუზიის ტემპერატურის მატებასთან ერთად, პროდუქტის საბოლოო სიმტკიცე Rm მნიშვნელოვნად უმჯობესდებოდა. როდესაც ექსტრუზიის კონტეინერის ტემპერატურა უახლოვდებოდა ან აღემატებოდა ზოდის ტემპერატურას, არათანაბარი დეფორმაცია მცირდებოდა, რაც ამცირებდა უხეშმარცვლოვანი რგოლების სიღრმეს და ზრდიდა დენადობის ზღვარს Rm. ამგვარად, ექსტრუზიის თერმული დამუშავების გონივრული პარამეტრებია: ზოდის ექსტრუზიის ტემპერატურა 450-500°C და ექსტრუზიის კონტეინერის ტემპერატურა 430-450°C.

5.2 მყარი ხსნარისა და დაბერების ორთოგონალური ექსპერიმენტული შედეგები და ანალიზი

ცხრილი 6 გვიჩვენებს, რომ ოპტიმალური დონეებია A3B1C2D3, 520°C-ზე გამაგრებით, 165-170°C-ს შორის ხელოვნური დაძველების ტემპერატურით და 12 საათიანი დაძველების ხანგრძლივობით, რაც იწვევს ღეროების მაღალ სიმტკიცეს და პლასტიურობას. გამაგრების პროცესი წარმოქმნის ზეგაჯერებულ მყარ ხსნარს. დაბალ გამაგრების ტემპერატურაზე, ზეგაჯერებული მყარი ხსნარის კონცენტრაცია მცირდება, რაც გავლენას ახდენს სიმტკიცეზე. დაახლოებით 520°C გამაგრების ტემპერატურა მნიშვნელოვნად აძლიერებს გამაგრებით გამოწვეული მყარი ხსნარის გამაგრების ეფექტს. გამაგრებასა და ხელოვნურ დაძველებას შორის ინტერვალი, ანუ ოთახის ტემპერატურაზე შენახვა, დიდ გავლენას ახდენს მექანიკურ თვისებებზე. ეს განსაკუთრებით გამოხატულია იმ ღეროებისთვის, რომლებიც გამაგრების შემდეგ არ იჭიმება. როდესაც გამაგრებასა და დაძველებას შორის ინტერვალი 1 საათს აღემატება, სიმტკიცე, განსაკუთრებით დენადობის ზღვარი, მნიშვნელოვნად მცირდება.

5.3 მეტალოგრაფიული მიკროსტრუქტურული ანალიზი

მაღალი გადიდების და პოლარიზაციის ანალიზები ჩატარდა 6082-T6 ზოლებზე მყარი ხსნარის 520°C და 530°C ტემპერატურაზე. მაღალი გადიდების ფოტოებმა აჩვენა ერთგვაროვანი ნალექი უხვი ნალექის ფაზის ნაწილაკებით, რომლებიც თანაბრად იყო განაწილებული. Axiovert200 აპარატურის გამოყენებით პოლარიზებული სინათლის ანალიზმა აჩვენა მკვეთრი განსხვავებები მარცვლების სტრუქტურის ფოტოებში. ცენტრალურ არეში აღინიშნა პატარა და ერთგვაროვანი მარცვლები, ხოლო კიდეებზე აღინიშნა გარკვეული რეკრისტალიზაცია წაგრძელებული მარცვლებით. ეს განპირობებულია კრისტალური ბირთვების ზრდით მაღალ ტემპერატურაზე, რაც წარმოქმნის უხეშ ნემსისებრ ნალექებს.

6. წარმოების პრაქტიკის შეფასება

ფაქტობრივი წარმოებისას, მექანიკური მახასიათებლების სტატისტიკა ჩატარდა ზოლების 20 პარტიაზე და პროფილების 20 პარტიაზე. შედეგები ნაჩვენებია ცხრილებში 7 და 8. ფაქტობრივი წარმოებისას, ჩვენი ექსტრუზიის პროცესი ჩატარდა ტემპერატურაზე, რამაც გამოიწვია T6 მდგომარეობის ნიმუშების მიღება და მექანიკური მახასიათებლები შეესაბამებოდა სამიზნე მნიშვნელობებს.

 

7. დასკვნა

(1) ექსტრუზიის თერმული დამუშავების პარამეტრები: ზოდების ექსტრუზიის ტემპერატურა 450-500°C; ექსტრუზიის კონტეინერის ტემპერატურა 430-450°C.

(2) საბოლოო თერმული დამუშავების პარამეტრები: მყარი ხსნარის ოპტიმალური ტემპერატურა 520-530°C; დაძველების ტემპერატურა 165±5°C, დაძველების ხანგრძლივობა 12 საათი; გაქრობასა და დაძველებას შორის ინტერვალი არ უნდა აღემატებოდეს 1 საათს.

(3) პრაქტიკული შეფასების საფუძველზე, სიცოცხლისუნარიანი თერმული დამუშავების პროცესი მოიცავს: ექსტრუზიის ტემპერატურას 450-530°C, ექსტრუზიის კონტეინერის ტემპერატურას 400-450°C; მყარი ხსნარის ტემპერატურას 510-520°C; დაძველების რეჟიმს 155-170°C 12 საათის განმავლობაში; გაქრობასა და დაძველებას შორის ინტერვალის კონკრეტული შეზღუდვის არარსებობას. ეს შეიძლება გათვალისწინებულ იქნას პროცესის ოპერაციული სახელმძღვანელო მითითებებში.

რედაქტირებულია მეი ჯიანგის მიერ MAT Aluminum-დან