Baineann 6063 cóimhiotal alúmanaim leis an gcóimhiotal alúmanaim ísealchóimhiotail Al-Mg-Si inchóireáilte. Tá feidhmíocht mhúnlú easbhrúite den scoth aige, friotaíocht maith creimeadh agus airíonna meicniúla cuimsitheacha. Úsáidtear go forleathan é freisin i dtionscal na ngluaisteán mar gheall ar a dathú ocsaídiúcháin éasca. Le luasghéarú treocht na ngluaisteán éadroma, tá méadú breise tagtha freisin ar chur i bhfeidhm 6063 ábhar easbhrúite cóimhiotal alúmanaim i dtionscal na ngluaisteán.
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, éifeachtacht táirgthe agus trealamh táirgeachta a chinnfidh an cóimheas easbhrúite go príomha. Nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite beag, tá an dífhoirmiúchán cóimhiotail beag agus níl an mionchoigeartú microstructure soiléir; is féidir leis an gcóimheas easbhrúite a mhéadú na gráinní a bheachtú go suntasach, an dara céim garbh a bhriseadh suas, microstructure aonfhoirmeach a fháil, agus feabhas a chur ar airíonna meicniúla an chóimhiotail.
Déantar athchriostalú dinimiciúil ar chóimhiotail alúmanaim 6061 agus 6063 le linn an phróisis easbhrúite. Nuair a bhíonn an teocht easbhrúite seasmhach, de réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite, laghdaítear an méid gráin, tá an chéim neartú scaipthe go mín, agus méadaíonn neart teanntachta agus fadú an chóimhiotail dá réir sin; Mar sin féin, de réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite, méadóidh an fórsa easbhrúite atá ag teastáil don phróiseas easbhrúite freisin, rud a fhágann go bhfuil éifeacht teirmeach níos mó ann, rud a fhágann go n-ardóidh teocht inmheánach an chóimhiotail, agus go laghdaítear feidhmíocht an táirge. Déanann an turgnamh seo staidéar ar éifeacht cóimheas easbhrúite, go háirithe cóimheas easbhrúite mór, ar mhicreastruchtúr agus airíonna meicniúla 6063 cóimhiotal alúmanaim.
1 Ábhair agus modhanna turgnamhacha
Is é 6063 cóimhiotal alúmanaim an t-ábhar turgnamhach, agus tá an comhdhéanamh ceimiceach léirithe i dTábla 1. Is é Φ55 mm × 165 mm méid bunaidh an tinne, agus déantar é a phróiseáil i billet easbhrúite le méid Φ50 mm × 150 mm tar éis homogenization cóireáil ag 560 ℃ ar feadh 6 h. Téitear an billet go 470 ℃ agus coimeádtar te. Is é 420 ℃ teocht preheating an bairille easbhrúite, agus is é 450 ℃ teocht réamhthéamh an mhúnla. Nuair a fhanann an luas easbhrúite (luas gluaiseachta slat easbhrúite) V = 5 mm / s gan athrú, déantar 5 ghrúpa de thástálacha cóimheas easbhrúite éagsúla, agus is iad na cóimheasa easbhrúite R ná 17 (a fhreagraíonn don trastomhas poll bás D = 12 mm), 25 (D=10 mm), 39 (D=8 mm), 69 (D=6 mm), agus 156 (D=4 mm).
Tábla 1 Comhdhúile ceimiceacha de 6063 Al-cóimhiotal (wt/%)
Tar éis meilt páirín agus snasta meicniúil, eitseáilte na samplaí miotalagrafaíochta le himoibrí HF le codán toirte de 40% ar feadh thart ar 25 s, agus breathnaíodh struchtúr miotalachach na samplaí ar mhicreascóp optúil LEICA-5000. Gearradh sampla anailíse uigeachta le méid 10 mm × 10 mm ó lár na coda fadaimseartha den tslat easbhrúite, agus rinneadh meilt meicniúil agus eitseáil chun an ciseal struis dromchla a bhaint. Rinneadh figiúirí cuaille neamhiomlána na dtrí eitleán criostail {111}, {200}, agus {220} den sampla a thomhas ag anailísí díraonta X-ghathach X′Pert Pro MRD de PANalytical Company, agus próiseáladh agus anailísíodh na sonraí uigeachta. le bogearraí X′Pert Data View agus X′Pert Texture.
Tógadh eiseamal teanntachta an chóimhiotail teilgthe ó lár an ingot, agus gearradh an t-eiseamal teanntachta ar feadh an treo easbhrúite tar éis easbhrúite. Ba é Φ4 mm × 28 mm achar an tomhsaire. Rinneadh an tástáil teanntachta ag baint úsáide as meaisín tástála ábhar uilíoch SANS CMT5105 le ráta teanntachta 2 mm/nóiméad. Ríomhadh meánluach na dtrí eiseamal caighdeánach mar na sonraí maoine meicniúla. Breathnaíodh ar mhoirfeolaíocht briste na n-eiseamal teanntachta agus úsáid á baint as micreascóp leictreon scanadh íseal-mhéadaithe (Quanta 2000, FEI, USA).
2 Torthaí agus plé
Taispeánann Figiúr 1 micreastruchtúr mhiotalagrafaíochta an chóimhiotail alúmanaim as-teilgthe 6063 roimh agus tar éis cóireála homogenization. Mar a thaispeántar i bhFíor 1a, athraíonn na gránaigh α-Al sa mhicreastruchtúr as-teilgthe i méid, bailíonn líon mór de chéimeanna β-Al9Fe2Si2 reticular ag na teorainneacha gráin, agus tá líon mór de chéimeanna gráinneach Mg2Si taobh istigh den ghráin. Tar éis an tinne a homogenized ag 560 ℃ ar feadh 6 h, díscaoileadh an chéim eutectic neamhchothromaíochta idir na dendrites cóimhiotail de réir a chéile, díscaoileadh na heilimintí cóimhiotail isteach sa mhaitrís, bhí an microstructure aonfhoirmeach, agus bhí an meánmhéid gráin thart ar 125 μm (Fíor 1b ).
Roimh homogenization
Tar éis cóireála aonfhoirmeach ag 600 ° C ar feadh 6 huaire
Fig.1 Struchtúr metallographic de 6063 cóimhiotal alúmanaim roimh agus tar éis cóireála homogenization
Léiríonn Fíor 2 cuma 6063 barra cóimhiotal alúmanaim le cóimheasa easbhrúite éagsúla. Mar a thaispeántar i bhFíor 2, tá cáilíocht dromchla 6063 barra cóimhiotal alúmanaim easbhrúite le cóimheasa easbhrúite éagsúla go maith, go háirithe nuair a mhéadaítear an cóimheas easbhrúite go 156 (a fhreagraíonn do luas asraon easbhrúite barra 48 m / min), níl aon. lochtanna easbhrúite cosúil le scoilteanna agus feannadh ar dhromchla an bharra, rud a léiríonn go bhfuil feidhmíocht fhoirmithe easbhrúite te maith ag 6063 cóimhiotal alúmanaim freisin faoi chóimheas ardluais agus easbhrúite mór.
Fig.2 Cuma 6063 slata cóimhiotal alúmanaim le cóimheasa easbhrúite éagsúla
Taispeánann Figiúr 3 micreastruchtúr miotalachach an ailt fadaimseartha den bharra cóimhiotal alúmanaim 6063 le cóimheasa easbhrúite éagsúla. Léiríonn struchtúr gráin an bharra le cóimheasa easbhrúite éagsúla céimeanna éagsúla fadaithe nó mionchoigeartaithe. Nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 17, tá na grán bunaidh fadaithe feadh an treo easbhrúite, in éineacht le foirmiú líon beag de ghráin athchriostalaithe, ach tá na gráin fós sách garbh, le meánmhéid gráin de thart ar 85 μm (Fíor 3a) ; nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 25, tarraingítear na gránaigh níos caol, méadaíonn líon na ngrán athchriostalaithe, agus laghdaítear an meánmhéid gráin go dtí thart ar 71 μm (Fíor 3b); nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 39, ach amháin i gcás líon beag grán dífhoirmithe, tá an microstructure comhdhéanta go bunúsach de ghráin athchriostalaithe equiaxed de mhéid míchothrom, le meánmhéid gráin de thart ar 60 μm (Fíor 3c); nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 69, tá an próiseas athchriostalú dinimiciúil críochnaithe go bunúsach, tá na gráin bhunaidh garbh a chlaochlú go hiomlán i ngránáin athchriostalaithe struchtúrtha aonfhoirmeach, agus tá an meánmhéid gráin scagtha go dtí thart ar 41 μm (Fíor 3d); nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 156, le dul chun cinn iomlán an phróisis athchriostalú dinimiciúil, tá an microstructure níos comhionann, agus tá an méid gráin scagtha go mór go dtí thart ar 32 μm (Fíor 3e). Le méadú ar an gcóimheas easbhrúite, téann an próiseas athchriostalú dinimiciúil ar aghaidh níos iomláine, éiríonn an microstructure cóimhiotail níos comhionann, agus déantar an méid gráin a scagadh go suntasach (Fíor 3f).
Fig.3 Struchtúr miotalachach agus méid gráin na rannóige fadaimseartha de 6063 slata cóimhiotal alúmanaim le cóimheasa easbhrúite éagsúla
Taispeánann Fíor 4 na figiúirí cuaille inbhéartach de 6063 barra cóimhiotal alúmanaim le cóimheasa easbhrúite éagsúla feadh an treo easbhrúite. Is féidir a fheiceáil go bhfuil treoshuíomh fabhrach soiléir ag micreastruchtúir na mbarraí cóimhiotail le cóimheasa easbhrúite éagsúla. Nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 17, cruthaítear uigeacht níos laige <115>+ <100> (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 uigeacht <115> lag (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). Tá sé léirithe ag staidéir go gcruthaíonn miotail chiúbacha aghaidh-lárnach go príomha uigeachtaí sreang <111> agus <100> le linn easbhrúite agus líníochta. Nuair a bhíonn an uigeacht déanta, léiríonn airíonna meicniúla teocht an tseomra an chóimhiotail anisotrópacht soiléir. Méadaíonn an neart uigeachta le méadú ar an gcóimheas easbhrúite, rud a léiríonn go n-ardóidh líon na ngrán i dtreo criostail áirithe atá comhthreomhar leis an treo easbhrúite sa chóimhiotail de réir a chéile, agus go dtiocfaidh méadú ar neart teanntachta fadaimseartha an chóimhiotail. I measc na meicníochtaí neartú de 6063 ábhar easbhrúite cóimhiotal alúmanaim tá neartú gráin fíneáil, neartú dislocation, neartú uigeachta, etc. Laistigh de raon na bparaiméadar próisis a úsáidtear sa staidéar turgnamhach seo, tá éifeacht chur chun cinn ag méadú ar an gcóimheas easbhrúite ar na meicníochtaí neartú thuas.
Fig.4 Léaráid cuaille droim ar ais de 6063 slata cóimhiotal alúmanaim le cóimheasa easbhrúite éagsúla feadh an treo easbhrúite
Is histeagram é Fíor 5 de na hairíonna teanntachta de 6063 cóimhiotal alúmanaim tar éis dífhoirmiúchán 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 méadaítear an neart teanntachta agus an fadú de réir a chéile le méadú ar an gcóimheas easbhrúite. Nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite 156, sroicheann neart teanntachta agus fadú an chóimhiotail an t-uasluach, 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 an neart teanntachta de 6063 cóimhiotal alúmanaim a fhaightear trí chóimheas easbhrúite mór gar don luach neart teanntachta (240 MPa) a fhaightear trí easbhrúite uilleach 4-pas comhionann cainéal (ECAP), atá i bhfad níos airde ná an luach neart teanntachta (171.1 MPa). a fhaightear trí easbhrúite ECAP 1 pas de 6063 cóimhiotal alúmanaim. Is féidir a fheiceáil gur féidir le cóimheas mór easbhrúite feabhas a chur ar airíonna meicniúla an chóimhiotail go pointe áirithe.
Tagann feabhsú airíonna meicniúla an chóimhiotail trí chóimheas easbhrúite go príomha as neartú scagtha gráin. De réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite, déantar na gráinní a scagadh agus méadaíonn an dlús díláithrithe. Is féidir le teorainneacha gráin níos mó in aghaidh an achair aonaid bac a chur go héifeachtach ar ghluaiseacht dislocations, in éineacht le comhghluaiseacht agus gabháil dislocations, rud a fheabhsú neart an chóimhiotail. Is é an míne an grán, an níos tortuous na teorainneacha gráin, agus is féidir an dífhoirmiúchán plaisteach a scaipeadh i níos mó grán, nach bhfuil a chabhródh le foirmiú scoilteanna, gan trácht ar iomadú scoilteanna. Is féidir níos mó fuinnimh a ionsú le linn an phróisis briste, rud a fheabhsóidh plaisteacht an chóimhiotail.
Fig.5 Airíonna teanntachta de 6063 cóimhiotal alúmanaim tar éis réitigh agus easbhrúite
Taispeántar moirfeolaíocht briste teanntachta an chóimhiotail tar éis dífhoirmithe le cóimheasa easbhrúite éagsúla i bhFíor 6. Níor aimsíodh aon dimples i moirfeolaíocht briste an tsampla mar-theilgthe (Fíor 6a), agus bhí an briste comhdhéanta go príomha de limistéir chomhréidh agus imill cuimilte. , rud a thugann le fios gur briseadh brittle go príomha a bhí i meicníocht briste teanntachta an chóimhiotail mar-theilgthe. Tá athrú suntasach tagtha ar mhoirfeolaíocht briste an chóimhiotail tar éis easbhrúite, agus tá an briste comhdhéanta de líon mór dimples equiaxed, rud a léiríonn go bhfuil meicníocht briste an chóimhiotail tar éis easbhrúite tar éis athrú ó bhriseadh brittle go briste insínte. Nuair a bhíonn an cóimheas easbhrúite beag, tá na dimples éadomhain agus tá an méid dimple mór, agus tá an dáileadh míchothrom; De réir mar a mhéadaíonn an cóimheas easbhrúite, méadaíonn líon na n-imples, tá an méid dimple níos lú agus tá an dáileadh aonfhoirmeach (Fíor 6b ~ f), rud a chiallaíonn go bhfuil plaisteacht níos fearr ag an gcóimhiotal, atá comhsheasmhach leis na torthaí tástála airíonna meicniúla thuas.
3 Conclúid
Sa turgnamh seo, rinneadh anailís ar éifeachtaí cóimheasa easbhrúite éagsúla ar mhicreastruchtúr agus airíonna 6063 cóimhiotal alúmanaim faoin gcoinníoll nach n-athraigh méid billet, teocht teasa tinne agus luas easbhrúite. Is iad seo a leanas na conclúidí:
1) Tarlaíonn athchriostalú dinimiciúil i 6063 cóimhiotal alúmanaim le linn easbhrúite te. Le méadú ar an gcóimheas easbhrúite, déantar na gránóga a scagadh go leanúnach, agus déantar na gráinní fadaithe feadh an treo easbhrúite a chlaochlú go gráinní athchriostalaithe equiaxed, agus déantar neart <100> uigeacht sreang a mhéadú go leanúnach.
2) Mar gheall ar éifeacht neartú gráin fíneáil, feabhsaítear airíonna meicniúla an chóimhiotail le méadú ar chóimheas 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.
Fig.6 Moirfeolaíochtaí briste teanntachta de 6063 cóimhiotal alúmanaim tar éis réitigh agus easbhrúite
3) Tá moirfeolaíocht briste an eiseamail mar-theilgthe comhdhéanta d'áiteanna comhréidh agus d'imill cuimilt. Tar éis easbhrúite, tá an briste comhdhéanta de líon mór de dimples equiaxed, agus tá an mheicníocht briste a chlaochlú ó briste brittle go insínte briste.
Am postála: Nov-30-2024
