Trwch wal mawr 6061T6 Mae angen diffodd aloi alwminiwm ar ôl allwthio poeth. Oherwydd cyfyngiad allwthio amharhaol, bydd rhan o'r proffil yn mynd i mewn i'r parth oeri dŵr gydag oedi. Pan fydd yr ingot byr nesaf yn parhau i gael ei allwthio, bydd y rhan hon o'r proffil yn cael ei gohirio. Mae sut i ddelio â'r ardal quenching oedi yn fater y mae angen i bob cwmni cynhyrchu ei ystyried. Pan fydd gwastraff proses diwedd cynffon allwthio yn fyr, mae'r samplau perfformiad a gymerir weithiau'n gymwys ac weithiau'n ddiamod. Wrth ail -fodelu o'r ochr, mae'r perfformiad yn gymwys eto. Mae'r erthygl hon yn rhoi'r esboniad cyfatebol trwy arbrofion.
1. Prawf Deunyddiau a Dulliau
Y deunydd a ddefnyddir yn yr arbrawf hwn yw 6061 aloi alwminiwm. Mae ei gyfansoddiad cemegol wedi'i fesur yn ôl dadansoddiad sbectrol fel a ganlyn: mae'n cydymffurfio â GB/T 3190-1996 Safon Cyfansoddiad Alloy Alwminiwm Rhyngwladol 6061.
Yn yr arbrawf hwn, cymerwyd rhan o'r proffil allwthiol ar gyfer triniaeth toddiant solet. Rhannwyd y proffil 400mm o hyd yn ddau faes. Roedd ardal 1 yn uniongyrchol wedi'i oeri â dŵr a'i diffodd. Oerwyd ardal 2 yn yr awyr am 90 eiliad ac yna ei oeri â dŵr. Dangosir y diagram prawf yn Ffigur 1.
Cafodd y proffil aloi alwminiwm 6061 a ddefnyddiwyd yn yr arbrawf hwn ei allwthio gan allwthiwr 4000ust. Tymheredd y mowld yw 500 ° C, tymheredd y gwialen gastio yw 510 ° C, tymheredd yr allfa allwthio yw 525 ° C, y cyflymder allwthio yw 2.1mm/s, defnyddir oeri dŵr dwyster uchel yn ystod y broses allwthio, a 400mm Cymerir darn prawf hyd o ganol y proffil gorffenedig allwthiol. Lled y sampl yw 150mm a'r uchder yw 10.00mm.
Rhannwyd y samplau a gymerwyd ac yna roeddent yn destun triniaeth datrysiad eto. Tymheredd yr hydoddiant oedd 530 ° C a'r amser datrysiad oedd 4 awr. Ar ôl eu tynnu allan, gosodwyd y samplau mewn tanc dŵr mawr gyda dyfnder dŵr o 100mm. Gall y tanc dŵr mwy sicrhau bod tymheredd y dŵr yn y tanc dŵr yn newid ychydig ar ôl i'r sampl ym mharth 1 gael ei oeri â dŵr, gan atal y cynnydd yn nhymheredd y dŵr rhag effeithio ar ddwyster oeri dŵr. Yn ystod y broses oeri dŵr, gwnewch yn siŵr bod tymheredd y dŵr o fewn yr ystod o 20-25 ° C. Roedd y samplau quenched yn 165 ° C*8H.
Cymerwch ran o'r sampl 400mm o hyd 30mm o led 10mm o drwch, a pherfformiwch brawf caledwch Brinell. Gwnewch 5 mesuriad bob 10mm. Cymerwch werth cyfartalog y 5 caledwch Brinell wrth i galedwch Brinell ganlyniad ar y pwynt hwn, ac arsylwch y patrwm newid caledwch.
Profwyd priodweddau mecanyddol y proffil, a rheolwyd yr adran gyfochrog tynnol 60mm mewn gwahanol safleoedd o'r sampl 400mm i arsylwi ar yr eiddo tynnol a'r lleoliad torri esgyrn.
Efelychwyd maes tymheredd quenching y sampl wedi'i oeri â dŵr a'r quenching ar ôl oedi o 90au trwy feddalwedd ANSYS, a dadansoddwyd cyfraddau oeri'r proffiliau mewn gwahanol safleoedd.
2. Canlyniadau a dadansoddiad arbrofol
2.1 Canlyniadau Prawf Caledwch
Mae Ffigur 2 yn dangos cromlin newid caledwch sampl 400mm o hyd wedi'i fesur gan brofwr caledwch Brinell (mae hyd uned yr abscissa yn cynrychioli 10mm, a'r raddfa 0 yw'r llinell rannu rhwng quenching arferol a diffodd oedi). Gellir canfod bod y caledwch ar y pen wedi'i oeri â dŵr yn sefydlog ar oddeutu 95HB. Ar ôl y llinell rannu rhwng quenching oeri dŵr ac gohirio quenching oeri dŵr y 90au, mae'r caledwch yn dechrau dirywio, ond mae'r gyfradd dirywio yn araf yn y cyfnod cynnar. Ar ôl 40mm (89hb), mae'r caledwch yn gostwng yn sydyn, ac yn gostwng i'r gwerth isaf (77HB) ar 80mm. Ar ôl 80mm, ni pharhaodd y caledwch i leihau, ond cynyddodd i raddau. Roedd y cynnydd yn gymharol fach. Ar ôl 130mm, arhosodd y caledwch yn ddigyfnewid tua 83hb. Gellir dyfalu, oherwydd effaith dargludiad gwres, bod cyfradd oeri’r rhan quenching oedi wedi newid.
2.2 Canlyniadau a dadansoddiad profion perfformiad
Mae Tabl 2 yn dangos canlyniadau arbrofion tynnol a gynhaliwyd ar samplau a gymerwyd o wahanol safleoedd yr adran gyfochrog. Gellir canfod nad oes gan gryfder tynnol a chryfder cynnyrch Rhif 1 a Rhif 2 bron unrhyw newid. Wrth i gyfran y diweddglo oedi cynyddu, mae cryfder tynnol a chryfder cynnyrch yr aloi yn dangos tueddiad sylweddol ar i lawr. Fodd bynnag, mae'r cryfder tynnol ym mhob lleoliad samplu yn uwch na'r cryfder safonol. Dim ond yn yr ardal sydd â'r caledwch isaf, mae cryfder y cynnyrch yn is na'r safon sampl, mae perfformiad y sampl yn ddiamod.
Mae Ffigur 4 yn dangos canlyniadau priodweddau tynnol Sampl Rhif 3. Gellir ei ddarganfod o Ffigur 4 po bellaf i ffwrdd o'r llinell rannu, yr isaf yw caledwch y diwedd quenching oedi. Mae'r gostyngiad mewn caledwch yn dangos bod perfformiad y sampl yn cael ei leihau, ond mae'r caledwch yn gostwng yn araf, dim ond yn gostwng o 95hb i tua 91hb ar ddiwedd yr adran gyfochrog. Fel y gwelir o'r canlyniadau perfformiad yn Nhabl 1, gostyngodd y cryfder tynnol o 342MPA i 320MPA ar gyfer oeri dŵr. Ar yr un pryd, darganfuwyd bod pwynt torri'r sampl tynnol hefyd ar ddiwedd yr adran gyfochrog â'r caledwch isaf. Mae hyn oherwydd ei fod yn bell i ffwrdd o'r oeri dŵr, mae'r perfformiad aloi yn cael ei leihau, ac mae'r diwedd yn cyrraedd y terfyn cryfder tynnol yn gyntaf i ffurfio gyddfau i lawr. Yn olaf, egwyl o'r pwynt perfformio isaf, ac mae'r safle egwyl yn gyson â chanlyniadau'r profion perfformiad.
Mae Ffigur 5 yn dangos cromlin caledwch adran gyfochrog sampl Rhif 4 a'r safle torri esgyrn. Gellir darganfod po bellaf i ffwrdd o'r llinell rannu oeri dŵr, yr isaf yw caledwch y pen quenching oedi. Ar yr un pryd, mae'r lleoliad torri esgyrn hefyd ar y diwedd lle mae'r caledwch ar ei isaf, toriadau 86HB. O Dabl 2, darganfyddir nad oes bron unrhyw ddadffurfiad plastig yn y pen wedi'i oeri â dŵr. O Dabl 1, darganfyddir bod perfformiad y sampl (cryfder tynnol 298MPA, cynnyrch 266MPA) yn cael ei leihau'n sylweddol. Dim ond 298mpa yw'r cryfder tynnol, nad yw'n cyrraedd cryfder cynnyrch y pen wedi'i oeri â dŵr (315MPA). Mae'r diwedd wedi ffurfio gwddf i lawr pan fydd yn is na 315mpa. Cyn torri asgwrn, dim ond dadffurfiad elastig a ddigwyddodd yn yr ardal wedi'i oeri â dŵr. Wrth i'r straen ddiflannu, diflannodd y straen ar y pen wedi'i oeri â dŵr. O ganlyniad, nid oes gan y swm dadffurfiad yn y parth oeri dŵr yn Nhabl 2 bron unrhyw newid. Mae'r sampl yn torri ar ddiwedd y tân oedi wrth y gyfradd, mae'r ardal anffurfiedig yn cael ei lleihau, a'r caledwch diwedd yw'r isaf, gan arwain at ostyngiad sylweddol yng nghanlyniadau perfformiad.
Cymerwch samplau o'r ardal quenching oedi o 100% ar ddiwedd y sbesimen 400mm. Mae Ffigur 6 yn dangos y gromlin caledwch. Mae caledwch yr adran gyfochrog yn cael ei leihau i oddeutu 83-84HB ac mae'n gymharol sefydlog. Oherwydd yr un broses, mae'r perfformiad fwy neu lai yr un peth. Ni cheir unrhyw batrwm amlwg yn y safle torri esgyrn. Mae perfformiad yr aloi yn is na pherfformiad y sampl â dŵr.
Er mwyn archwilio rheoleidd -dra perfformiad a thorri esgyrn ymhellach, dewiswyd rhan gyfochrog y sbesimen tynnol ger y pwynt caledwch isaf (77HB). O Dabl 1, canfuwyd bod y perfformiad wedi'i leihau'n sylweddol, ac ymddangosodd y pwynt torri esgyrn ar y pwynt isaf o galedwch yn Ffigur 2.
2.3 Canlyniadau Dadansoddiad ANSYS
Mae Ffigur 7 yn dangos canlyniadau efelychiad ANSYS o gromliniau oeri mewn gwahanol safleoedd. Gellir gweld bod tymheredd y sampl yn yr ardal oeri dŵr wedi gostwng yn gyflym. Ar ôl 5s, gostyngodd y tymheredd i lai na 100 ° C, ac ar 80mm o'r llinell rannu, gostyngodd y tymheredd i tua 210 ° C ar 90au. Y gostyngiad tymheredd cyfartalog yw 3.5 ° C/s. Ar ôl 90 eiliad yn yr ardal oeri aer terfynol, mae'r tymheredd yn gostwng i tua 360 ° C, gyda chyfradd gollwng ar gyfartaledd o 1.9 ° C/s.
Trwy ddadansoddi perfformiad a chanlyniadau efelychu, darganfyddir bod perfformiad yr ardal oeri dŵr ac oedi ar yr ardal quenching yn batrwm newid sy'n lleihau gyntaf ac yna'n cynyddu ychydig. Effeithir arno gan oeri dŵr ger y llinell rannu, mae dargludiad gwres yn achosi i'r sampl mewn ardal benodol ostwng ar gyfradd oeri sy'n llai na chyfradd oeri dŵr (3.5 ° C/s). O ganlyniad, fe wnaeth Mg2si, a gadarnhaodd i'r matrics, ei waddodi mewn symiau mawr yn yr ardal hon, a gostyngodd y tymheredd i tua 210 ° C ar ôl 90 eiliad. Arweiniodd y swm mawr o mg2si a waddododd at effaith lai o oeri dŵr ar ôl 90 s. Gostyngwyd maint y cyfnod cryfhau MG2SI a waddodwyd ar ôl triniaeth heneiddio yn fawr, a gostyngwyd perfformiad y sampl wedi hynny. Fodd bynnag, mae'r parth quenching oedi ymhell i ffwrdd o'r llinell rannu yn cael ei effeithio'n llai gan ddargludiad gwres oeri dŵr, ac mae'r aloi yn oeri yn gymharol araf o dan amodau oeri aer (cyfradd oeri 1.9 ° C/s). Dim ond rhan fach o'r cyfnod Mg2Si sy'n gwaddodi'n araf, ac mae'r tymheredd yn 360C ar ôl 90au. Ar ôl oeri dŵr, mae'r rhan fwyaf o'r cyfnod MG2SI yn dal i fod yn y matrics, ac mae'n gwasgaru ac yn gwaddodi ar ôl heneiddio, sy'n chwarae rôl gryfhau.
3. Casgliad
Fe'i canfuwyd trwy arbrofion a fydd oedi wrth ddiffodd yn achosi caledwch y parth quenching oedi wrth groesffordd quenching arferol ac oedi wrth quenching i ostwng yn gyntaf ac yna cynyddu ychydig nes ei fod yn sefydlogi o'r diwedd.
Ar gyfer aloi alwminiwm 6061, y cryfderau tynnol ar ôl diffodd arferol ac oedi wrth quenching am 90 s yw 342Mpa a 288mpa yn y drefn honno, a'r cryfderau cynnyrch yw 315MPA a 252MPA, y mae'r ddau ohonynt yn cwrdd â safonau perfformiad y sampl.
Mae rhanbarth sydd â'r caledwch isaf, sy'n cael ei leihau o 95hb i 77HB ar ôl diffodd arferol. Y perfformiad yma hefyd yw'r isaf, gyda chryfder tynnol o 271MPA a chryfder cynnyrch o 220MPA.
Trwy ddadansoddiad ANSYS, darganfuwyd bod y gyfradd oeri ar y pwynt perfformio isaf yn y parth quenching oedi 90au wedi gostwng oddeutu 3.5 ° C yr eiliad, gan arwain at doddiant solet annigonol o'r cyfnod cryfhau cam MG2SI. Yn ôl yr erthygl hon, gellir gweld bod y pwynt perygl perfformiad yn ymddangos yn yr ardal quenching oedi wrth gyffordd quenching arferol ac oedi wrth quenching, ac nid yw ymhell o'r gyffordd, sydd ag arwyddocâd arweiniol pwysig ar gyfer cadw cynffon allwthio yn rhesymol yn rhesymol Gwastraff Proses Diwedd.
Golygwyd gan May Jiang o Mat Alwminiwm
Amser Post: Awst-28-2024
