Baineann cóimhiotal alúmanaim 6063 leis an tsraith cóimhiotal alúmanaim íseal-chóimhiotail Al-Mg-Si atá inchóireáilte le teas. Tá feidhmíocht mhúnlú easbhrúite den scoth aige, friotaíocht mhaith creimeadh agus airíonna meicniúla cuimsitheacha. Úsáidtear go forleathan é sa tionscal feithicleach freisin mar gheall ar a dhathú ocsaídiúcháin éasca. Le luasghéarú treocht na ngluaisteán éadrom, tá méadú tagtha ar úsáid ábhar easbhrúite cóimhiotal alúmanaim 6063 sa tionscal feithicleach freisin.
Bíonn tionchar ag éifeachtaí comhcheangailte luas easbhrúite, teocht easbhrúite agus cóimheas easbhrúite ar mhicreastruchtúr agus airíonna ábhar easbhrúite. Ina measc, is é an brú easbhrúite, an éifeachtúlacht táirgthe agus an trealamh táirgthe a chinneann an cóimheas easbhrúite den chuid is mó. Nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite beag, bíonn dífhoirmiú an chóimhiotail beag agus níl an scagadh micreastruchtúir soiléir; is féidir le méadú ar an gcóimheas easbhrúite na gráin a scagadh go suntasach, an dara céim gharbh a bhriseadh suas, micreastruchtúr aonfhoirmeach a fháil, agus airíonna meicniúla an chóimhiotail a fheabhsú.
Déantar athchriostalú dinimiciúil ar chóimhiotail alúmanaim 6061 agus 6063 le linn an phróisis easbhrúite. Nuair a bhíonn an teocht easbhrúite tairiseach, de réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite, laghdaíonn méid an ghráin, scaiptear an chéim neartaithe go mín, agus méadaíonn neart teanntachta agus fadú an chóimhiotail dá réir; áfach, de réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite, méadaíonn an fórsa easbhrúite atá riachtanach don phróiseas easbhrúite freisin, rud a fhágann go mbíonn éifeacht theirmeach níos mó ann, rud a fhágann go n-ardóidh teocht inmheánach an chóimhiotail, agus go laghdaíonn feidhmíocht an táirge. Déanann an turgnamh seo staidéar ar éifeacht an chóimheas easbhrúite, go háirithe cóimheas easbhrúite mór, ar mhicreastruchtúr agus airíonna meicniúla cóimhiotal alúmanaim 6063.
1 Ábhair agus modhanna turgnamhacha
Is é cóimhiotal alúmanaim 6063 an t-ábhar turgnamhach, agus taispeántar an comhdhéanamh ceimiceach i dTábla 1. Is é Φ55 mm × 165 mm méid bunaidh an ingot, agus déantar billet easbhrúite de mhéid Φ50 mm × 150 mm a phróiseáil tar éis cóireála homaiginithe ag 560 ℃ ar feadh 6 uair an chloig. Téitear an billet go 470 ℃ agus coinnítear te é. Is é 420 ℃ teocht réamhthéimh an bhairille easbhrúite, agus is é 450 ℃ teocht réamhthéimh an mhúnla. Nuair a fhanann luas easbhrúite (luas gluaiseachta slat easbhrúite) V = 5 mm / s gan athrú, déantar 5 ghrúpa de thástálacha cóimheasa easbhrúite éagsúla, agus is iad na cóimheasa easbhrúite R 17 (a fhreagraíonn do thrastomhas an phoill bás D = 12 mm), 25 (D = 10 mm), 39 (D = 8 mm), 69 (D = 6 mm), agus 156 (D = 4 mm).
Tábla 1 Comhdhéanamh ceimiceach cóimhiotal Al 6063 (meáchan/%)
Tar éis meilt páipéir gainimh agus snasú meicniúil, rinneadh na samplaí miotalagrafacha a ghreanadh le himoibrí HF le codán toirte de 40% ar feadh thart ar 25 soicind, agus breathnaíodh struchtúr miotalagrafach na samplaí ar mhicreascóp optúil LEICA-5000. Gearradh sampla anailíse uigeachta le méid 10 mm × 10 mm ó lár an chuid fhadaimseartha den tslat easbhrúite, agus rinneadh meilt agus greanadh meicniúil chun an ciseal struis dromchla a bhaint. Tomhaiseadh figiúirí cuaille neamhiomlána na dtrí phlána criostail {111}, {200}, agus {220} den sampla leis an anailíseoir difreactaithe X-ghathaithe X′Pert Pro MRD de chuid PANalytical Company, agus próiseáladh agus anailísíodh na sonraí uigeachta le bogearraí X′Pert Data View agus X′Pert Texture.
Tógadh an eiseamal teanntachta den chóimhiotal teilgthe ó lár an tinne, agus gearradh an eiseamal teanntachta feadh an treo easbhrúite tar éis an easbhrúite. Ba é méid an limistéir tomhais Φ4 mm × 28 mm. Rinneadh an tástáil teanntachta ag baint úsáide as meaisín tástála ábhair uilíoch SANS CMT5105 le ráta teanntachta de 2 mm/nóim. Ríomhadh meánluach na dtrí eiseamal caighdeánach mar shonraí airíonna meicniúla. Breathnaíodh moirfeolaíocht briste na n-eiseamal teanntachta ag baint úsáide as micreascóp leictreon scanadh íseal-mhéadaithe (Quanta 2000, FEI, SAM).
2 Torthaí agus plé
Taispeánann Fíor 1 micreastruchtúr miotalagrafach an chóimhiotail alúmanaim 6063 teilgthe roimh agus tar éis na cóireála homaiginithe. Mar a thaispeántar i bhFíor 1a, athraíonn méid na ngrán α-Al sa mhicreastruchtúr teilgthe, bailíonn líon mór céimeanna reiticiúla β-Al9Fe2Si2 ag teorainneacha na ngrán, agus tá líon mór céimeanna gráinneacha Mg2Si taobh istigh de na gráin. Tar éis an t-inní a homaiginiú ag 560 ℃ ar feadh 6 uair an chloig, dhíscaoil an chéim eiteicteach neamhchothromaíochta idir na deindrídí cóimhiotail de réir a chéile, dhíscaoil na dúile cóimhiotail isteach sa mhaitrís, bhí an micreastruchtúr aonfhoirmeach, agus bhí an meánmhéid gráin thart ar 125 μm (Fíor 1b).
Roimh homaiginiú
Tar éis cóireála aonfhoirmeach ag 600°C ar feadh 6 uair an chloig
Fig.1 Struchtúr miotalagrafach cóimhiotal alúmanaim 6063 roimh agus tar éis cóireála homaiginithe
Taispeánann Fíor 2 cuma barraí cóimhiotal alúmanaim 6063 le cóimheasa easbhrúite éagsúla. Mar a thaispeántar i bhFíor 2, tá cáilíocht dhromchla barraí cóimhiotal alúmanaim 6063 easbhrúite le cóimheasa easbhrúite éagsúla maith, go háirithe nuair a mhéadaítear an cóimheas easbhrúite go 156 (a fhreagraíonn do luas asraon easbhrúite an bharra de 48 m/nóim), níl aon lochtanna easbhrúite fós ar dhromchla an bharra amhail scoilteanna agus feannadh, rud a léiríonn go bhfuil feidhmíocht mhaith easbhrúite te ag cóimhiotal alúmanaim 6063 faoi luas ard agus cóimheas easbhrúite mór freisin.
Fíor 2 Dealramh slata cóimhiotal alúmanaim 6063 le cóimheasa easbhrúite éagsúla
Taispeánann Fíor 3 micreastruchtúr miotalagrafach an chuid fhadaimseartha den bharra cóimhiotal alúmanaim 6063 le cóimheasa easbhrúite éagsúla. Taispeánann struchtúr gráin an bharra le cóimheasa easbhrúite éagsúla céimeanna éagsúla fadaithe nó scagtha. Nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 17, síntear na gráin bhunaidh feadh an treo easbhrúite, agus foirmítear líon beag gráin athchriostalaithe leis, ach bíonn na gráin fós sách garbh, le meánmhéid gráin de thart ar 85 μm (Fíor 3a); nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 25, tarraingítear na gráin níos caol, méadaíonn líon na ngrán athchriostalaithe, agus laghdaíonn an meánmhéid gráin go dtí thart ar 71 μm (Fíor 3b); nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 39, seachas líon beag gráin dhífhoirmithe, is éard atá sa mhicreastruchtúr go bunúsach gráin athchriostalaithe comhionanna-aiseacha de mhéid míchothrom, le meánmhéid gráin de thart ar 60 μm (Fíor 3c); nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 69, bíonn an próiseas athchriostalaithe dinimiciúil críochnaithe go bunúsach, bíonn na gráin gharbha bunaidh claochlaithe go hiomlán ina ngráin athchriostalaithe aonfhoirmeacha, agus déantar an meánmhéid gráin a scagadh go dtí thart ar 41 μm (Fíor 3d); nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 156, agus an próiseas athchriostalaithe dinimiciúil ag dul chun cinn go hiomlán, bíonn an micreastruchtúr níos aonfhoirmí, agus déantar an méid gráin a scagadh go mór go dtí thart ar 32 μm (Fíor 3e). Le méadú an chóimheasa easbhrúite, téann an próiseas athchriostalaithe dinimiciúil ar aghaidh níos iomláine, bíonn micreastruchtúr an chóimhiotail níos aonfhoirmí, agus déantar an méid gráin a scagadh go suntasach (Fíor 3f).
Fíor 3 Struchtúr miotalagrafach agus méid gráin an rannáin fhadtéarmaigh de shlata cóimhiotal alúmanaim 6063 le cóimheasa easbhrúite éagsúla
Taispeánann Fíor 4 na figiúirí cuaille inbhéartaithe de bharraí cóimhiotail alúmanaim 6063 le cóimheasa easbhrúite éagsúla feadh an treo easbhrúite. Is léir go dtáirgeann micreastruchtúir na mbarraí cóimhiotail le cóimheasa easbhrúite éagsúla treoshuíomh roghnach soiléir. Nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 17, cruthaítear uigeacht <115>+<100> níos laige (Fíor 4a); nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 39, is iad na comhpháirteanna uigeachta den chuid is mó an uigeacht <100> níos láidre agus méid beag d'uigeacht lag <115> (Fíor 4b); nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 156, is iad na comhpháirteanna uigeachta an uigeacht <100> le neart méadaithe go suntasach, agus imíonn an uigeacht <115> (Fíor 4c). Léirigh staidéir go bhfoirmíonn miotail chiúbacha atá dírithe ar an aghaidh uigeachtaí sreinge <111> agus <100> den chuid is mó le linn easbhrúite agus tarraingthe. Nuair a bhíonn an uigeacht foirmithe, taispeánann airíonna meicniúla teocht an tseomra aniseatrópacht shoiléir. Méadaíonn neart na huigeachta de réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite, rud a léiríonn go méadaíonn líon na ngrán i dtreo criostail áirithe comhthreomhar leis an treo easbhrúite sa chóimhiotal de réir a chéile, agus go méadaíonn neart teanntachta fadaimseartha an chóimhiotail. I measc na meicníochtaí neartaithe d’ábhair easbhrúite te cóimhiotal alúmanaim 6063 tá neartú gráin mhín, neartú díláithrithe, neartú uigeachta, etc. Laistigh de raon na bparaiméadar próisis a úsáideadh sa staidéar turgnamhach seo, bíonn éifeacht chur chun cinn ag méadú an chóimheasa easbhrúite ar na meicníochtaí neartaithe thuas.
Fíor 4 Léaráid cuaille droim ar ais de shlata cóimhiotal alúmanaim 6063 le cóimheasa easbhrúite éagsúla feadh an treo easbhrúite
Is histogram é Fíor 5 de na hairíonna teanntachta atá ag cóimhiotal alúmanaim 6063 tar éis dífhoirmithe ag cóimheasa easbhrúite éagsúla. Is é 170 MPa neart teanntachta an chóimhiotail teilgthe agus is é 10.4% an fadú. Feabhsaítear neart teanntachta agus fadú an chóimhiotail tar éis easbhrúite go suntasach, agus méadaíonn an neart teanntachta agus an fadú de réir a chéile de réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite. Nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 156, sroicheann neart teanntachta agus fadú an chóimhiotail an luach uasta, atá 228 MPa agus 26.9%, faoi seach, atá thart ar 34% níos airde ná neart teanntachta an chóimhiotail teilgthe agus thart ar 158% níos airde ná an fadú. Tá neart teanntachta cóimhiotal alúmanaim 6063 a fhaightear trí chóimheas easbhrúite mór gar don luach neart teanntachta (240 MPa) a fhaightear trí easbhrú uilleach comhionann cainéal 4-phas (ECAP), atá i bhfad níos airde ná an luach neart teanntachta (171.1 MPa) a fhaightear trí easbhrú ECAP 1-phas de chóimhiotal alúmanaim 6063. Is léir gur féidir le cóimheas easbhrúite mór airíonna meicniúla an chóimhiotail a fheabhsú go pointe áirithe.
Tagann feabhas ar airíonna meicniúla an chóimhiotail trí chóimheas easbhrúite den chuid is mó ó neartú scagtha gráin. De réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite, scagtar na gráin agus méadaíonn dlús an díláithrithe. Is féidir le níos mó teorainneacha gráin in aghaidh an aonaid achair bac éifeachtach a chur ar ghluaiseacht díláithrithe, in éineacht le gluaiseacht fhrithpháirteach agus fite fuaite na ndíláithrithe, rud a fheabhsaíonn neart an chóimhiotail. Dá mhíne na gráin, is ea is casta na teorainneacha gráin, agus is féidir an dífhoirmiú plaisteach a scaipeadh i níos mó gráin, rud nach gcabhraíonn le foirmiú scoilteanna, gan trácht ar iomadú scoilteanna. Is féidir níos mó fuinnimh a ionsú le linn an phróisis briste, rud a fheabhsaíonn plaisteacht an chóimhiotail.
Fíor 5 Airíonna teanntachta cóimhiotal alúmanaim 6063 tar éis réitigh agus easbhrúite
Taispeántar moirfeolaíocht briste teanntachta an chóimhiotail tar éis dífhoirmithe le cóimheasa easbhrúite éagsúla i bhFíor 6. Ní bhfuarthas aon loig i moirfeolaíocht briste an tsampla teilgthe (Fíor 6a), agus ba limistéir chomhréidhe agus imill stróicthe den chuid is mó a bhí sa bhriseadh, rud a léiríonn gur briseadh sobhriste den chuid is mó a bhí i meicníocht briste teanntachta an chóimhiotail teilgthe. Tá athrú suntasach tagtha ar mhoirfeolaíocht briste an chóimhiotail tar éis easbhrúite, agus tá líon mór loig chomhionanna sa bhriseadh, rud a léiríonn gur athraigh meicníocht briste an chóimhiotail tar éis easbhrúite ó bhriseadh sobhriste go briseadh insínte. Nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite beag, bíonn na loig éadomhain agus bíonn méid an loig mhór, agus bíonn an dáileadh míchothrom; de réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite, méadaíonn líon na loig, bíonn méid an loig níos lú agus bíonn an dáileadh aonfhoirmeach (Fíor 6b~f), rud a chiallaíonn go bhfuil plaisteacht níos fearr ag an gcóimhiotal, atá comhsheasmhach le torthaí na tástála airíonna meicniúla thuas.
3 Conclúid
Sa turgnamh seo, rinneadh anailís ar éifeachtaí cóimheasa easbhrúite éagsúla ar mhicreastruchtúr agus airíonna cóimhiotal alúmanaim 6063 faoin gcoinníoll nár athraíodh méid an bhileog, teocht téimh an ingot agus luas an easbhrúite. Seo a leanas na conclúidí:
1) Tarlaíonn athchriostalú dinimiciúil i gcóimhiotal alúmanaim 6063 le linn easbhrúite te. De réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite, déantar na gráin a scagadh go leanúnach, agus déantar na gráin a shíneann feadh an treo easbhrúite a chlaochlú ina ngráin athchriostalaithe comhaiseacha, agus méadaítear neart uigeacht na sreinge <100> go leanúnach.
2) Mar gheall ar éifeacht neartú gráin mhín, feabhsaítear airíonna meicniúla an chóimhiotail de réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite. Laistigh de raon na bparaiméadar tástála, nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 156, sroicheann neart teanntachta agus fadú an chóimhiotail na luachanna uasta de 228 MPa agus 26.9%, faoi seach.
Fíor 6. Mórfeolaíochtaí briste teanntachta cóimhiotal alúmanaim 6063 tar éis réitigh agus easbhrúite
3) Tá moirfeolaíocht briste an eiseamail teilgthe comhdhéanta de limistéir chomhréidhe agus imill stróicthe. Tar éis easbhrúite, tá líon mór claiseanna comhionanna sa bhriseadh, agus athraítear an mheicníocht briste ó bhriseadh sobhriste go briste insínte.
Am an phoist: 30 Samhain 2024
