1. Вовед
Алуминиумските легури со средна цврстина покажуваат поволни карактеристики на обработка, чувствителност на калење, отпорност на удар и отпорност на корозија. Тие се широко користени во различни индустрии, како што се електрониката и поморството, за производство на цевки, прачки, профили и жици. Во моментов, постои зголемена побарувачка за шипки од алуминиумски легури 6082. За да ги задоволиме барањата на пазарот и барањата на корисниците, спроведовме експерименти на различни процеси на загревање со екструзија и процеси на финална термичка обработка за шипки 6082-T6. Нашата цел беше да идентификуваме режим на термичка обработка што ги задоволува барањата за механички перформанси за овие шипки.
2. Експериментални материјали и тек на производствениот процес
2.1 Експериментални материјали
Лиени инготи со големина Ф162×500 беа произведени со употреба на полуконтинуиран метод на леење и подложени на нерамномерна обработка. Металуршкиот квалитет на инготите беше во согласност со техничките стандарди за внатрешна контрола на компанијата. Хемискиот состав на легурата 6082 е прикажан во Табела 1.
2.2 Тек на производствениот процес
Експерименталните прачки 6082 имаа спецификација од Ф14 mm. Контејнерот за екструдирање имаше дијаметар од Ф170 mm со дизајн на екструдирање со 4 дупки и коефициент на екструдирање од 18,5. Специфичниот процес вклучуваше загревање на инготот, екструдирање, калење, истегнување, исправување и земање примероци, исправување со валјак, конечно сечење, вештачко стареење, проверка на квалитетот и испорака.
3. Експериментални цели
Целта на ова истражување беше да се идентификуваат параметрите на процесот на термичка обработка при екструдирање и параметрите на финалната термичка обработка кои влијаат на перформансите на шипките 6082-T6, со што на крајот се постигнуваат стандардните барања за перформанси. Според стандардите, надолжните механички својства на легурата 6082 треба да ги исполнуваат спецификациите наведени во Табела 2.
4. Експериментален пристап
4.1 Истражување на термичка обработка со екструзија
Истражувањето на термичката обработка при екструдирање првенствено се фокусираше на ефектите од температурата на екструдирање на леаниот ингот и температурата на садот за екструдирање врз механичките својства. Специфичниот избор на параметри е детално опишан во Табела 3.
4.2 Истражување на цврст раствор и термичка обработка со стареење
За процесот на термичка обработка на цврстиот раствор и стареењето беше употребен ортогонален експериментален дизајн. Избраните нивоа на фактори се дадени во Табела 4, при што табелата со ортогонален дизајн е означена како IJ9(34).
5. Резултати и анализа
5.1 Резултати и анализа на експериментот за термичка обработка со екструзија
Резултатите од експериментите за термичка обработка со екструзија се прикажани во Табела 5 и Слика 1. За секоја група се земени девет примероци, а нивните просечни вредности на механичките перформанси се одредени. Врз основа на металографска анализа и хемиски состав, е утврден режим на термичка обработка: гаснење на 520°C во тек на 40 минути и стареење на 165°C во тек на 12 часа. Од Табела 5 и Слика 1, може да се забележи дека со зголемувањето на температурата на екструзија на леаниот ингот и температурата на садот за екструзија, постепено се зголемуваат и затегнувачката цврстина и границата на истегнување. Најдобри резултати се добиени на температури на екструзија од 450-500°C и температура на садот за екструзија од 450°C, што ги исполнува стандардните барања. Ова се должи на ефектот на стврднување со ладна работа на пониски температури на екструзија, предизвикувајќи фрактури на границите на зрната и зголемено распаѓање на цврстиот раствор помеѓу A1 и Mn за време на загревањето пред гаснењето, што доведува до рекристализација. Со зголемувањето на температурата на екструзија, крајната цврстина Rm на производот значително се подобрува. Кога температурата на садот за екструзија се приближува или ја надминува температурата на инготот, нерамномерната деформација се намалува, намалувајќи ја длабочината на прстените со груби зрна и зголемувајќи ја границата на истегнување Rm. Според тоа, разумните параметри за термичка обработка на екструзија се: температура на екструдирање на инготи од 450-500°C и температура на садот за екструдирање од 430-450°C.
5.2 Резултати и анализа од цврст раствор и ортогонални експерименти со стареење
Табела 6 покажува дека оптималните нивоа се A3B1C2D3, со гаснење на 520°C, температура на вештачко стареење помеѓу 165-170°C и времетраење на стареење од 12 часа, што резултира со висока цврстина и пластичност на прачките. Процесот на гаснење формира презаситен цврст раствор. На пониски температури на гаснење, концентрацијата на презаситен цврст раствор се намалува, што влијае на цврстината. Температурата на гаснење од околу 520°C значително го подобрува ефектот на зајакнување на цврстиот раствор предизвикан од гаснење. Интервалот помеѓу гаснењето и вештачкото стареење, т.е. складирањето на собна температура, во голема мера влијае на механичките својства. Ова е особено изразено за прачки кои не се истегнуваат по гаснењето. Кога интервалот помеѓу гаснењето и стареењето надминува 1 час, цврстината, особено границата на истегнување, значително се намалува.
5.3 Металографска микроструктурна анализа
Анализи со големо зголемување и поларизација беа спроведени на 6082-T6 шипки на температури на цврст раствор од 520°C и 530°C. Фотографиите со големо зголемување открија униформни соединенија со изобилство на честички од фазата на талог рамномерно распределени. Анализата на поларизирана светлина со употреба на опрема Axiovert200 покажа јасни разлики во фотографиите од структурата на зрната. Централната област покажа мали и униформни зрна, додека рабовите покажаа одредена рекристализација со издолжени зрна. Ова се должи на растот на кристалните јадра на високи температури, формирајќи груби иглести талоги.
6. Проценка на производствената пракса
Во реалното производство, статистиката за механичките перформанси беше спроведена на 20 серии шипки и 20 серии профили. Резултатите се прикажани во табелите 7 и 8. Во реалното производство, нашиот процес на екструдирање беше извршен на температури што резултираа со примероци во состојба T6, а механичките перформанси ги исполнија целните вредности.
7. Заклучок
(1) Параметри на термичка обработка при екструзија: Температура на екструзија на инготи од 450-500°C; температура на садот за екструзија од 430-450°C.
(2) Параметри на финална термичка обработка: Оптимална температура на цврстиот раствор од 520-530°C; температура на стареење на 165±5°C, времетраење на стареење од 12 часа; интервалот помеѓу гаснењето и стареењето не треба да надминува 1 час.
(3) Врз основа на практична проценка, одржливиот процес на термичка обработка вклучува: температура на екструдирање од 450-530°C, температура на садот за екструдирање од 400-450°C; температура на цврстиот раствор од 510-520°C; режим на стареење од 155-170°C во тек на 12 часа; нема специфично ограничување за интервалот помеѓу гаснењето и стареењето. Ова може да се вклучи во упатствата за работа на процесот.
Уредено од Меј Џијанг од MAT Aluminum
Време на објавување: 15 март 2024 година
