Trashësia e madhe e murit 6061T6 aliazh alumini duhet të shuhet pas nxjerrjes së nxehtë. Për shkak të kufizimit të nxjerrjes së pandërprerë, një pjesë e profilit do të hyjë në zonën e ftohjes së ujit me një vonesë. Kur shufra tjetër e shkurtër vazhdon të ekstrudohet, kjo pjesë e profilit do t'i nënshtrohet shuarjes së vonuar. Si të merreni me zonën e vonuar të shuarjes është një çështje që çdo kompani prodhuese duhet të marrë parasysh. Kur mbeturinat e procesit të mbarimit të bishtit të nxjerrjes janë të shkurtra, mostrat e performancës të marra ndonjëherë janë të kualifikuar dhe nganjëherë të pakualifikuara. Kur rivendosni nga ana, performanca është e kualifikuar përsëri. Ky artikull jep shpjegimin përkatës përmes eksperimenteve.
1. Materialet dhe metodat e provës
Materiali i përdorur në këtë eksperiment është aliazh alumini 6061. Përbërja e saj kimike e matur me anë të analizës spektrale është si më poshtë: Ai përputhet me GB/T 3190-1996 International 6061 Standardi i përbërjes së aliazhit të aluminit.
Në këtë eksperiment, një pjesë e profilit të ekstruduar u mor për trajtim të zgjidhjes së ngurtë. Profili i gjatë 400 mm u nda në dy zona. Zona 1 ishte e ftohur drejtpërdrejt me ujë dhe u shua. Zona 2 u ftoh në ajër për 90 sekonda dhe më pas u ftoh me ujë. Diagrami i provës është treguar në figurën 1.
Profili i aliazhit të aluminit 6061 i përdorur në këtë eksperiment u ekstrudua nga një ekstruder prej 4000. Temperatura e mykut është 500 ° C, temperatura e shufrës së hedhjes është 510 ° C, temperatura e daljes së nxjerrjes është 525 ° C, shpejtësia e nxjerrjes është 2.1 mm/s, ftohja e ujit me intensitet të lartë përdoret gjatë procesit të nxjerrjes, dhe një 400 mm Pjesa e provës së gjatësisë është marrë nga mesi i profilit të përfunduar të ekstruduar. Gjerësia e mostrës është 150 mm dhe lartësia është 10.00 mm.
Mostrat e marra u ndanë dhe më pas iu nënshtruan trajtimit të zgjidhjes përsëri. Temperatura e zgjidhjes ishte 530 ° C dhe koha e zgjidhjes ishte 4 orë. Pasi i nxori jashtë, mostrat u vendosën në një rezervuar të madh uji me një thellësi uji 100 mm. Rezervuari më i madh i ujit mund të sigurojë që temperatura e ujit në rezervuarin e ujit të ndryshojë pak pasi mostra në zonën 1 është ftohur me ujë, duke parandaluar rritjen e temperaturës së ujit nga ndikimi në intensitetin e ftohjes së ujit. Gjatë procesit të ftohjes së ujit, sigurohuni që temperatura e ujit të jetë brenda intervalit 20-25 ° C. Mostrat e shuar ishin të moshës në 165 ° C*8h.
Merrni një pjesë të mostrës 400 mm të gjatë 30 mm të gjera 10 mm të trashë, dhe kryeni një test të ngurtësisë Brinell. Bëni 5 matje çdo 10 mm. Merrni vlerën mesatare të 5 ngurtësive të Brinellit pasi fortësia Brinell rezulton në këtë pikë, dhe vëzhgoni modelin e ndryshimit të ngurtësisë.
Karakteristikat mekanike të profilit u testuan, dhe neni paralel i tensionit 60 mm u kontrollua në pozicione të ndryshme të mostrës 400 mm për të vëzhguar vetitë elastike dhe vendndodhjen e frakturës.
Fusha e temperaturës së shuarjes së ftohur me ujë të mostrës dhe shuarja pas një vonesë të viteve '90 u simulua përmes softuerit ANSYS, dhe u analizuan nivelet e ftohjes së profileve në pozicione të ndryshme.
2. Rezultatet dhe analizat eksperimentale
2.1 Rezultatet e testit të ngurtësisë
Figura 2 tregon kurbën e ndryshimit të ngurtësisë së një kampioni të gjatë 400 mm të matur nga një testues i ngurtësisë Brinell (gjatësia e njësisë së abscissa përfaqëson 10 mm, dhe shkalla 0 është vija ndarëse midis shuarjes normale dhe shuarjes së vonuar). Mund të konstatohet se ngurtësia në fundin e ftohur me ujë është e qëndrueshme në rreth 95HB. Pas vijës ndarëse midis shuarjes së ftohjes së ujit dhe shuarjes së vonuar të ftohjes së ujit të viteve '90, ngurtësia fillon të bjerë, por shkalla e rënies është e ngadaltë në fazën e hershme. Pas 40 mm (89hb), ngurtësia bie ndjeshëm, dhe bie në vlerën më të ulët (77hb) në 80 mm. Pas 80 mm, ngurtësia nuk vazhdoi të ulet, por u rrit në një farë mase. Rritja ishte relativisht e vogël. Pas 130 mm, ngurtësia mbeti e pandryshuar në rreth 83hb. Mund të spekulohet se për shkak të efektit të përcjelljes së nxehtësisë, shkalla e ftohjes së pjesës së vonuar të shuarjes ndryshoi.
2.2 Rezultatet dhe analizat e testit të performancës
Tabela 2 tregon rezultatet e eksperimenteve në tërheqje të kryera në mostrat e marra nga pozicione të ndryshme të seksionit paralel. Mund të konstatohet se forca elastike dhe forca e rendimentit të Nr. 1 dhe Nr. 2 nuk kanë pothuajse asnjë ndryshim. Ndërsa përqindja e skajeve të shuarjes së vonuar rritet, forca elastike dhe forca e rendimentit të aliazhit tregojnë një prirje domethënëse në rënie. Sidoqoftë, forca elastike në secilin vendndodhje të marrjes së mostrave është mbi forcën standarde. Vetëm në zonë me ngurtësinë më të ulët, forca e rendimentit është më e ulët se standardi i mostrës, performanca e mostrës është e pakualifikuar.
Figura 4 tregon rezultatet e vetive tërheqëse të mostrës Nr. 3. Mund të gjendet nga figura 4 që sa më larg nga vija ndarëse, aq më e ulët është ngurtësia e skajit të shuarjes së vonuar. Ulja e ngurtësisë tregon që performanca e mostrës është zvogëluar, por ngurtësia zvogëlohet ngadalë, duke u ulur vetëm nga 95hb në rreth 91HB në fund të seksionit paralel. Siç shihet nga rezultatet e performancës në Tabelën 1, forca elastike u ul nga 342MPa në 320MPa për ftohjen e ujit. Në të njëjtën kohë, u zbulua se pika e frakturës së mostrës në tërheqje është gjithashtu në fund të seksionit paralel me ngurtësinë më të ulët. Kjo për shkak se është larg nga ftohja e ujit, performanca e aliazhit zvogëlohet, dhe fundi arrin së pari kufirin e forcës elastike për të formuar një qafë poshtë. Më në fund, prishja nga pika më e ulët e performancës, dhe pozicioni i pushimit është në përputhje me rezultatet e testit të performancës.
Figura 5 tregon kurbën e ngurtësisë së seksionit paralel të mostrës Nr. 4 dhe pozicionit të frakturës. Mund të konstatohet se sa më larg nga linja ndarëse e ftohjes së ujit, aq më e ulët është ngurtësia e skajit të vonuar të shuarjes. Në të njëjtën kohë, vendndodhja e frakturës është gjithashtu në fund ku ngurtësia është më e ulta, fraktura 86hb. Nga Tabela 2, konstatohet se pothuajse nuk ka deformim plastik në fundin e ftohur me ujë. Nga Tabela 1, konstatohet se performanca e mostrës (forca elastike 298MPA, rendimenti 266MPA) është zvogëluar ndjeshëm. Forca e tensionit është vetëm 298MPa, e cila nuk arrin forcën e rendimentit të fundit të ftohur me ujë (315MPA). Fundi ka formuar një qafë poshtë kur është më e ulët se 315MPa. Para frakturës, vetëm deformimi elastik ka ndodhur në zonën e ftohur me ujë. Ndërsa stresi u zhduk, tendosja në fundin e ftohur me ujë u zhduk. Si rezultat, sasia e deformimit në zonën e ftohjes së ujit në Tabelën 2 nuk ka pothuajse asnjë ndryshim. Mostra prishet në fund të zjarrit të normës së vonuar, zona e deformuar është zvogëluar, dhe ngurtësia fundore është më e ulta, duke rezultuar në një ulje të ndjeshme të rezultateve të performancës.
Merrni mostra nga zona e shuarjes 100% të vonuar në fund të ekzemplarit 400 mm. Figura 6 tregon kurbën e ngurtësisë. Ngurtësia e seksionit paralel është zvogëluar në rreth 83-84HB dhe është relativisht e qëndrueshme. Për shkak të të njëjtit proces, performanca është afërsisht e njëjtë. Asnjë model i dukshëm nuk gjendet në pozicionin e frakturës. Performanca e aliazhit është më e ulët se ajo e mostrës së ulur me ujë.
Për të eksploruar më tej rregullsinë e performancës dhe frakturës, seksioni paralel i ekzemplarit të tensionit u zgjodh afër pikës më të ulët të ngurtësisë (77hb). Nga Tabela 1, u zbulua se performanca ishte zvogëluar ndjeshëm, dhe pika e frakturës u shfaq në pikën më të ulët të ngurtësisë në figurën 2.
2.3 Rezultatet e Analizës së ANSYS
Figura 7 tregon rezultatet e simulimit ANSYS të kthesave të ftohjes në pozicione të ndryshme. Mund të shihet se temperatura e mostrës në zonën e ftohjes së ujit ra me shpejtësi. Pas 5s, temperatura ra në nën 100 ° C, dhe në 80 mm nga linja ndarëse, temperatura ra në rreth 210 ° C në vitet 90. Rënia mesatare e temperaturës është 3.5 ° C/s. Pas 90 sekondash në zonën e ftohjes së ajrit terminal, temperatura bie në rreth 360 ° C, me një normë mesatare të rënies prej 1.9 ° C/s.
Përmes analizës së performancës dhe rezultateve të simulimit, konstatohet se performanca e zonës së ftohjes së ujit dhe zona e vonuar e shuarjes është një model ndryshimi që së pari zvogëlohet dhe më pas rritet pak. E prekur nga ftohja e ujit afër vijës ndarëse, përcjellja e nxehtësisë bën që mostra në një zonë të caktuar të bjerë me një normë ftohjeje më pak se ajo e ftohjes së ujit (3.5 ° C/s). Si rezultat, MG2SI, i cili u ngurtësua në matricë, precipitoi në sasi të mëdha në këtë zonë, dhe temperatura ra në rreth 210 ° C pas 90 sekondash. Sasia e madhe e MG2SI e precipituar çoi në një efekt më të vogël të ftohjes së ujit pas 90 s. Sasia e fazës së forcimit të MG2SI të precipituar pas trajtimit të plakjes u zvogëlua shumë, dhe performanca e mostrës u zvogëlua më pas. Sidoqoftë, zona e vonuar e shuarjes larg nga linja ndarëse është më pak e prekur nga përcjellja e nxehtësisë së ftohjes së ujit, dhe aliazh ftohet relativisht ngadalë në kushte të ftohjes së ajrit (shkalla e ftohjes 1.9 ° C/s). Vetëm një pjesë e vogël e fazës MG2SI ngadalë precipiton, dhe temperatura është 360C pas viteve '90. Pas ftohjes së ujit, shumica e fazës MG2SI është ende në matricë, dhe shpërndahet dhe precipiton pas plakjes, e cila luan një rol forcues.
3. Përfundim
Wasshtë gjetur përmes eksperimenteve që shuarja e vonuar do të shkaktojë ngurtësinë e zonës së vonuar të shuarjes në kryqëzimin e shuarjes normale dhe shuarjes së vonuar për të ulur fillimisht dhe pastaj të rritet pak derisa të stabilizohet përfundimisht.
Për 6061 aliazh alumini, pikat e forta në tërheqje pas shuarjes normale dhe shuarjes së vonuar për 90 s janë përkatësisht 342MPA dhe 288MPA, dhe pikat e forta të rendimentit janë 315MPA dhe 252MPA, të dyja plotësojnë standardet e performancës së mostrës.
Ekziston një rajon me ngurtësinë më të ulët, i cili zvogëlohet nga 95hb në 77hb pas shuarjes normale. Performanca këtu është gjithashtu më e ulta, me një forcë tërheqëse prej 271MPa dhe një forcë të rendimentit prej 220MPa.
Përmes analizës së ANSYS, u zbulua se shkalla e ftohjes në pikën më të ulët të performancës në zonën e shuarjes së vonuar të viteve '90 u ul me afërsisht 3.5 ° C për sekondë, duke rezultuar në zgjidhje të pamjaftueshme të ngurtë të fazës forcuese të fazës MG2SI. Sipas këtij artikulli, mund të shihet se pika e rrezikut të performancës shfaqet në zonën e vonuar të shuarjes në kryqëzimin e shuarjes normale dhe shuarjes së vonuar, dhe nuk është larg nga kryqëzimi, i cili ka domethënie të rëndësishme udhëzuese për mbajtjen e arsyeshme të bishtit të nxjerrjes Mbeturinat e procesit përfundimtar.
Redaktuar nga maj Jiang nga Mat Alumini
Koha e postimit: Gusht-28-2024
