1-مقدمه
آلیاژهای آلومینیوم با استحکام متوسط، ویژگی‌های پردازش مطلوب، حساسیت خاموش کردن، چقرمگی ضربه و مقاومت در برابر خوردگی را نشان می‌دهند. آنها به طور گسترده در صنایع مختلف، مانند الکترونیک و دریایی، برای تولید لوله، میله، پروفیل و سیم استفاده می شوند. در حال حاضر تقاضای فزاینده ای برای میله های آلیاژ آلومینیوم 6082 وجود دارد. برای برآوردن نیازهای بازار و نیازهای کاربر، آزمایش‌هایی را روی فرآیندهای مختلف گرمایش اکستروژن و فرآیندهای عملیات حرارتی نهایی برای میله‌های 6082-T6 انجام دادیم. هدف ما شناسایی یک رژیم عملیات حرارتی بود که الزامات عملکرد مکانیکی این میله‌ها را برآورده کند.
2. مواد آزمایشی و جریان فرآیند تولید
2.1 مواد آزمایشی
شمش های ریخته گری با اندازه 500×162 Ф162 با استفاده از روش ریخته گری نیمه پیوسته تولید و تحت عملیات غیریکنواخت قرار گرفتند. کیفیت متالورژیکی شمش ها مطابق با استانداردهای فنی کنترل داخلی شرکت است. ترکیب شیمیایی آلیاژ 6082 در جدول 1 نشان داده شده است.
2.2 جریان فرآیند تولید
میله های آزمایشی 6082 دارای مشخصات Ф14 میلی متر بودند. ظرف اکستروژن دارای قطر Ф170 میلی متر با طراحی اکستروژن 4 سوراخ و ضریب اکستروژن 18.5 بود. جریان فرآیند خاص شامل گرم کردن شمش، اکستروژن، کوئنچ، صاف کردن کشش و نمونه برداری، صاف کردن غلتکی، برش نهایی، پیری مصنوعی، بازرسی کیفیت و تحویل بود.
3. اهداف آزمایشی
هدف از این مطالعه شناسایی پارامترهای فرآیند عملیات حرارتی اکستروژن و پارامترهای عملیات حرارتی نهایی است که بر عملکرد میله‌های 6082-T6 تأثیر می‌گذارند و در نهایت به الزامات عملکرد استاندارد دست می‌یابند. طبق استانداردها، خواص مکانیکی طولی آلیاژ 6082 باید مطابق با مشخصات ذکر شده در جدول 2 باشد.
4-رویکرد تجربی
4.1 بررسی عملیات حرارتی اکستروژن
بررسی عملیات حرارتی اکستروژن در درجه اول بر اثرات دمای اکستروژن شمش ریخته گری و دمای ظرف اکستروژن بر خواص مکانیکی متمرکز بود. انتخاب پارامترهای خاص در جدول 3 به تفصیل آمده است.
4.2 محلول جامد و بررسی عملیات حرارتی پیری
یک طرح تجربی متعامد برای محلول جامد و فرآیند عملیات حرارتی پیری استفاده شد. سطوح عامل انتخاب شده در جدول 4 ارائه شده است، با جدول طراحی متعامد به عنوان IJ9 (34) نشان داده شده است.
5. نتایج و تجزیه و تحلیل
5.1 نتایج و تجزیه و تحلیل آزمایش عملیات حرارتی اکستروژن
نتایج آزمایشات عملیات حرارتی اکستروژن در جدول 5 و شکل 1 ارائه شده است. برای هر گروه 9 نمونه گرفته شد و میانگین عملکرد مکانیکی آنها تعیین شد. بر اساس تجزیه و تحلیل متالوگرافی و ترکیب شیمیایی، یک رژیم عملیات حرارتی ایجاد شد: خاموش کردن در دمای 520 درجه سانتیگراد به مدت 40 دقیقه و پیری در دمای 165 درجه سانتیگراد به مدت 12 ساعت. از جدول 5 و شکل 1 می توان مشاهده کرد که با افزایش دمای اکستروژن شمش ریخته گری و دمای ظرف اکستروژن، هم استحکام کششی و هم استحکام تسلیم به تدریج افزایش می یابد. بهترین نتایج در دمای اکستروژن 450-500 درجه سانتیگراد و دمای کانتینر اکستروژن 450 درجه سانتیگراد به دست آمد که شرایط استاندارد را برآورده می کرد. این به دلیل اثر سخت شدن کار سرد در دماهای اکستروژن پایین تر، باعث شکستگی مرز دانه و افزایش تجزیه محلول جامد بین A1 و منگنز در طول گرم کردن قبل از خاموش شدن، و منجر به تبلور مجدد بود. با افزایش دمای اکستروژن، مقاومت نهایی Rm محصول به طور قابل توجهی بهبود یافت. هنگامی که دمای ظرف اکستروژن به دمای شمش نزدیک شد یا از آن فراتر رفت، تغییر شکل ناهموار کاهش یافت و عمق حلقه‌های دانه درشت را کاهش داد و قدرت تسلیم Rm را افزایش داد. بنابراین، پارامترهای معقول برای عملیات حرارتی اکستروژن عبارتند از: دمای اکستروژن شمش 450-500 درجه سانتی گراد و دمای ظرف اکستروژن 430-450 درجه سانتی گراد.
5.2 نتایج و تجزیه و تحلیل تجربی محلول جامد و پیری متعامد
جدول 6 نشان می دهد که سطوح بهینه A3B1C2D3، با خاموش شدن در 520 درجه سانتیگراد، دمای پیری مصنوعی بین 165-170 درجه سانتیگراد و مدت زمان پیری 12 ساعت است که منجر به استحکام و انعطاف پذیری بالای میله ها می شود. فرآیند کوئنچ محلول جامد فوق اشباع را تشکیل می دهد. در دماهای پایین‌تر کوئنچ، غلظت محلول جامد فوق اشباع کاهش می‌یابد و بر استحکام تأثیر می‌گذارد. دمای خاموش کردن در حدود 520 درجه سانتیگراد به طور قابل توجهی اثر تقویت محلول جامد ناشی از کوئنچ را افزایش می دهد. فاصله بین کوئنچینگ و پیری مصنوعی، یعنی ذخیره سازی در دمای اتاق، به شدت بر خواص مکانیکی تأثیر می گذارد. این به ویژه برای میله هایی که پس از خاموش شدن کشیده نمی شوند، مشخص است. هنگامی که فاصله بین کوئنچ و پیری بیش از 1 ساعت باشد، قدرت، به ویژه قدرت تسلیم، به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
5.3 تجزیه و تحلیل ریزساختار متالوگرافی
آنالیزهای با بزرگنمایی و پلاریزه بالا بر روی میله های 6082-T6 در دمای محلول جامد 520 درجه سانتی گراد و 530 درجه سانتی گراد انجام شد. عکس‌های با بزرگنمایی بالا، بارش ترکیبی یکنواخت را با ذرات فاز رسوبی فراوان به طور مساوی نشان دادند. تجزیه و تحلیل نور پلاریزه با استفاده از تجهیزات Axiovert200 تفاوت های مشخصی را در عکس های ساختار دانه نشان داد. ناحیه مرکزی دانه های کوچک و یکنواختی را نشان می دهد، در حالی که لبه ها مقداری تبلور مجدد با دانه های دراز را نشان می دهند. این به دلیل رشد هسته‌های کریستالی در دماهای بالا است که رسوب‌های سوزنی‌مانند درشت را تشکیل می‌دهند.
6. ارزیابی عملکرد تولید
در تولید واقعی، آمار عملکرد مکانیکی بر روی 20 دسته میله و 20 دسته پروفیل انجام شد. نتایج در جداول 7 و 8 نشان داده شده است. در تولید واقعی، فرآیند اکستروژن ما در دماهایی انجام شد که منجر به نمونه‌های حالت T6 شد و عملکرد مکانیکی مقادیر هدف را برآورده کرد.
7. نتیجه گیری
(1) پارامترهای عملیات حرارتی اکستروژن: دمای اکستروژن شمش 450-500 درجه سانتیگراد. دمای ظرف اکستروژن 430-450 درجه سانتیگراد.
(2) پارامترهای عملیات حرارتی نهایی: دمای محلول جامد بهینه 520-530 درجه سانتیگراد. دمای پیری در 5±165 درجه سانتیگراد، مدت زمان پیری 12 ساعت. فاصله بین کوئنچ و پیری نباید بیش از 1 ساعت باشد.
(3) بر اساس ارزیابی عملی، فرآیند عملیات حرارتی قابل دوام شامل: دمای اکستروژن 450-530 درجه سانتیگراد، دمای ظرف اکستروژن 400-450 درجه سانتیگراد. دمای محلول جامد 510-520 درجه سانتیگراد؛ رژیم پیری 155-170 درجه سانتیگراد به مدت 12 ساعت. محدودیت خاصی در فاصله بین خاموش شدن و پیری وجود ندارد. این می تواند در دستورالعمل های عملیات فرآیند گنجانده شود.
ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT آلومینیوم
زمان ارسال: مارس-15-2024
