6063 ალუმინის შენადნობი მიეკუთვნება დაბალი შენადნობი AL-MG-SI სერიის სითბოს დამუშავების ალუმინის შენადნობას. მას აქვს შესანიშნავი ექსტრუზიის ჩამოსხმის შესრულება, კარგი კოროზიის წინააღმდეგობა და ყოვლისმომცველი მექანიკური თვისებები. იგი ასევე ფართოდ გამოიყენება საავტომობილო ინდუსტრიაში, მისი მარტივი დაჟანგვის შეღებვის გამო. მსუბუქი წონის ავტომობილების ტენდენციის დაჩქარებით, კიდევ უფრო გაიზარდა 6063 ალუმინის შენადნობის ექსტრუზიის მასალების გამოყენება საავტომობილო ინდუსტრიაში.
ექსტრუზიული მასალების მიკროსტრუქტურა და თვისებები გავლენას ახდენს ექსტრუზიის სიჩქარის, ექსტრუზიის ტემპერატურისა და ექსტრუზიის კოეფიციენტის კომბინირებული ეფექტებით. მათ შორის, ექსტრუზიის კოეფიციენტი ძირითადად განისაზღვრება ექსტრუზიის წნევით, წარმოების ეფექტურობით და საწარმოო აღჭურვილობით. როდესაც ექსტრუზიის თანაფარდობა მცირეა, შენადნობის დეფორმაცია მცირეა და მიკროკონსტრუქციის დახვეწა აშკარა არ არის; ექსტრუზიის თანაფარდობის გაზრდამ შეიძლება მნიშვნელოვნად დახვეწოს მარცვლები, დაარღვიოს უხეში მეორე ეტაპი, მიიღოს ერთიანი მიკროსტრუქტურა და გააუმჯობესოს შენადნობის მექანიკური თვისებები.
6061 და 6063 ალუმინის შენადნობები განიცდიან დინამიურ რეკრისტალიზაციას ექსტრუზიის პროცესში. როდესაც ექსტრუზიის ტემპერატურა მუდმივია, რადგან ექსტრუზიის თანაფარდობა იზრდება, მარცვლეულის ზომა მცირდება, გაძლიერების ფაზა წვრილად იშლება, ხოლო შენადნობის დაძაბულობის სიძლიერე და გახანგრძლივება შესაბამისად იზრდება; ამასთან, ექსტრუზიის თანაფარდობა იზრდება, ექსტრუზიის პროცესისთვის საჭირო ექსტრუზიის ძალა ასევე იზრდება, რაც იწვევს უფრო მეტ თერმულ ეფექტს, რამაც გამოიწვია შენადნობის შიდა ტემპერატურა და პროდუქტის შესრულება შემცირდება. ეს ექსპერიმენტი შეისწავლის ექსტრუზიის თანაფარდობის ეფექტს, განსაკუთრებით დიდი ექსტრუზიის თანაფარდობას, 6063 ალუმინის შენადნობის მიკროსტრუქტურასა და მექანიკურ თვისებებზე.
1 ექსპერიმენტული მასალები და მეთოდები
ექსპერიმენტული მასალა არის 6063 ალუმინის შენადნობი, ხოლო ქიმიური შემადგენლობა ნაჩვენებია ცხრილი 1 -ში. ინგოტის ორიგინალი ზომაა φ55 მმ × 165 მმ, და იგი დამუშავებულია ექსტრუზიის ბილიკში, ჰომოგენიზაციის შემდეგ φ50 მმ × 150 მმ ზომით. მკურნალობა 560 ℃ 6 სთ -ზე. ბილიკი თბება 470 ℃ და თბილია. ექსტრუზიის კასრის წინასწარ გათბობის ტემპერატურა 420 ℃, ხოლო ჩამოსხმის წინასწარ გათბობის ტემპერატურა 450 ℃. როდესაც ექსტრუზიის სიჩქარე (ექსტრუზიის როდ მოძრაობის სიჩქარე) v = 5 მმ/წმ უცვლელი რჩება, ჩატარებულია ექსტრუზიის თანაფარდობის სხვადასხვა ტესტების 5 ჯგუფი, ხოლო ექსტრუზიის კოეფიციენტები r არის 17 (შესაბამისი ხვრელის დიამეტრით D = 12 მმ), 25 (დ = 10 მმ), 39 (დ = 8 მმ), 69 (დ = 6 მმ) და 156 (დ = 4 მმ).
ცხრილი 1 ქიმიური კომპოზიციები 6063 AL შენადნობის (WT/%)
Sandpaper- ის სახეხი და მექანიკური გაპრიალების შემდეგ, მეტალოგრაფიული ნიმუშები დაფიქსირდა HF რეაგენტით, რომლის მოცულობით 40% დაახლოებით 25 წმ-ზეა, ხოლო ნიმუშების მეტალოგრაფიული სტრუქტურა დაფიქსირდა Leica-5000 ოპტიკურ მიკროსკოპზე. ტექსტურის ანალიზის ნიმუში 10 მმ × 10 მმ ზომით მოჭრილი იქნა ექსტრუდული ღეროს გრძივი მონაკვეთის ცენტრიდან, ხოლო ზედაპირული სტრესის ფენის მოსაშორებლად ჩატარდა მექანიკური სახეხი და ეკვრის ჩატარება. ნიმუშის სამი ბროლის თვითმფრინავის არასრული ბოძების ფიგურები {111}, {200} და {220} შეაფასეს პანალიტიკური კომპანიის X′Pert Pro MRD რენტგენის დიფრაქციული ანალიზატორი, ხოლო ტექსტურის მონაცემები დამუშავდა და გაანალიზდა X′Pert მონაცემთა ხედით და X′PERT ტექსტურის პროგრამული უზრუნველყოფით.
მსახიობის შენადნობის დაძაბულობის ნიმუში აღებულია ინგოტის ცენტრიდან, ხოლო დაძაბულობის ნიმუში მოჭრილი იქნა ექსტრუზიის მიმართულებით ექსტრუზიის შემდეგ. ლიანდაგის ფართობის ზომა იყო φ4 მმ × 28 მმ. Tensile ტესტი ჩატარდა SANS CMT5105 უნივერსალური მასალების ტესტირების აპარატის გამოყენებით, დაძაბულობის მაჩვენებელი 2 მმ/წთ. სამი სტანდარტული ნიმუშის საშუალო მნიშვნელობა გამოითვალა, როგორც მექანიკური საკუთრების მონაცემები. დაძაბულობის ნიმუშების მოტეხილობის მორფოლოგია დაფიქსირდა ელექტრონული მიკროსკოპის დაბალი მაგიფიკაციის სკანირების გამოყენებით (Quanta 2000, FEI, აშშ).
2 შედეგი და დისკუსია
სურათი 1 გვიჩვენებს AS-CAST 6063 ალუმინის შენადნობის მეტალოგრაფიულ მიკროსტრუქტურას ჰომოგენიზაციის მკურნალობის დაწყებამდე და მის შემდეგ. როგორც ნახაზზე 1 ა-ში მოცემულია, ას-კასტის მიკროსტრუქტურაში α-Al მარცვლები განსხვავდება ზომით, დიდი რაოდენობით reticular β-al9fe2si2 ფაზები იკრიბება მარცვლეულის საზღვრებში და მარცვლეულის შიგნით არსებობს მარცვლოვანი MG2SI ფაზები. მას შემდეგ ).
ჰომოგენიზაციამდე
600 ° C ტემპერატურაზე 600 ° C ტემპერატურაზე ერთიანი მკურნალობის შემდეგ
ნახ .1 6063 ალუმინის შენადნობის მეტალოგრაფიული სტრუქტურა ჰომოგენიზაციის მკურნალობის დაწყებამდე და მის შემდეგ
სურათი 2 გვიჩვენებს 6063 ალუმინის შენადნობის ბარის გარეგნობას სხვადასხვა ექსტრუზიის კოეფიციენტებით. როგორც ნაჩვენებია ნახაზზე 2, 6063 ალუმინის შენადნობის ზოლების ზედაპირის ხარისხი, რომელიც ექსტრუზიის სხვადასხვა კოეფიციენტებით არის ექსტრაქტით, კარგია, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ექსტრუზიის თანაფარდობა იზრდება 156 -მ ექსტრუზიის დეფექტები, როგორიცაა ბზარები და პილინგი ბარის ზედაპირზე, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ 6063 ალუმინის შენადნობას ასევე აქვს კარგი ცხელი ექსტრუზიის ფორმირება მაღალი სიჩქარით და დიდი ექსტრუზიის ქვეშ თანაფარდობა.
ნახ .2 6063 ალუმინის შენადნობის ღეროების გარეგნობა სხვადასხვა ექსტრუზიის კოეფიციენტებით
სურათი 3 გვიჩვენებს 6063 ალუმინის შენადნობის ბარის გრძივი მონაკვეთის მეტალოგრაფიულ მიკროსტრუქტურას სხვადასხვა ექსტრუზიის კოეფიციენტებით. ბარის მარცვლეულის სტრუქტურა სხვადასხვა ექსტრუზიის კოეფიციენტებით გვიჩვენებს სხვადასხვა დრეკად ან დახვეწას. როდესაც ექსტრუზიის კოეფიციენტია 17, ორიგინალური მარცვლეული წაგრძელებულია ექსტრუზიის მიმართულებით, რომელსაც თან ახლავს მცირე რაოდენობის რეკრისტალიზებული მარცვლეული, მაგრამ მარცვლეული მაინც შედარებით უხეშია, საშუალო მარცვლეულის ზომა დაახლოებით 85 μm (სურათი 3 ა) ; როდესაც ექსტრუზიის თანაფარდობა 25 -ია, მარცვლეული უფრო თხელია, რეკრისტალიზებული მარცვლების რაოდენობა იზრდება, ხოლო მარცვლეულის საშუალო ზომა მცირდება დაახლოებით 71 μm (სურათი 3B); როდესაც ექსტრუზიის კოეფიციენტია 39, გარდა დეფორმირებული მარცვლების მცირე რაოდენობის გარდა, მიკროკონსტრუქცია ძირითადად შედგება არათანაბარი ზომის თანაბარი რეკრისტალიზებული მარცვლებიდან, საშუალო მარცვლეულის ზომა დაახლოებით 60 μm (სურათი 3C); როდესაც ექსტრუზიის კოეფიციენტია 69, დინამიური რეკრისტალიზაციის პროცესი ძირითადად დასრულებულია, უხეში ორიგინალური მარცვლეული მთლიანად გარდაიქმნა ერთნაირად სტრუქტურირებულ რეკრისტალიზებულ მარცვლებში, ხოლო მარცვლეულის საშუალო ზომა დახვეწილია დაახლოებით 41 μm (სურათი 3D); როდესაც ექსტრუზიის კოეფიციენტია 156, დინამიური რეკრისტალიზაციის პროცესის სრული პროგრესით, მიკროსტრუქტურა უფრო ერთგვაროვანია, ხოლო მარცვლეულის ზომა მნიშვნელოვნად დახვეწილია დაახლოებით 32 μm (სურათი 3E). ექსტრუზიის თანაფარდობის მატებასთან ერთად, დინამიური რეკრისტალიზაციის პროცესი უფრო სრულად მიმდინარეობს, შენადნობის მიკროსტრუქტურა უფრო ერთგვაროვანი ხდება, ხოლო მარცვლეულის ზომა მნიშვნელოვნად დახვეწილია (სურათი 3F).
ნახ .3 მეტალოგრაფიული სტრუქტურა და გრძივი მონაკვეთის მარცვლეულის ზომა 6063 ალუმინის შენადნობის წნელები სხვადასხვა ექსტრუზიის კოეფიციენტებით
სურათი 4 გვიჩვენებს 6063 ალუმინის შენადნობის ბარის ინვერსიული ბოძების ფიგურებს სხვადასხვა ექსტრუზიის კოეფიციენტებით, ექსტრუზიის მიმართულებით. ჩანს, რომ შენადნობის ბარის მიკროკონსტრუქციები სხვადასხვა ექსტრუზიის კოეფიციენტებით, ყველა წარმოქმნის აშკარა შეღავათიან ორიენტაციას. როდესაც ექსტრუზიის თანაფარდობა 17 -ია, იქმნება უფრო სუსტი <115>+<100> ტექსტურა (სურათი 4 ა); როდესაც ექსტრუზიის კოეფიციენტია 39, ტექსტურის კომპონენტები ძირითადად უფრო ძლიერი <100> ტექსტურაა და მცირე რაოდენობით სუსტი <115> ტექსტურა (სურათი 4B); როდესაც ექსტრუზიის კოეფიციენტია 156, ტექსტურის კომპონენტები არის <100> ტექსტურა მნიშვნელოვნად გაზრდილი სიმტკიცით, ხოლო <115> ტექსტურა ქრება (სურათი 4C). კვლევებმა აჩვენა, რომ სახეზე ორიენტირებული კუბური ლითონები ძირითადად ქმნიან <111> და <100> მავთულის ტექსტურებს ექსტრუზიისა და ნახაზის დროს. ტექსტურის ჩამოყალიბების შემდეგ, შენადნობის ოთახის ტემპერატურის მექანიკური თვისებები აშკარა ანისოტროპიას აჩვენებს. ტექსტურის სიძლიერე იზრდება ექსტრუზიის თანაფარდობის მატებასთან ერთად, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ მარცვლეულის რაოდენობა გარკვეული ბროლის მიმართულებით პარალელურად, შენადნობში ექსტრუზიის მიმართულებით, თანდათანობით იზრდება, ხოლო შენადნობის გრძივი დაძაბულობის სიძლიერე იზრდება. 6063 ალუმინის შენადნობის გამაძლიერებელი მექანიზმები ცხელი ექსტრუზიის მასალებში შედის მარცვლეულის გამყარება, დისლოკაციის გაძლიერება, ტექსტურის გაძლიერება და ა.შ. ამ ექსპერიმენტულ კვლევაში გამოყენებული პროცესის პარამეტრების დიაპაზონში, ექსტრუზიის თანაფარდობის გაზრდა ხელს უწყობს ზემოხსენებულ მექანიზმებს.
ნახ.
სურათი 5 არის 6063 ალუმინის შენადნობის დაძაბულობის თვისებების ჰისტოგრამა სხვადასხვა ექსტრუზიის კოეფიციენტებში დეფორმაციის შემდეგ. მსახიობი შენადნობის დაძაბულობის სიძლიერეა 170 მპა, ხოლო გახანგრძლივება 10.4%. ექსტრუზიის შემდეგ შენადნობის დაძაბულობის სიძლიერე და გახანგრძლივება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია, ხოლო დაძაბულობის სიძლიერე და გახანგრძლივება თანდათანობით იზრდება ექსტრუზიის თანაფარდობის მატებასთან ერთად. როდესაც ექსტრუზიის კოეფიციენტი 156 -ია, შენადნობის დაძაბულობის სიძლიერე და გახანგრძლივება მაქსიმალურ მნიშვნელობას აღწევს, რაც 228 მპა და 26.9%, შესაბამისად, რაც დაახლოებით 34% -ით მეტია, ვიდრე მსახიობი შენადნობის დაძაბულობის სიძლიერე და დაახლოებით 158% -ით მეტი ვიდრე გახანგრძლივება. დიდი ექსტრუზიის კოეფიციენტით მიღებული 6063 ალუმინის შენადნობის დაძაბულობის სიძლიერე ახლოს არის დაძაბულობის სიმძლავრის მნიშვნელობასთან (240 მპა), რომელიც მიიღება 4-პასის თანაბარი არხის კუთხის ექსტრუზიის (ECAP) მიერ, რაც გაცილებით მაღალია ვიდრე დაძაბულობის სიძლიერის მნიშვნელობა (171.1 მპა) მიღებულია 1-PASS ECAP ექსტრუზიით 6063 ალუმინის შენადნობით. ჩანს, რომ დიდი ექსტრუზიის თანაფარდობა შეიძლება გარკვეულწილად გააუმჯობესოს შენადნობის მექანიკური თვისებები.
შენადნობის მექანიკური თვისებების გაძლიერება ექსტრუზიის თანაფარდობით, ძირითადად, მარცვლეულის დახვეწის გაძლიერებისგან მოდის. ექსტრუზიის თანაფარდობის მატებასთან ერთად, მარცვლები დახვეწილია და იზრდება დისლოკაციის სიმკვრივე. ერთეულის ფართობზე მეტი მარცვლეულის საზღვრები შეიძლება ეფექტურად შეაფერხოს დისლოკაციების გადაადგილებას, ურთიერთდახმარებასთან და დისლოკაციების ურთიერთგამომრიცხავთან ერთად, რითაც აუმჯობესებს შენადნობის სიძლიერეს. რაც უფრო უკეთესია მარცვლეული, მით უფრო მტანჯველია მარცვლეულის საზღვრები და პლასტიკური დეფორმაცია შეიძლება დაიშალოს უფრო მარცვლეულში, რაც ხელს შეუწყობს ბზარების წარმოქმნას, რომ აღარაფერი ვთქვათ ბზარების გავრცელება. მოტეხილობის პროცესის დროს უფრო მეტი ენერგია შეიძლება შეიწოვება, რითაც აუმჯობესებს შენადნობის პლასტიურობას.
ნახ.
შენადნობის დაძაბულობის მოტეხილობის მორფოლოგია სხვადასხვა ექსტრუზიის კოეფიციენტებით დეფორმაციის შემდეგ ნაჩვენებია სურათი 6-ში. ვერ იქნა ნაპოვნი AS-CAST ნიმუშის მოტეხილობის მორფოლოგიაში (სურათი 6 ა), ხოლო მოტეხილობა ძირითადად შედგებოდა ბრტყელი ტერიტორიებისა და ცრემლსადენი კიდეებისგან მიუთითებს, რომ ას-კასტის შენადნობის დაძაბულობის მოტეხილობის მექანიზმი ძირითადად მყიფე მოტეხილობა იყო. შენადნობის მოტეხილობის მორფოლოგია ექსტრუზიის შემდეგ მნიშვნელოვნად შეიცვალა, ხოლო მოტეხილობა შედგება დიდი რაოდენობით თანაბარი ზომისგან, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ შენადნობის მოტეხილობის მექანიზმი ექსტრუზიის შემდეგ შეიცვალა მყიფე მოტეხილიდან ductile მოტეხილობაში. როდესაც ექსტრუზიის კოეფიციენტი მცირეა, მუქი ზედაპირული და ზომის ზომის ზომის დიდი, ხოლო განაწილება არათანაბარია; როგორც ექსტრუზიის თანაფარდობა იზრდება, ზიმრების რაოდენობა იზრდება, მუქი ზომის ზომა უფრო მცირეა და განაწილება ერთგვაროვანია (სურათი 6B ~ F), რაც იმას ნიშნავს, რომ შენადნობას აქვს უკეთესი პლასტიურობა, რაც შეესაბამება ზემოთ მოცემულ მექანიკურ თვისებების ტესტის შედეგებს.
3 დასკვნა
ამ ექსპერიმენტში, სხვადასხვა ექსტრუზიის კოეფიციენტების მოქმედება მიკროკონსტრუქციასა და 6063 ალუმინის შენადნობის თვისებებზე, გაანალიზდა იმ პირობით, რომ ბილეთის ზომა, ინგოტის გათბობის ტემპერატურა და ექსტრუზიის სიჩქარე უცვლელი დარჩა. დასკვნები შემდეგია:
1) დინამიური რეკრისტალიზაცია ხდება 6063 ალუმინის შენადნობში ცხელი ექსტრუზიის დროს. ექსტრუზიის თანაფარდობის მატებასთან ერთად, მარცვლეული მუდმივად დახვეწილია, ხოლო ექსტრუზიის მიმართულების გასწვრივ წაგრძელებული მარცვლები გარდაიქმნება თანაბარი რედრისტალიზებულ მარცვლებში, ხოლო <100> მავთულის ტექსტურის სიძლიერე მუდმივად იზრდება.
2) წვრილი მარცვლეულის გაძლიერების ეფექტის გამო, შენადნობის მექანიკური თვისებები გაუმჯობესებულია ექსტრუზიის თანაფარდობის ზრდით. ტესტის პარამეტრების ფარგლებში, როდესაც ექსტრუზიის კოეფიციენტია 156, შენადნობის დაძაბულობის სიძლიერე და გახანგრძლივება მაქსიმალურ მნიშვნელობებს 228 მპა და 26.9%, შესაბამისად.
ნახ .6 6063 ალუმინის შენადნობის დაძაბულობის მორფოლოგიები კასტინგისა და ექსტრუზიის შემდეგ
3) AS-CAST ნიმუშის მოტეხილობის მორფოლოგია შედგება ბრტყელი ტერიტორიებისა და ცრემლსადენი კიდეებისგან. ექსტრუზიის შემდეგ, მოტეხილობა შედგება დიდი რაოდენობით თანაბარი ზომისგან, ხოლო მოტეხილობის მექანიზმი გარდაიქმნება მყიფე მოტეხილობიდან ductile მოტეხილობამდე.
პოსტის დრო: ნოემბერი -30-2024
