1.Giriş
Orta mukavemetli alüminyum alaşımları uygun işleme özellikleri, su verme hassasiyeti, darbe tokluğu ve korozyon direnci sergiler. Boru, çubuk, profil ve tel üretiminde elektronik ve denizcilik gibi çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Şu anda 6082 alüminyum alaşımlı çubuklara yönelik artan bir talep var. Pazar taleplerini ve kullanıcı gereksinimlerini karşılamak amacıyla 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
Ф162×500 boyutunda döküm külçeleri yarı sürekli döküm yöntemi kullanılarak üretildi ve düzgün olmayan işleme tabi tutuldu. Külçelerin metalürjik kalitesi şirketin iç kontrol teknik standartlarına uygundu. 6082 alaşımının kimyasal bileşimi Tablo 1'de gösterilmektedir.
2.2 Üretim Süreci Akışı
Deneysel 6082 çubukların spesifikasyonu Ф14mm idi. Ekstrüzyon kabının çapı Ф170 mm olup, 4 delikli ekstrüzyon tasarımına ve 18,5 ekstrüzyon katsayısına sahipti. Spesifik proses akışı; külçenin ısıtılması, ekstrüzyon, su verme, gererek düzleştirme ve numune alma, silindirle düzleştirme, son kesme, yapay yaşlandırma, kalite kontrol ve teslimatı içeriyordu.
3.Deneysel Amaçlar
Bu çalışmanın amacı, 6082-T6 çubukların performansını etkileyen ekstrüzyon ısıl işlem prosesi parametrelerini ve nihai ısıl işlem parametrelerini belirlemek ve sonuçta standart performans gerekliliklerini karşılamaktı. Standartlara göre 6082 alaşımının boyuna mekanik özelliklerinin Tablo 2'de listelenen özellikleri karşılaması gerekmektedir.
4.Deneysel Yaklaşım
4.1 Ekstrüzyon Isıl İşleminin İncelenmesi
Ekstrüzyon ısıl işlemi araştırması öncelikle döküm külçe ekstrüzyon sıcaklığının ve ekstrüzyon kabı sıcaklığının mekanik özellikler üzerindeki etkilerine odaklandı. Spesifik parametre seçimleri Tablo 3'te ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
4.2 Katı Çözelti ve Yaşlandırma Isıl İşleminin İncelenmesi
Katı çözelti ve yaşlandırma ısıl işlemi için ortogonal bir deney tasarımı 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 adet numune alınarak mekanik performans ortalamaları belirlenmiştir. Metalografik analiz ve kimyasal bileşime dayanarak bir ısıl işlem rejimi oluşturuldu: 520°C'de 40 dakika süreyle söndürme ve 165°C'de 12 saat süreyle yaşlandırma. Tablo 5 ve Şekil 1'den döküm külçe ekstrüzyon sıcaklığı ve ekstrüzyon kabı sıcaklığı arttıkça hem çekme mukavemetinin hem de akma mukavemetinin kademeli olarak arttığı gözlemlenebilir. En iyi sonuçlar, standart gereksinimleri karşılayan 450-500°C ekstrüzyon sıcaklıklarında ve 450°C ekstrüzyon kabı sıcaklığında elde edildi. Bunun nedeni, daha düşük ekstrüzyon sıcaklıklarında soğuk iş sertleşmesinin etkisiyle tane sınırı kırılmalarına neden olması ve söndürmeden önce ısıtma sırasında A1 ile Mn arasında katı çözelti ayrışmasının artması ve yeniden kristalleşmeye yol açmasıydı. Ekstrüzyon sıcaklığı arttıkça ürünün nihai mukavemeti Rm önemli ölçüde arttı. Ekstrüzyon kabı sıcaklığı külçe sıcaklığına yaklaştığında veya bu sıcaklığı aştığında, eşit olmayan deformasyon azaldı, kaba tane halkalarının derinliği azaldı ve akma mukavemeti Rm arttı. Bu nedenle, 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 Yaşlandırma Dik Deneysel Sonuçlar ve Analiz
Tablo 6, 520°C'de su verme, 165-170°C arasında yapay yaşlandırma sıcaklığı ve 12 saatlik yaşlandırma süresi ile en uygun seviyelerin A3B1C2D3 olduğunu ortaya koymaktadır; bu da çubukların yüksek mukavemeti ve plastikliği ile sonuçlanır. Söndürme işlemi aşırı doymuş katı çözelti oluşturur. Daha düşük söndürme sıcaklıklarında, aşırı doymuş katı çözeltinin konsantrasyonu azalır ve bu da mukavemeti etkiler. Yaklaşık 520°C'lik bir söndürme sıcaklığı, söndürmenin neden olduğu katı çözelti güçlendirmesinin etkisini önemli ölçüde artırır. Su verme ve yapay yaşlandırma arasındaki süre, yani oda sıcaklığında depolama, mekanik özellikleri büyük ölçüde etkiler. Bu özellikle su verme sonrasında gerilmeyen çubuklar için belirgindir. Söndürme ve yaşlandırma arasındaki süre 1 saati aştığında mukavemet, özellikle akma mukavemeti önemli ölçüde azalır.
5.3 Metalografik Mikroyapı Analizi
520°C ve 530°C katı çözelti sıcaklıklarında 6082-T6 çubuklarda yüksek büyütmeli ve polarize analizler gerçekleştirildi. Yüksek büyütmeli fotoğraflar, bol miktarda çökelti fazı parçacıklarının eşit şekilde dağıldığı tek biçimli bileşik çökelmesini ortaya çıkardı. Axiovert200 ekipmanı kullanılarak yapılan polarize ışık analizi, tane yapısı fotoğraflarında belirgin farklılıklar gösterdi. Merkezi alan küçük ve düzgün taneler sergilerken, kenarlar uzun taneler ile bir miktar yeniden kristalleşme sergiledi. Bunun nedeni, yüksek sıcaklıklarda kristal çekirdeklerin büyümesi ve kaba iğne benzeri çökeltiler oluşturmasıdır.
6.Üretim Uygulaması Değerlendirmesi
Fiili üretimde, 20 parti çubuk ve 20 parti profil üzerinde mekanik performans istatistikleri yapıldı. Sonuçlar Tablo 7 ve 8'de gösterilmektedir. Gerçek üretimde, ekstrüzyon işlemimiz T6 durum numuneleriyle sonuçlanan sıcaklıklarda gerçekleştirildi ve mekanik performans hedef değerleri karşıladı.
7.Sonuç
(1) Ekstrüzyon ısıl işlem parametreleri: 450-500°C külçe ekstrüzyon sıcaklığı; ekstrüzyon kabı sıcaklığı 430-450°C'dir.
(2) Nihai ısıl işlem parametreleri: 520-530°C'lik optimum katı çözelti sıcaklığı; 165±5°C'de yaşlandırma sıcaklığı, 12 saat yaşlandırma süresi; Söndürme ve yaşlandırma arasındaki süre 1 saati geçmemelidir.
(3) Pratik değerlendirmeye dayanarak, geçerli ısıl işlem prosesi 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'lik yaşlandırma rejimi; söndürme ve yaşlandırma arasındaki süreye ilişkin belirli bir sınır yoktur. Bu, proses operasyon kılavuzlarına dahil edilebilir.
MAT Alüminyum'dan May Jiang tarafından düzenlendi
Gönderim zamanı: Mar-15-2024
