ضخامت دیواره بزرگ 6061T6 آلیاژ آلومینیوم باید پس از اکستروژن گرم خاموش شود. با توجه به محدودیت اکستروژن ناپیوسته ، بخشی از پروفایل با تأخیر وارد منطقه خنک کننده آب می شود. هنگامی که شمش کوتاه بعدی اکسترود شود ، این بخش از پروفایل تحت تأثیر قرار می گیرد. نحوه برخورد با منطقه تأخیر در فرونشست موضوعی است که هر شرکت تولیدی باید در نظر بگیرد. هنگامی که زباله های فرآیند انتهای اکستروژن کوتاه است ، نمونه های عملکردی که گاهی اوقات واجد شرایط هستند و گاه بدون صلاحیت هستند. هنگام استفاده مجدد از طرف ، عملکرد دوباره واجد شرایط است. این مقاله توضیحات مربوطه را از طریق آزمایشات ارائه می دهد.
1. مواد و روش های آزمایش
ماده مورد استفاده در این آزمایش 6061 آلیاژ آلومینیوم است. ترکیب شیمیایی آن که با تجزیه و تحلیل طیفی اندازه گیری می شود به شرح زیر است: با GB/T 3190-1996 بین المللی 6061 ترکیب آلیاژ آلومینیوم مطابقت دارد.
در این آزمایش ، بخشی از مشخصات اکسترود شده برای درمان محلول جامد گرفته شد. مشخصات طولانی 400 میلی متر به دو منطقه تقسیم شد. منطقه 1 مستقیماً خنک و خاموش بود. منطقه 2 به مدت 90 ثانیه در هوا خنک شد و سپس آب خنک شد. نمودار آزمایش در شکل 1 نشان داده شده است.
مشخصات آلیاژ آلومینیوم 6061 مورد استفاده در این آزمایش توسط یک اکسترودر 4000 ؛ اکسترودر شد. دمای قالب 500 درجه سانتیگراد ، دمای میله ریخته گری 510 درجه سانتیگراد ، دمای خروجی اکستروژن 525 درجه سانتیگراد ، سرعت اکستروژن 2.1 میلی متر در ثانیه ، خنک کننده آب با شدت بالا در طی فرآیند اکستروژن استفاده می شود و 400 میلی متر قطعه تست طول از وسط نمایه تمام شده اکسترود شده گرفته شده است. عرض نمونه 150 میلی متر و ارتفاع 10.00 میلی متر است.
نمونه های گرفته شده تقسیم شدند و سپس دوباره تحت درمان با محلول قرار گرفتند. دمای محلول 530 درجه سانتیگراد و زمان محلول 4 ساعت بود. پس از بیرون کشیدن آنها ، نمونه ها در یک مخزن آب بزرگ با عمق آب 100 میلی متر قرار گرفتند. مخزن آب بزرگتر می تواند اطمینان حاصل کند که دمای آب موجود در مخزن آب کمی بعد از اینکه نمونه در منطقه 1 با آب خنک شده است ، کمی تغییر می کند و از افزایش دمای آب بر شدت خنک کننده آب جلوگیری می کند. در طی فرآیند خنک کننده آب ، اطمینان حاصل کنید که دمای آب در محدوده 20-25 درجه سانتیگراد قرار دارد. نمونه های خاموش در دمای 165 درجه سانتیگراد*8 ساعت بود.
بخشی از نمونه 400 میلی متر طول 30 میلی متر به طول 10 میلی متر ضخامت داشته باشید و آزمایش سختی برینل را انجام دهید. هر 10 میلی متر 5 اندازه گیری کنید. مقدار متوسط 5 سختی برینل را به عنوان سختی برینل در این مرحله بدست آورید و الگوی تغییر سختی را رعایت کنید.
خصوصیات مکانیکی پروفایل مورد آزمایش قرار گرفت و بخش موازی کششی 60 میلی متر در موقعیت های مختلف نمونه 400 میلی متر برای مشاهده خصوصیات کششی و محل شکستگی کنترل شد.
میدان دمای خاموش شدن آب از نمونه و خاموش شدن پس از تأخیر در 90s از طریق نرم افزار ANSYS شبیه سازی شد و میزان خنک کننده پروفایل در موقعیت های مختلف مورد بررسی قرار گرفت.
2. نتایج و تجزیه و تحلیل آزمایشی
2.1 نتایج تست سختی
شکل 2 منحنی تغییر سختی یک نمونه 400 میلی متر طول اندازه گیری شده توسط یک تستر سختی برینل را نشان می دهد (طول واحد آبسیسا 10 میلی متر را نشان می دهد ، و مقیاس 0 خط تقسیم بین خاموش شدن عادی و تأخیر در خاموش است). می توان دریافت که سختی در انتهای آب خنک شده در حدود 95HB پایدار است. پس از خط تقسیم بین خنک کننده آب و تأخیر در خاموش شدن آب خنک کننده دهه 90 ، سختی شروع به کاهش می کند ، اما میزان کاهش در مراحل اولیه کند است. بعد از 40 میلی متر (89HB) ، سختی به شدت کاهش می یابد و به پایین ترین مقدار (77HB) در 80 میلی متر کاهش می یابد. پس از 80 میلی متر ، سختی همچنان کاهش نمی یابد ، اما تا حدی افزایش یافته است. این افزایش نسبتاً اندک بود. پس از 130 میلی متر ، سختی در حدود 83HB بدون تغییر باقی ماند. می توان حدس زد که به دلیل تأثیر هدایت گرما ، میزان خنک کننده قسمت فرونشست تأخیر تغییر کرده است.
2.2 نتایج و تجزیه و تحلیل آزمون عملکرد
جدول 2 نتایج آزمایشات کششی انجام شده بر روی نمونه های گرفته شده از موقعیت های مختلف بخش موازی را نشان می دهد. می توان دریافت که استحکام کششی و قدرت عملکرد شماره 1 و شماره 2 تقریباً هیچ تغییری ندارد. با افزایش نسبت پایان تأخیر در فرونشست ، قدرت کششی و قدرت عملکرد آلیاژ روند نزولی قابل توجهی را نشان می دهد. با این حال ، مقاومت کششی در هر مکان نمونه برداری بالاتر از قدرت استاندارد است. فقط در منطقه با کمترین سختی ، مقاومت عملکرد پایین تر از استاندارد نمونه است ، عملکرد نمونه آن صلاحیت ندارد.
شکل 4 نتایج کششی از نمونه شماره 3 را نشان می دهد. از شکل 4 می توان یافت که هرچه دورتر از خط تقسیم شده باشد ، سختی انتهای تأخیر در تأخیر کمتر است. کاهش سختی نشان می دهد که عملکرد نمونه کاهش می یابد ، اما سختی به آرامی کاهش می یابد ، فقط از 95HB به حدود 91HB در انتهای بخش موازی کاهش می یابد. همانطور که از نتایج عملکرد در جدول 1 مشاهده می شود ، مقاومت کششی از 342MPA به 320MPa برای خنک کننده آب کاهش یافته است. در همان زمان ، مشخص شد که نقطه شکستگی نمونه کششی نیز در انتهای بخش موازی با کمترین سختی است. این امر به این دلیل است که از خنک کننده آب بسیار دور است ، عملکرد آلیاژ کاهش می یابد و انتهای آن ابتدا به محدودیت مقاومت کششی می رسد تا یک گردن به پایین شکل بگیرد. سرانجام ، از پایین ترین نقطه عملکرد جدا شوید و موقعیت شکست با نتایج آزمون عملکرد سازگار است.
شکل 5 منحنی سختی بخش موازی نمونه شماره 4 و موقعیت شکستگی را نشان می دهد. می توان دریافت که هر چه دورتر از خط تقسیم آب خنک کننده ، سختی پایان تأخیر در تأخیر پایین تر باشد. در عین حال ، محل شکستگی نیز در پایان است که سختی کمترین آن ، شکستگی های 86HB است. از جدول 2 مشخص شده است که تقریباً هیچ تغییر شکل پلاستیکی در انتهای آب خنک وجود ندارد. از جدول 1 مشخص شده است که عملکرد نمونه (استحکام کششی 298MPa ، عملکرد 266mpa) به طور قابل توجهی کاهش می یابد. مقاومت کششی فقط 298MPa است که به قدرت عملکرد انتهای خنک آب (315MPa) نمی رسد. انتهای آن در حالی که پایین تر از 315MPa است ، گردنبند را تشکیل داده است. قبل از شکستگی ، فقط تغییر شکل الاستیک در منطقه آب خنک شده رخ داده است. با ناپدید شدن استرس ، کرنش در انتهای آب خنک ناپدید شد. در نتیجه ، مقدار تغییر شکل در منطقه خنک کننده آب در جدول 2 تقریباً هیچ تغییری ندارد. نمونه در پایان آتش سوزی با تأخیر ، منطقه تغییر شکل یافته کاهش می یابد و سختی پایان کمترین میزان است و در نتیجه کاهش قابل توجهی در نتایج عملکرد ایجاد می شود.
در انتهای نمونه 400 میلی متر نمونه از منطقه 100 ٪ تأخیر در تأخیر استفاده کنید. شکل 6 منحنی سختی را نشان می دهد. سختی بخش موازی به حدود 83-84HB کاهش می یابد و نسبتاً پایدار است. با توجه به همان فرآیند ، عملکرد تقریباً یکسان است. هیچ الگوی واضحی در موقعیت شکستگی یافت نمی شود. عملکرد آلیاژ پایین تر از نمونه با آب است.
به منظور بررسی بیشتر منظم بودن عملکرد و شکستگی ، بخش موازی نمونه کششی در نزدیکی کمترین نقطه سختی (77HB) انتخاب شد. از جدول 1 مشخص شد که عملکرد به طور قابل توجهی کاهش یافته است ، و نقطه شکستگی در پایین ترین نقطه سختی در شکل 2 ظاهر می شود.
2.3 نتایج تجزیه و تحلیل ANSYS
شکل 7 نتایج شبیه سازی ANSYS از منحنی های خنک کننده را در موقعیت های مختلف نشان می دهد. مشاهده می شود که دمای نمونه در منطقه خنک کننده آب به سرعت کاهش یافته است. پس از 5s ، درجه حرارت به زیر 100 درجه سانتیگراد کاهش یافت و در 80 میلی متر از خط تقسیم ، درجه حرارت در حدود 210 درجه سانتیگراد در 90s کاهش یافت. میانگین افت دما 3.5 درجه سانتیگراد در ثانیه است. پس از 90 ثانیه در منطقه خنک کننده هوای ترمینال ، درجه حرارت به حدود 360 درجه سانتیگراد کاهش می یابد ، با میانگین افت سرعت 1.9 درجه سانتیگراد در ثانیه.
از طریق تجزیه و تحلیل عملکرد و نتایج شبیه سازی ، مشخص می شود که عملکرد منطقه خنک کننده آب و منطقه فرونشست تأخیر یک الگوی تغییر است که ابتدا کاهش می یابد و سپس کمی افزایش می یابد. تحت تأثیر خنک کننده آب در نزدیکی خط تقسیم ، هدایت گرما باعث می شود که نمونه در یک منطقه خاص با سرعت خنک کننده کمتر از خنک کننده آب (3.5 درجه سانتیگراد در ثانیه) کاهش یابد. در نتیجه ، MG2SI ، که به ماتریس محکم می شود ، در مقادیر زیادی در این منطقه رسوب می شود و دمای آن پس از 90 ثانیه به حدود 210 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. مقدار زیادی از MG2SI رسوب شده منجر به اثر کمتری از خنک کننده آب پس از 90 ثانیه شد. مقدار فاز تقویت کننده MG2SI که پس از درمان پیری رسوب می شود ، بسیار کاهش یافته و عملکرد نمونه متعاقباً کاهش می یابد. با این حال ، منطقه فرونشست تأخیر به دور از خط تقسیم شده کمتر تحت تأثیر هدایت گرمای آب قرار می گیرد و آلیاژ در شرایط خنک کننده هوا نسبتاً آهسته خنک می شود (میزان خنک کننده 1.9 درجه سانتیگراد/ثانیه). تنها بخش کوچکی از فاز MG2SI به آرامی رسوب می شود و دمای آن 360 درجه سانتیگراد است. پس از خنک کننده آب ، بیشتر فاز MG2SI هنوز در ماتریس است و پس از پیری پراکنده و رسوب می شود ، که نقش تقویت کننده ای دارد.
3. نتیجه گیری
از طریق آزمایشاتی یافت شد که تأخیر در تأخیر باعث سختی منطقه فرونشست تأخیر در تقاطع خاموش شدن طبیعی و تأخیر در خاموش شدن خواهد شد تا ابتدا کاهش یابد و سپس کمی افزایش یابد تا اینکه در نهایت تثبیت شود.
برای 6061 آلیاژ آلومینیوم ، استحکام کششی پس از خاموش شدن طبیعی و تأخیر در تعویض 90 ثانیه به ترتیب 342MPa و 288MPa است و استحکام عملکرد 315MPa و 252MPa است که هر دو مطابق با استانداردهای عملکرد نمونه هستند.
منطقه ای با کمترین سختی وجود دارد که پس از خاموش شدن طبیعی از 95HB به 77HB کاهش می یابد. عملکرد در اینجا همچنین کمترین میزان ، با مقاومت کششی 271MPa و قدرت عملکرد 220mpa است.
از طریق تجزیه و تحلیل ANSYS ، مشخص شد که میزان خنک کننده در کمترین نقطه عملکرد در منطقه فرونشست تاخیر با تاخیر تقریباً 3.5 درجه سانتیگراد در ثانیه کاهش می یابد و در نتیجه محلول جامد کافی از فاز تقویت کننده فاز MG2SI نیست. با توجه به این مقاله ، می توان دریافت که نقطه خطر عملکرد در محل فرونشست تأخیر در محل اتصال عادی و فرونشاندن تأخیر ظاهر می شود و از محل اتصال دور نیست ، که دارای اهمیت راهنمایی مهمی برای حفظ معقول دم اکستروژن است. زباله های فرآیند پایان.
ویرایش شده توسط می جیانگ از آلومینیوم مات
زمان پست: اوت -28-2024
