1.Giriş
Orta mukavemetli alüminyum alaşımları, uygun işleme özellikleri, söndürme hassasiyeti, darbe tokluğu ve korozyon direnci sergiler. Elektronik ve denizcilik gibi çeşitli endüstrilerde boru, çubuk, profil ve tel üretiminde yaygın olarak kullanılırlar. Günümüzde 6082 alüminyum alaşımlı çubuklara olan talep artmaktadır. Pazar taleplerini ve kullanıcı gereksinimlerini karşılamak için, 6082-T6 çubuklar için farklı ekstrüzyon ısıtma prosesleri ve son ısıl işlem prosesleri üzerinde deneyler gerçekleştirdik. Amacımız, bu çubukların mekanik performans gereksinimlerini karşılayan bir ısıl işlem rejimi belirlemekti.
2.Deneysel Malzemeler ve Üretim Süreci Akışı
2.1 Deneysel Malzemeler
Ф162x500 ebadındaki döküm külçeleri, yarı sürekli döküm yöntemi kullanılarak üretilmiş ve homojen olmayan bir işleme tabi tutulmuştur. Külçelerin metalurjik kalitesi, şirket iç kontrol teknik standartlarına uygundur. 6082 alaşımının kimyasal bileşimi Tablo 1'de gösterilmiştir.
2.2 Üretim Süreci Akışı
Deneysel 6082 çubuk, Ф14 mm spesifikasyona sahipti. Ekstrüzyon kabı, 4 delikli ekstrüzyon tasarımına ve 18,5 ekstrüzyon katsayısına sahip Ф170 mm çapındaydı. Spesifik proses akışı, külçenin ısıtılması, ekstrüzyon, söndürme, germe, düzeltme ve numune alma, silindir düzeltme, son kesim, yapay yaşlandırma, kalite kontrol ve teslimatı içeriyordu.
3.Deneysel Amaçlar
Bu çalışmanın amacı, 6082-T6 çubukların performansını etkileyen ekstrüzyon ısıl işlem proses parametrelerini ve nihai ısıl işlem parametrelerini belirleyerek standart performans gerekliliklerini karşılamaktır. Standartlara göre, 6082 alaşımının uzunlamasına mekanik özellikleri Tablo 2'de listelenen spesifikasyonları karşılamalıdır.
4.Deneysel Yaklaşım
4.1 Ekstrüzyon Isıl İşlem Araştırması
Ekstrüzyon ısıl işlem araştırması, öncelikle döküm külçesi ekstrüzyon sıcaklığının ve ekstrüzyon kabı sıcaklığının mekanik özellikler üzerindeki etkilerine odaklanmıştır. Spesifik parametre seçimleri Tablo 3'te ayrıntılı olarak verilmiştir.
4.2 Katı Çözelti ve Yaşlandırma Isıl İşlemi Araştırması
Katı çözelti ve yaşlandırma ısıl işlem prosesi için ortogonal bir deneysel tasarım kullanılmıştır. Seçilen faktör seviyeleri Tablo 4'te verilmiştir ve ortogonal tasarım tablosu IJ9(34) olarak gösterilmiştir.
5. Sonuçlar ve Analiz
5.1 Ekstrüzyon Isıl İşlem Deney Sonuçları ve Analizi
Ekstrüzyon ısıl işlem deneylerinin sonuçları Tablo 5 ve Şekil 1'de sunulmuştur. Her grup için dokuz numune alınmış ve mekanik performans ortalamaları belirlenmiştir. Metalografik analiz ve kimyasal bileşime dayanarak bir ısıl işlem rejimi oluşturulmuştur: 520°C'de 40 dakika söndürme ve 165°C'de 12 saat yaşlandırma. Tablo 5 ve Şekil 1'den, döküm külçesi ekstrüzyon sıcaklığı ve ekstrüzyon kabı sıcaklığı arttıkça hem çekme dayanımının hem de akma dayanımının kademeli olarak arttığı görülebilir. En iyi sonuçlar, standart gereklilikleri karşılayan 450-500°C ekstrüzyon sıcaklıklarında ve 450°C'lik bir ekstrüzyon kabı sıcaklığında elde edilmiştir. Bunun nedeni, daha düşük ekstrüzyon sıcaklıklarında soğuk iş sertleştirmesinin tane sınırı kırıklarına ve söndürmeden önce ısıtma sırasında A1 ve Mn arasında katı çözelti ayrışmasının artmasına neden olarak yeniden kristalleşmeye yol açmasıdır. Ekstrüzyon sıcaklığı arttıkça, ürünün nihai mukavemeti Rm önemli ölçüde iyileşmiştir. Ekstrüzyon kabı sıcaklığı külçe sıcaklığına yaklaştığında veya onu aştığında, düzensiz deformasyon azalmış, iri taneli halkaların derinliği azalmış ve akma mukavemeti Rm artmıştır. Dolayısıyla, ekstrüzyon ısıl işlemi için makul parametreler şunlardır: 450-500°C külçe ekstrüzyon sıcaklığı ve 430-450°C ekstrüzyon kabı sıcaklığı.
5.2 Katı Çözelti ve Yaşlanma Ortogonal Deneysel Sonuçları ve Analizi
Tablo 6, 520°C'de söndürme, 165-170°C arasında yapay yaşlandırma sıcaklığı ve 12 saat yaşlandırma süresi ile optimum seviyelerin A3B1C2D3 olduğunu ve çubukların yüksek mukavemet ve plastisiteye sahip olduğunu göstermektedir. Söndürme işlemi aşırı doymuş katı çözelti oluşturur. Daha düşük söndürme sıcaklıklarında, aşırı doymuş katı çözelti konsantrasyonu azalır ve bu da mukavemeti etkiler. Yaklaşık 520°C'lik bir söndürme sıcaklığı, söndürme kaynaklı katı çözelti mukavemetlenmesinin etkisini önemli ölçüde artırır. Söndürme ve yapay yaşlandırma arasındaki aralık, yani oda sıcaklığında depolama, mekanik özellikleri büyük ölçüde etkiler. Bu, özellikle söndürmeden sonra gerilmeyen çubuklar için belirgindir. Söndürme ve yaşlandırma arasındaki aralık 1 saati aştığında, mukavemet, özellikle akma mukavemeti önemli ölçüde azalır.
5.3 Metalografik Mikro Yapı Analizi
Yüksek büyütme ve polarize analizler, 520°C ve 530°C katı çözelti sıcaklıklarında 6082-T6 çubuklar üzerinde gerçekleştirildi. Yüksek büyütmeli fotoğraflar, bol miktarda çökelti fazı parçacığının eşit dağıldığı düzgün bileşik çökelmesi ortaya koydu. Axiovert200 ekipmanı kullanılarak yapılan polarize ışık analizi, tane yapısı fotoğraflarında belirgin farklılıklar gösterdi. Merkez bölge küçük ve düzgün taneler sergilerken, kenarlar uzun taneler içeren bir miktar yeniden kristalleşme gösterdi. Bu durum, yüksek sıcaklıklarda kristal çekirdeklerinin büyümesi ve iri iğne benzeri çökeltiler oluşturmasından kaynaklanmaktadır.
6.Üretim Uygulama Değerlendirmesi
Gerçek üretimde, 20 parti çubuk ve 20 parti profil üzerinde mekanik performans istatistikleri gerçekleştirildi. Sonuçlar Tablo 7 ve 8'de gösterilmiştir. Gerçek üretimde, ekstrüzyon işlemimiz T6 durum numuneleriyle sonuçlanan sıcaklıklarda gerçekleştirildi ve mekanik performans hedef değerleri karşıladı.
7.Sonuç
(1) Ekstrüzyon ısıl işlem parametreleri: Külçe ekstrüzyon sıcaklığı 450-500°C; ekstrüzyon kabı sıcaklığı 430-450°C.
(2) Son ısıl işlem parametreleri: 520-530°C optimum katı çözelti sıcaklığı; 165±5°C yaşlandırma sıcaklığı, 12 saat yaşlandırma süresi; söndürme ve yaşlandırma arasındaki aralık 1 saati geçmemelidir.
(3) Pratik değerlendirmeye göre, uygulanabilir ısıl işlem süreci şunları içerir: 450-530°C ekstrüzyon sıcaklığı, 400-450°C ekstrüzyon kabı sıcaklığı; 510-520°C katı çözelti sıcaklığı; 12 saat boyunca 155-170°C'de yaşlandırma rejimi; söndürme ve yaşlandırma arasındaki aralık için belirli bir sınır yoktur. Bu, süreç işletme yönergelerine dahil edilebilir.
MAT Alüminyum'dan May Jiang tarafından düzenlendi
Gönderi zamanı: 15 Mart 2024
