6063 aliazh alumini i përket aliazh alumini të aluminit të trajtueshëm me nxehtësi të ulët Al-MG-Si. Ka një performancë të shkëlqyeshme të formimit të nxjerrjes, rezistencë të mirë të korrozionit dhe veti mekanike gjithëpërfshirëse. Përdoret gjithashtu gjerësisht në industrinë e automobilave për shkak të ngjyrosjes së tij të lehtë të oksidimit. Me nxitimin e trendit të automobilave të lehtë, aplikimi i 6063 materialeve të nxjerrjes së aliazhit të aluminit në industrinë e automobilave gjithashtu është rritur më tej.
Mikrostruktura dhe vetitë e materialeve të ekstruduara preken nga efektet e kombinuara të shpejtësisë së nxjerrjes, temperaturës së nxjerrjes dhe raportit të nxjerrjes. Midis tyre, raporti i nxjerrjes përcaktohet kryesisht nga presioni i nxjerrjes, efikasiteti i prodhimit dhe pajisjet e prodhimit. Kur raporti i nxjerrjes është i vogël, deformimi i aliazhit është i vogël dhe rafinimi i mikrostrukturës nuk është i dukshëm; Rritja e raportit të nxjerrjes mund të rafinojë ndjeshëm kokrrat, të prishë fazën e dytë të trashë, të marrë një mikrostrukturë uniforme dhe të përmirësojë vetitë mekanike të aliazhit.
6061 dhe 6063 aliazh alumini i nënshtrohen rikristalizimit dinamik gjatë procesit të nxjerrjes. Kur temperatura e nxjerrjes është konstante, me rritjen e raportit të nxjerrjes, madhësia e kokrrës zvogëlohet, faza e forcimit shpërndahet mirë, dhe forca elastike dhe zgjatja e aliazhit rriten në përputhje me rrethanat; Sidoqoftë, me rritjen e raportit të nxjerrjes, forca e nxjerrjes e kërkuar për procesin e nxjerrjes gjithashtu rritet, duke shkaktuar një efekt termik më të madh, duke bërë që temperatura e brendshme e aliazhit të rritet, dhe performanca e produktit të ulet. Ky eksperiment studion efektin e raportit të nxjerrjes, veçanërisht raportin e madh të ekstruzionit, në mikrostrukturën dhe vetitë mekanike të aliazhit të aluminit 6063.
1 Materiale dhe metoda eksperimentale
Materiali eksperimental është aliazh alumini 6063, dhe përbërja kimike tregohet në Tabelën 1. Madhësia origjinale e shufrës është φ55 mm × 165 mm, dhe përpunohet në një billet ekstruzioni me një madhësi φ50 mm × 150 mm pas homogjenizimit Trajtimi në 560 ℃ për 6 orë. Billet nxehet në 470 ℃ dhe mbahet i ngrohtë. Temperatura e paramendimit të fuçisë së nxjerrjes është 420 ℃, dhe temperatura e paramendimit të mykut është 450 ℃. Kur shpejtësia e nxjerrjes (shpejtësia e lëvizjes së shufrës së nxjerrjes) V = 5 mm/s mbetet e pandryshuar, kryhen 5 grupe të testeve të raportit të ekstruzionit të ndryshëm, dhe raportet e nxjerrjes r janë 17 (që korrespondojnë me diametrin e vrimës së vdesit d = 12 mm), 25 (d = 10 mm), 39 (d = 8 mm), 69 (d = 6 mm) dhe 156 (d = 4 mm).
Tabela 1 Përbërjet kimike të 6063 al aliazh (wt/%)
Pas bluarjes së letër zmerile dhe lustrimi mekanik, mostrat metalografike u grumbulluan me reagjentin HF me një fraksion vëllimi prej 40% për rreth 25 s, dhe struktura metalografike e mostrave u vërejt në një mikroskop optik Leica-5000. Një mostër e analizës së strukturës me një madhësi prej 10 mm × 10 mm u prit nga qendra e seksionit gjatësor të shufrës së ekstruduar, dhe bluarja mekanike dhe etiketimi u kryen për të hequr shtresën e stresit sipërfaqësor. Shifrat jo të plota të polit të tre aeroplanëve kristal {111}, {200}, dhe {220} të mostrës u matën nga analizuesi i difraksionit me rreze X ′pert Pro MRD të kompanisë panalytical, dhe të dhënat e strukturës u përpunuan dhe u analizuan nga pamja e të dhënave X′pert dhe programi i strukturës X′pert.
Shembulli i tensionit i aliazhit të hedhur u mor nga qendra e shufrës, dhe ekzemplari i tensionit u prit përgjatë drejtimit të ekstruzionit pas nxjerrjes. Madhësia e zonës së matësit ishte φ4 mm × 28 mm. Testi i tensionit u krye duke përdorur një makinë SANS CMT5105 Universal Material Testimi i Materialeve me një normë elastike prej 2 mm/min. Vlera mesatare e tre ekzemplarëve standardë u llogarit si të dhëna mekanike të pasurisë. Morfologjia e frakturës së ekzemplarëve të tensionit është vërejtur duke përdorur një mikroskop elektronik skanimi me magji të ulët (Quanta 2000, FEI, USA).
2 rezultate dhe diskutim
Figura 1 tregon mikrostrukturën metalografike të aliazhit të aluminit AS-CAST 6063 para dhe pas trajtimit të homogjenizimit. Siç tregohet në Figurën 1A, kokrrat α-Al në mikrostrukturën AS-Cast ndryshojnë në madhësi, një numër i madh i fazave retikulare β-AL9FE2SI2 mblidhen në kufijtë e grurit, dhe një numër i madh i fazave kokrrizore Mg2SI ekzistojnë brenda kokrrave. Pasi ingot u homogjenizua në 560 ℃ për 6 orë, faza eutektike jo-ekuilibri midis dendritëve të aliazhit u tret gradualisht, elementët e aliazhit u tret në matricë, mikrostruktura ishte uniforme, dhe madhësia mesatare e grurit ishte rreth 125 μm (Figura 1BB ).
Para homogjenizimit
Pas trajtimit të uniformimit në 600 ° C për 6 orë
Fig.1 Struktura metalike e aliazhit të aluminit 6063 para dhe pas trajtimit të homogjenizimit
Figura 2 tregon shfaqjen e shufrave të aliazhit të aluminit 6063 me raporte të ndryshme të nxjerrjes. Siç tregohet në Figurën 2, cilësia e sipërfaqes së 6063 shufrave të aliazhit të aluminit të ekstruduar me raporte të ndryshme ekstruzioni është e mirë, veçanërisht kur raporti i ekstruzionit është rritur në 156 (që korrespondon me shpejtësinë e daljes së shiritit prej 48 m/min), ka ende JO Defektet e nxjerrjes si çarje dhe zhvishem në sipërfaqen e shiritit, duke treguar se 6063 aliazh alumini gjithashtu ka performancë të mirë të nxjerrjes së nxehtë nën shpejtësi të lartë dhe raporti të madh të nxjerrjes.
Fig.2 Paraqitja e 6063 shufrave të aliazhit të aluminit me raporte të ndryshme të nxjerrjes
Figura 3 tregon mikrostrukturën metalografike të seksionit gjatësor të shiritit të aliazhit të aluminit 6063 me raporte të ndryshme ekstruzioni. Struktura e grurit të shiritit me raporte të ndryshme ekstruzioni tregon shkallë të ndryshme të zgjatjes ose rafinimit. Kur raporti i nxjerrjes është 17, kokrrat origjinale janë zgjatur përgjatë drejtimit të nxjerrjes, të shoqëruara me formimin e një numri të vogël të kokrrave të rikristalizuara, por kokrrat janë akoma relativisht të trashë, me një madhësi mesatare të kokrrës prej rreth 85 μm (Figura 3A) ; Kur raporti i nxjerrjes është 25, kokrrat tërhiqen më të hollë, numri i kokrrave të rikristalizuar rritet, dhe madhësia mesatare e kokrrës zvogëlohet në rreth 71 μM (Figura 3B); Kur raporti i nxjerrjes është 39, përveç një numri të vogël të kokrrave të deformuara, mikrostruktura është në thelb e përbërë nga kokrra të rikristalizuara të ekuilibruara me madhësi të pabarabartë, me një madhësi mesatare të kokrrës prej rreth 60 μm (Figura 3C); Kur raporti i nxjerrjes është 69, procesi dinamik i rikristalizimit është përfunduar në thelb, kokrrat origjinale të trashë janë shndërruar plotësisht në kokrra të rikristalizuara në mënyrë të njëtrajtshme, dhe madhësia mesatare e kokrrës rafinohet në rreth 41 μm (Figura 3D); Kur raporti i nxjerrjes është 156, me përparimin e plotë të procesit dinamik të rikristalizimit, mikrostruktura është më e njëtrajtshme, dhe madhësia e grurit është rafinuar shumë në rreth 32 μM (Figura 3E). Me rritjen e raportit të nxjerrjes, procesi dinamik i rikristalizimit vazhdon më plotësisht, mikrostruktura e aliazhit bëhet më e njëtrajtshme, dhe madhësia e kokrrës është e rafinuar në mënyrë të konsiderueshme (Figura 3F).
Fig.
Figura 4 tregon figurat e polit inverse të 6063 shufrave të aliazhit të aluminit me raporte të ndryshme ekstruzioni përgjatë drejtimit të nxjerrjes. Mund të shihet se mikrostrukturat e shufrave të aliazhit me raporte të ndryshme ekstruzioni të gjitha prodhojnë orientim të dukshëm preferencial. Kur raporti i nxjerrjes është 17, formohet një strukturë më e dobët <115>+<10> (Figura 4A); Kur raporti i nxjerrjes është 39, përbërësit e strukturës janë kryesisht cilësi më e fortë <100> dhe një sasi e vogël e strukturës së dobët <115> (Figura 4B); Kur raporti i nxjerrjes është 156, përbërësit e strukturës janë cilësi <100> me forcë të rritur ndjeshëm, ndërsa cilësi <115> zhduket (Figura 4C). Studimet kanë treguar që metalet kub të përqendruara në fytyrë kryesisht formojnë textures tela <111> dhe <100> gjatë nxjerrjes dhe vizatimit. Pasi të formohet cilësi, vetitë mekanike të temperaturës së dhomës të aliazhit tregojnë anizotropi të dukshme. Forca e strukturës rritet me rritjen e raportit të nxjerrjes, duke treguar që numri i kokrrave në një drejtim të caktuar kristal paralel me drejtimin e nxjerrjes në aliazh rritet gradualisht, dhe forca gjatësore elastike e aliazhit rritet. Mekanizmat e forcimit të 6063 materialeve të nxjerrjes së nxehtë të aliazhit të aluminit përfshijnë forcimin e grurit të imët, forcimin e zhvendosjes, forcimin e strukturës, etj. Brenda intervalit të parametrave të procesit të përdorur në këtë studim eksperimental, rritja e raportit të ekstruzionit ka një efekt promovues në mekanizmat e forcimit të mësipërm.
Fig.4 Diagrami i polit të kundërt të 6063 shufrave të aliazhit të aluminit me raporte të ndryshme ekstruzioni përgjatë drejtimit të nxjerrjes
Figura 5 është një histogram i vetive elastike të 6063 aliazh alumini pas deformimit në raporte të ndryshme të nxjerrjes. Forca elastike e aliazhit të hedhur është 170 MPa dhe zgjatja është 10.4%. Forca e tensionit dhe zgjatja e aliazhit pas nxjerrjes janë përmirësuar ndjeshëm, dhe forca dhe zgjatja elastike rriten gradualisht me rritjen e raportit të ekstruzionit. Kur raporti i nxjerrjes është 156, forca elastike dhe zgjatja e aliazhit arrijnë vlerën maksimale, të cilat janë 228 MPa dhe 26.9%, përkatësisht, që është rreth 34% më e lartë se forca elastike e aliazhit të hedhur dhe rreth 158% më i lartë se Zgjatja. Forca elastike e aliazhit të aluminit 6063 të marrë nga një raport i madh ekstruzioni është afër vlerës së forcës elastike (240 MPa) e marrë nga ekstruzioni këndor i kanalit të barabartë me 4 kalim (ECAP), i cili është shumë më i lartë se vlera e forcës elastike (171.1 MPa) marrë nga nxjerrja ECAP 1-kalim e aliazhit të aluminit 6063. Mund të shihet se një raport i madh nxjerrje mund të përmirësojë vetitë mekanike të aliazhit në një farë mase.
Përmirësimi i vetive mekanike të aliazhit me anë të raportit të nxjerrjes vjen kryesisht nga forcimi i rafinimit të grurit. Ndërsa raporti i nxjerrjes rritet, kokrrat janë rafinuar dhe dendësia e zhvendosjes rritet. Më shumë kufij të grurit për një njësi mund të pengojnë në mënyrë efektive lëvizjen e zhvendosjeve, të kombinuara me lëvizjen e ndërsjellë dhe ngatërrimin e zhvendosjeve, duke përmirësuar kështu forcën e aliazhit. Sa më të imët të kokrrat, aq më të mundimshëm janë kufijtë e grurit dhe deformimi plastik mund të shpërndahet në më shumë kokrra, gjë që nuk është e favorshme për formimin e çarjeve, e lëre më përhapjen e çarjeve. Më shumë energji mund të përthithet gjatë procesit të frakturës, duke përmirësuar kështu plasticitetin e aliazhit.
Fig.5 Karakteristikat e tensionit të aliazhit të aluminit 6063 pas hedhjes dhe nxjerrjes
Morfologjia e frakturës elastike e aliazhit pas deformimit me raporte të ndryshme të ekstruzionit është treguar në figurën 6. Asnjë zbehje nuk u gjet në morfologjinë e frakturës së mostrës AS-Cast (Figura 6A), dhe fraktura ishte kryesisht e përbërë nga zona të sheshta dhe skajet e shqyera , duke treguar që mekanizmi i frakturës në tërheqje të aliazhit të kastit ishte kryesisht frakturë e brishtë. Morfologjia e frakturës së aliazhit pas nxjerrjes ka ndryshuar ndjeshëm, dhe fraktura është e përbërë nga një numër i madh i zbehjeve të ekuilibruar, duke treguar që mekanizmi i frakturës së aliazhit pas nxjerrjes ka ndryshuar nga fraktura e brishtë në frakturë të dukshme. Kur raporti i nxjerrjes është i vogël, zbehjet janë të cekëta dhe madhësia e zbehtë është e madhe, dhe shpërndarja është e pabarabartë; Ndërsa rritet raporti i nxjerrjes, numri i zbehjes rritet, madhësia e zbehtë është më e vogël dhe shpërndarja është uniforme (Figura 6B ~ F), që do të thotë se aliazh ka plasticitet më të mirë, i cili është në përputhje me rezultatet e testit të vetive mekanike më lart.
3 Përfundim
Në këtë eksperiment, efektet e raporteve të ndryshme të nxjerrjes në mikrostrukturën dhe vetitë e aliazhit të aluminit 6063 u analizuan nën kushtin që madhësia e billet, temperatura e ngrohjes së shiritave dhe shpejtësia e nxjerrjes të mbetet e pandryshuar. Përfundimet janë si më poshtë:
1) Rikristalizimi dinamik ndodh në aliazh alumini 6063 gjatë nxjerrjes së nxehtë. Me rritjen e raportit të nxjerrjes, kokrrat rafinohen vazhdimisht, dhe kokrrat e zgjatura përgjatë drejtimit të ekstrusionit shndërrohen në kokrra të rikristalizuara të ekuilibruar, dhe forca e <100> strukturës së telit është rritur vazhdimisht.
2) Për shkak të efektit të forcimit të grurit të imët, vetitë mekanike të aliazhit janë përmirësuar me rritjen e raportit të ekstruzionit. Brenda intervalit të parametrave të provës, kur raporti i nxjerrjes është 156, forca elastike dhe zgjatja e aliazhit arrijnë vlerat maksimale të 228 MPa dhe 26.9%, përkatësisht.
Fig.6 Morfologjitë e frakturës në tërheqje të 6063 aliazh alumini pas hedhjes dhe nxjerrjes
3) Morfologjia e frakturës e ekzemplarit të CASS është e përbërë nga zona të sheshta dhe skajet e lotëve. Pas nxjerrjes, fraktura është e përbërë nga një numër i madh i zbehjeve të ekuilibruar, dhe mekanizmi i frakturës shndërrohet nga fraktura e brishtë në frakturë të dukshme.
Koha e Postimit: Nëntor-30-2024
