1.Úvod
Zliatiny hliníka so strednou pevnosťou vykazujú priaznivé spracovateľské vlastnosti, citlivosť na kalenie, rázovú húževnatosť a odolnosť proti korózii. Vo veľkej miere sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach, ako je elektronika a námorníctvo, na výrobu rúr, tyčí, profilov a drôtov. V súčasnosti sa zvyšuje dopyt po 6082 tyčiach z hliníkovej zliatiny. Aby sme vyhoveli požiadavkám trhu a požiadavkám používateľov, vykonali sme experimenty s rôznymi procesmi vytláčania a konečného tepelného spracovania tyčí 6082-T6. Naším cieľom bolo identifikovať režim tepelného spracovania, ktorý spĺňa požiadavky na mechanickú výkonnosť týchto tyčí.
2. Experimentálne materiály a tok výrobného procesu
2.1 Experimentálne materiály
Odlievacie ingoty veľkosti Ф162×500 boli vyrobené metódou semikontinuálneho liatia a podrobené nerovnomernému spracovaniu. Metalurgická kvalita ingotov zodpovedala technickým normám vnútornej kontroly spoločnosti. Chemické zloženie zliatiny 6082 je uvedené v tabuľke 1.
2.2 Tok výrobného procesu
Experimentálne tyče 6082 mali špecifikáciu Ф14 mm. Extrúzna nádoba mala priemer Ф170 mm so 4-dierovým extrúznym dizajnom a extrúznym koeficientom 18,5. Špecifický procesný tok zahŕňal ohrev ingotu, extrúziu, kalenie, vyrovnávanie naťahovaním a odber vzoriek, vyrovnávanie valcovaním, konečné rezanie, umelé starnutie, kontrolu kvality a dodávku.
3. Experimentálne ciele
Cieľom tejto štúdie bolo identifikovať parametre procesu tepelného spracovania extrúziou a parametre konečného tepelného spracovania, ktoré ovplyvňujú výkonnosť tyčí 6082-T6, čím sa v konečnom dôsledku dosiahnu štandardné požiadavky na výkon. Podľa noriem by pozdĺžne mechanické vlastnosti zliatiny 6082 mali spĺňať špecifikácie uvedené v tabuľke 2.
4. Experimentálny prístup
4.1 Skúmanie tepelného spracovania extrudovaním
Skúmanie tepelného spracovania extrúziou sa primárne zameralo na účinky teploty extrúzie odlievacieho ingotu a teploty extrúznej nádoby na mechanické vlastnosti. Výber konkrétnych parametrov je podrobne uvedený v tabuľke 3.
4.2 Pevný roztok a skúmanie tepelného spracovania starnutia
Pre proces tepelného spracovania v tuhom roztoku a starnutí bol použitý ortogonálny experimentálny dizajn. Vybrané úrovne faktorov sú uvedené v tabuľke 4, pričom tabuľka ortogonálneho dizajnu je označená ako IJ9(34).
5.Výsledky a analýza
5.1 Výsledky a analýza extrúzneho tepelného spracovania
Výsledky experimentov tepelného spracovania vytláčaním sú uvedené v tabuľke 5 a na obrázku 1. Z každej skupiny sa odobralo deväť vzoriek a určili sa priemery ich mechanického výkonu. Na základe metalografickej analýzy a chemického zloženia bol stanovený režim tepelného spracovania: kalenie pri 520 °C počas 40 minút a starnutie pri 165 °C počas 12 hodín. Z tabuľky 5 a obrázku 1 je možné pozorovať, že ako sa teplota vytláčania odlievacieho ingotu a teplota vytláčacej nádoby zvyšovali, postupne sa zvyšovala pevnosť v ťahu aj medza klzu. Najlepšie výsledky sa dosiahli pri extrúznych teplotách 450-500 °C a teplote extrúzneho kontajnera 450 °C, čo spĺňalo štandardné požiadavky. Bolo to spôsobené účinkom vytvrdzovania za studena pri nižších teplotách vytláčania, čo spôsobilo zlomy na hranici zŕn a zvýšený rozklad tuhého roztoku medzi Al a Mn počas zahrievania pred kalením, čo viedlo k rekryštalizácii. Keď sa teplota vytláčania zvýšila, konečná pevnosť Rm produktu sa výrazne zlepšila. Keď sa teplota vytláčacej nádoby priblížila alebo prekročila teplotu ingotu, nerovnomerná deformácia sa znížila, čím sa zmenšila hĺbka prstencov hrubého zrna a zvýšila sa medza klzu Rm. Primerané parametre pre tepelné spracovanie extrúziou sú teda: teplota extrúzie ingotu 450-500 °C a teplota extrúznej nádoby 430-450 °C.
5.2 Tuhé roztoky a ortogonálne experimentálne výsledky a analýza starnutia
Tabuľka 6 ukazuje, že optimálne úrovne sú A3B1C2D3, s kalením pri 520 °C, umelou teplotou starnutia medzi 165-170 °C a trvaním starnutia 12 hodín, výsledkom čoho je vysoká pevnosť a plasticita tyčiniek. Proces kalenia vytvára presýtený tuhý roztok. Pri nižších teplotách kalenia sa koncentrácia presýteného tuhého roztoku znižuje, čo ovplyvňuje pevnosť. Teplota kalenia okolo 520 °C výrazne zvyšuje účinok spevnenia tuhého roztoku vyvolaného kalením. Interval medzi kalením a umelým starnutím, tj skladovaním pri izbovej teplote, výrazne ovplyvňuje mechanické vlastnosti. Toto je obzvlášť výrazné pri prútoch, ktoré nie sú po zhasnutí natiahnuté. Keď interval medzi kalením a starnutím presiahne 1 hodinu, pevnosť, najmä medza klzu, výrazne klesá.
5.3 Metalografická analýza mikroštruktúry
Analýzy s vysokým zväčšením a polarizované analýzy sa uskutočnili na tyčiach 6082-T6 pri teplotách tuhého roztoku 520 °C a 530 °C. Fotografie s vysokým zväčšením odhalili rovnomerné zrážanie zlúčenín s hojným množstvom častíc zrazeniny, ktoré sú rovnomerne rozložené. Analýza polarizovaného svetla pomocou zariadenia Axiovert200 ukázala zreteľné rozdiely vo fotografiách štruktúry zŕn. Centrálna oblasť vykazovala malé a rovnomerné zrná, zatiaľ čo okraje vykazovali určitú rekryštalizáciu s predĺženými zrnami. Je to spôsobené rastom kryštálových jadier pri vysokých teplotách, pričom vznikajú hrubé ihličkovité zrazeniny.
6. Hodnotenie výrobnej praxe
V skutočnej výrobe sa robila štatistika mechanickej výkonnosti na 20 sériách tyčí a 20 sériách profilov. Výsledky sú uvedené v tabuľkách 7 a 8. V skutočnej výrobe sa náš proces extrúzie uskutočňoval pri teplotách, ktorých výsledkom boli vzorky v stave T6, a mechanické vlastnosti spĺňali cieľové hodnoty.
7.Záver
(1) Parametre tepelného spracovania extrúziou: teplota extrúzie ingotov 450-500 °C; teplota vytláčacej nádoby 430-450°C.
(2) Parametre konečného tepelného spracovania: Optimálna teplota tuhého roztoku 520-530 °C; teplota starnutia 165±5°C, doba starnutia 12 hodín; interval medzi kalením a starnutím by nemal presiahnuť 1 hodinu.
(3) Na základe praktického posúdenia, životaschopný proces tepelného spracovania zahŕňa: extrúznu teplotu 450-530°C, extrúznu nádobu 400-450°C; teplota tuhého roztoku 510-520 °C; režim starnutia 155-170 °C počas 12 hodín; žiadne špecifické obmedzenie intervalu medzi kalením a starnutím. Toto môže byť začlenené do smerníc prevádzkového procesu.
Editoval May Jiang z MAT Aluminium
Čas odoslania: 15. marca 2024
