6063 alýumin garyndysy pes garyndyly Al-Mg-Si seriýaly ýylylyk bilen bejerip bolýan alýumin garyndysyna degişlidir. Ajaýyp ekstruziýa galyplaýyş ýerine ýetirijiligi, gowy poslama garşylyk we giňişleýin mehaniki aýratynlyklary bar. Oksidlenmegi aňsatlaşdyrýandygy sebäpli awtoulag pudagynda hem giňden ulanylýar. Lighteňil awtoulaglaryň tendensiýasynyň çaltlaşmagy bilen, awtoulag pudagynda 6063 alýuminiý garyndy ekstruziýa materiallarynyň ulanylmagy hasam artdy.
Ekstrudirlenen materiallaryň mikrostrukturasy we häsiýetleri ekstruziýa tizliginiň, ekstruziýa temperaturasynyň we ekstruziýa gatnaşygynyň bilelikdäki täsirlerine täsir edýär. Olaryň arasynda ekstruziýa gatnaşygy esasan ekstruziýa basyşy, önümçilik netijeliligi we önümçilik enjamlary bilen kesgitlenýär. Ekstruziýa gatnaşygy kiçi bolanda, erginleriň deformasiýasy az bolýar we mikrostrukturanyň arassalanmagy aýdyň däl; ekstruziýa gatnaşygyny ýokarlandyrmak däneleri ep-esli arassalap, gödek ikinji fazany döwüp, birmeňzeş mikrostrukturany alyp biler we erginiň mehaniki aýratynlyklaryny gowulandyryp biler.
6061 we 6063 alýumin erginleri ekstruziýa prosesinde dinamiki gaýtadan gurulýar. Ekstruziýa temperaturasy hemişelik bolanda, ekstruziýa gatnaşygy ýokarlanansoň, däne ululygy azalýar, güýçlendiriji faza inçe dargaýar we garyndynyň dartyş güýji we uzalmagy şoňa görä ýokarlanýar; şeýle-de bolsa, ekstruziýa gatnaşygy artdygyça, ekstruziýa prosesi üçin zerur bolan ekstruziýa güýji hem ýokarlanýar, has uly ýylylyk täsirine sebäp bolýar, garyndynyň içki temperaturasynyň ýokarlanmagyna we önümiň öndürijiliginiň peselmegine sebäp bolýar. Bu synag, ekstruziýa gatnaşygy, esasanam uly ekstruziýa gatnaşygy, 6063 alýumin ergininiň mikrostrukturasyna we mehaniki aýratynlyklaryna täsirini öwrenýär.
1 Synag materiallary we usullary
Synag materialy 6063 alýuminiý garyndysy we himiki düzümi 1-nji tablisada görkezilýär. Ingotyň asyl ululygy Φ55 mm × 165 mm, birmeňzeşleşenden soň Φ50 mm × 150 mm ululykdaky ekstruziýa biletinde gaýtadan işlenýär. 6 sagada 560 at bejergisi. Bilet 470 to gyzdyrylýar we ýyly saklanýar. Ekstruziýa barreliň gyzdyryş temperaturasy 420 and, galybyň gyzdyryş temperaturasy 450 is. Ekstruziýa tizligi (ekstruziýa çybygynyň hereket tizligi) V = 5 mm / s üýtgemän galanda, dürli ekstruziýa gatnaşygy synaglarynyň 5 topary geçirilýär we R ekstruziýa gatnaşygy 17 bolýar (ölü deşiginiň diametri D = 12 mm), 25 (D = 10 mm), 39 (D = 8 mm), 69 (D = 6 mm) we 156 (D = 4 mm).
1-nji tablisa 6063 Al ergininiň himiki düzümleri (wt /%)
Çäge üweýji we mehaniki ýalpyldawukdan soň, metallografiki nusgalar HF reagenti bilen takmynan 25 s töweregi göwrüm bölegi 40% -e deňdir we nusgalaryň metalografiki gurluşy LEICA-5000 optiki mikroskopda syn edilipdir. 10 mm × 10 mm ululykdaky dokumanyň derňewi nusgasy ekstrudirlenen hasanyň uzyn böleginiň merkezinden kesildi we ýerüsti stres gatlagyny aýyrmak üçin mehaniki üweýiş we eriş işleri geçirildi. Mysal üçin {111}, {200} we {220 three üç kristal uçaryň doly däl polýus şekilleri PANalytiki kompaniýanyň X′Pert Pro MRD rentgen difraksiýa analizatory bilen ölçeldi we dokumanyň maglumatlary gaýtadan işlenip seljerildi X′Pert Data View we X′Pert Tekstura programma üpjünçiligi tarapyndan.
Döküm garyndysynyň dartyş nusgasy ingotyň merkezinden alyndy we dartyş nusgasy ekstruziýadan soň ekstruziýa ugry boýunça kesildi. Ölçeg meýdanynyň ululygy Φ4 mm × 28 mm. Dartyş synagy, dartyş tizligi 2 mm / min bolan SANS CMT5105 uniwersal material synag maşynynyň kömegi bilen geçirildi. Üç standart nusganyň ortaça bahasy mehaniki emläk maglumatlary hökmünde hasaplandy. Dartma nusgalarynyň döwük morfologiýasy pes ulaldylan skaner elektron mikroskopy (Quanta 2000, FEI, ABŞ) arkaly syn edildi.
2 Netijeler we çekişme
1-nji suratda, gomogenizasiýa bejergisinden öň we soň guýlan 6063 alýumin garyndysynyň metalografiki mikrostrukturasy görkezilýär. 1a suratda görkezilişi ýaly, guýulýan mikrostrukturadaky α-Al däneleri ululykda üýtgeýär, köp sanly retikulýar β-Al9Fe2Si2 fazalary däne araçäklerine ýygnanýar we däneleriň içinde köp sanly granular Mg2Si fazalary bar. Ingot 560 at 6 sagatda birleşdirilenden soň, garyndy dendritleriniň arasyndaky deňagramly däl ewtektiki faza kem-kemden eräp, garyndy elementleri matrisa erdi, mikrostrukturasy birmeňzeşdi we dänäniň ortaça ululygy takmynan 125 μm (1b surat) ).
Gomogenizasiýa başlamazdan ozal
Bejergini 600 ° C-den 6 sagatlap birleşdirenden soň
1-nji surat, gomogenizasiýa bejergisinden öň we soň 6063 alýumin garyndysynyň metalografiki gurluşy
2-nji suratda dürli ekstruziýa gatnaşygy bolan 6063 alýumin garyndy barlarynyň görnüşi görkezilýär. 2-nji suratda görkezilişi ýaly, dürli ekstruziýa gatnaşygy bilen çykarylan 6063 alýumin garyndy barlarynyň üstki hili gowy, esasanam ekstruziýa gatnaşygy 156-a çenli ýokarlananda (bar ekstruziýa çykyş tizligine 48 m / min), henizem ýok çyzygyň üstündäki çatryklar we gabyklar ýaly ekstruziýa kemçilikleri, 6063 alýumin garyndysynyň hem ýokary tizlik we uly ekstruziýa gatnaşygy astynda gowy gyzgyn ekstruziýa emele getirijiligini görkezýär.
2-nji surat Dürli ekstruziýa gatnaşygy bolan 6063 alýumin garyndy çybyklarynyň daşky görnüşi
3-nji suratda dürli ekstruziýa gatnaşygy bolan 6063 alýumin garyndy çyzygynyň uzyn böleginiň metalografiki mikrostrukturasy görkezilýär. Dürli ekstruziýa gatnaşygy bolan çubugyň däne gurluşy dürli derejeleri uzaltmagy ýa-da arassalamagy görkezýär. Ekstruziýa gatnaşygy 17 bolanda, asyl däneler az mukdarda gaýtadan dikeldilen däneleriň emele gelmegi bilen ekstruziýa ugry boýunça uzalýar, ýöne däneler ortaça 85 μm töweregi däne bilen deňeşdirilende gaty gödekdir (3a surat) ; ekstruziýa gatnaşygy 25 bolanda, däneler has ýuka çekilýär, gaýtadan gurlan däneleriň sany köpelýär we dänäniň ortaça ululygy takmynan 71 mμ çenli azalýar (3b surat); ekstruziýa gatnaşygy 39 bolanda, az mukdarda deformirlenen dänelerden başga, mikrostruktura, ortaça däne ululygy takmynan 60 μm bolan deň däl ululykda deňleşdirilen gaýtadan dikeldilen dänelerden durýar (3c surat); ekstruziýa gatnaşygy 69 bolanda, dinamiki gaýtadan gurnamak prosesi esasan tamamlanýar, gödek asyl däneler birmeňzeş gurluşly gaýtadan gurlan dänelere öwrüldi we dänäniň ortaça ululygy takmynan 41 μm arassalanyldy (3d surat); ekstruziýa gatnaşygy 156 bolanda, dinamiki gaýtadan gurmak prosesiniň doly ösüşi bilen mikrostruktura has birmeňzeş bolýar we dänäniň ululygy takmynan 32 mμ çenli arassalanýar (3e surat). Ekstruziýa gatnaşygynyň ýokarlanmagy bilen dinamiki gaýtadan gurnamak prosesi has doly dowam edýär, garyndy mikrostrukturasy birmeňzeş bolýar we däne ululygy ep-esli arassalanýar (3f surat).
3-nji surat, dürli ekstruziýa gatnaşygy bolan 6063 alýumin garyndy çybyklarynyň uzyn böleginiň metalografiki gurluşy we däne ululygy
4-nji suratda, ekstruziýa ugry boýunça dürli ekstruziýa gatnaşygy bolan 6063 alýumin garyndy barlarynyň ters polýus şekilleri görkezilýär. Dürli ekstruziýa gatnaşygy bolan garyndy barlaryň mikrostrukturalarynyň hemmesiniň ileri tutulýan ugry döredýändigini görmek bolýar. Ekstruziýa gatnaşygy 17 bolanda, has gowşak <115> + <100> dokumasy emele gelýär (4a surat); ekstruziýa gatnaşygy 39 bolanda, dokumanyň bölekleri esasan has güýçli <100> tekstura we az mukdarda gowşak <115> dokumadyr (4b surat); ekstruziýa gatnaşygy 156 bolanda, dokumanyň düzüm bölekleri ep-esli ýokarlanan <100> dokumadyr, <115> dokumasy ýitýär (4c surat). Geçirilen gözlegler, ekstruziýa we çyzgy wagtynda ýüz merkezi kub metallaryň esasan <111> we <100> sim dokumalaryny emele getirýändigini görkezdi. Dokumasy emele gelenden soň, garyndynyň otag temperaturasynyň mehaniki aýratynlyklary aç-açan anizotropiýany görkezýär. Dokumanyň güýji, ekstruziýa gatnaşygynyň ýokarlanmagy bilen ýokarlanýar, bu garyndynyň ekstruziýa ugruna paralel belli bir kristal ugurdaky däneleriň sanynyň kem-kemden köpelýändigini we garyndynyň uzynlygyna dartyş güýjüniň artýandygyny görkezýär. 6063 alýumin garyndysy gyzgyn ekstruziýa materiallarynyň güýçlendiriji mehanizmleri, dänäni berkitmek, dislokasiýany berkitmek, dokumany berkitmek we ş.m. öz içine alýar.
4-nji surat, ekstruziýa ugry boýunça dürli ekstruziýa gatnaşygy bolan 6063 alýumin garyndy çişleriniň ters polýus diagrammasy
5-nji surat, dürli ekstruziýa gatnaşyklarynda deformasiýadan soň 6063 alýumin ergininiň dartyş häsiýetleriniň gistogrammasydyr. Döküm ergininiň dartyş güýji 170 MPa, uzynlygy 10,4%. Ekstruziýadan soň garyndynyň dartyş güýji we uzalmagy ep-esli gowulaşýar we ekstruziýa gatnaşygynyň ýokarlanmagy bilen dartyş güýji we uzalmagy kem-kemden ýokarlanýar. Ekstruziýa gatnaşygy 156 bolanda, garyndynyň dartyş güýji we uzalmagy iň ýokary gymmata ýetýär, degişlilikde 228 MPa we 26,9%, bu guýma ergininiň dartyş güýjünden 34% ýokary we takmynan 158% ýokarydyr. uzalma. Uly ekstruziýa gatnaşygy bilen alnan 6063 alýuminiý garyndysynyň dartyş güýji, dartyş güýji bahasyndan (171.1 MPa) has ýokary bolan 4 passly deň kanal burçly ekstruziýa (ECAP) tarapyndan alnan dartyş güýji bahasyna (240 MPa) ýakyn. 6063 alýumin ergininiň 1 passly ECAP ekstruziýasy bilen alnan. Uly ekstruziýa gatnaşygy garyndynyň mehaniki aýratynlyklaryny belli bir derejede gowulaşdyryp biljekdigini görmek bolýar.
Garyndynyň mehaniki häsiýetleriniň ekstruziýa gatnaşygy boýunça ýokarlanmagy esasan dänäni arassalamakdan gelýär. Ekstruziýa gatnaşygy artdygyça däneler arassalanýar we ýeriň dykyzlygy ýokarlanýar. Her bir meýdana has köp däne araçäkleri, hereketleriň we hereketleriň birleşmegi bilen birleşýän ýerleriň hereketine netijeli päsgel berip biler we şeýlelik bilen garyndynyň güýjüni ýokarlandyrar. Däneler näçe inçe bolsa, däne araçäkleri we plastmassa deformasiýasy has köp dänelere dargap biler, bu bolsa çatryklaryň döremegine amatly däl, ýaryklaryň köpelmegine ýol bermeli däl. Döwük prosesinde has köp energiýa siňdirilip, erginiň plastikligini ýokarlandyryp bolar.
5-nji surat. Dökümden we ekstruziýadan soň 6063 alýumin garyndysynyň dartyş häsiýetleri
Dürli ekstruziýa gatnaşygy bolan deformasiýadan soň garyndynyň dartylýan döwük morfologiýasy 6-njy suratda görkezilýär. Dökülen nusganyň döwük morfologiýasynda hiç hili bölejik tapylmady (6a surat) we döwük esasan tekiz ýerlerden we ýyrtylýan gyralardan ybaratdy. guýma ergininiň dartyş döwük mehanizminiň esasan döwük döwükdigini görkezýär. Ekstruziýadan soň garyndynyň döwük morfologiýasy ep-esli üýtgedi we döwük köp mukdarda deň ölçegli böleklerden durýar, bu ekstruziýadan soň garyndynyň döwük mehanizminiň döwük döwükden süýümli döwülmegine üýtgändigini görkezýär. Ekstruziýa gatnaşygy kiçi bolanda, çeňňekler ýalpak we ululygy uludyr we paýlanyşy deň däl; ekstruziýa gatnaşygy artdygyça, gökleňleriň sany köpelýär, kiçelýär we paýlanyşy birmeňzeş bolýar (6b ~ f), bu garyndynyň ýokardaky mehaniki häsiýetleriň synag netijelerine laýyk gelýän has gowy plastisitlidigini aňladýar.
3 Netije
Bu synagda, dürli ekstruziýa gatnaşyklarynyň 6063 alýumin garyndysynyň mikrostrukturasyna we häsiýetlerine täsiri, biletiň ululygy, ýyladyş temperaturasy we ekstruziýa tizligi üýtgemän galmagy şerti bilen seljerildi. Netijeler aşakdakylar:
1) Dinamiki gaýtadan gurnamak gyzgyn ekstruziýa wagtynda 6063 alýumin garyndysynda ýüze çykýar. Ekstruziýa gatnaşygynyň ýokarlanmagy bilen däneler yzygiderli arassalanýar we ekstruziýa ugry boýunça uzaldylan däneler deňleşdirilen gaýtadan gurlan dänelere öwrülýär we <100> sim gurluşynyň güýji yzygiderli ýokarlanýar.
2) Gowy dänäni berkitmegiň täsiri sebäpli, ekstruziýa gatnaşygynyň ýokarlanmagy bilen garyndynyň mehaniki aýratynlyklary gowulaşýar. Synag parametrleriniň çäginde, ekstruziýa gatnaşygy 156 bolanda, dartyş güýji we garyndynyň uzalmagy degişlilikde iň ýokary bahalara 228 MPa we 26,9% ýetýär.
6-njy surat Dökümden we ekstruziýadan soň 6063 alýumin ergininiň dartyş döwük morfologiýasy
3) Dökülen nusganyň döwük morfologiýasy tekiz ýerlerden we ýyrtyk gyralardan durýar. Ekstruziýadan soň, döwük köp sanly deňlemeden emele gelýär we döwük mehanizmi döwük döwükden süýümli döwülmä öwrülýär.
Iş wagty: Noýabr-30-2024
