1. Bevezetés
A közepes szilárdságú alumíniumötvözetek kedvező feldolgozási tulajdonságokkal, edzési érzékenységgel, ütésállósággal és korrózióállósággal rendelkeznek. Széles körben alkalmazzák őket különböző iparágakban, például az elektronikában és a hajóiparban csövek, rudak, profilok és huzalok gyártásához. Jelenleg egyre nagyobb az igény a 6082 alumíniumötvözet rudak iránt. A piaci igények és a felhasználói követelmények kielégítése érdekében kísérleteket végeztünk a 6082-T6 rudak különböző extrudálási melegítési eljárásaival és végső hőkezelési eljárásaival. Célunk egy olyan hőkezelési eljárás azonosítása volt, amely megfelel ezen rudak mechanikai teljesítménykövetelményeinek.
2. Kísérleti anyagok és gyártási folyamat
2.1 Kísérleti anyagok
A Ф162×500 méretű öntőtömböket félfolyamatos öntési módszerrel állították elő, és nem egyenletes kezelésnek vetették alá. A tömbök kohászati minősége megfelelt a vállalat belső ellenőrzési műszaki szabványainak. A 6082 ötvözet kémiai összetételét az 1. táblázat mutatja.
2.2 Gyártási folyamat
A kísérleti 6082-es rudak specifikációja Ф14 mm volt. Az extrudáló tartály átmérője Ф170 mm, 4 lyukú extrudálási kialakítással és 18,5 extrudálási együtthatóval rendelkezett. A specifikus folyamatfolyamat magában foglalta a rúd melegítését, az extrudálást, a edzést, a nyújtást, az egyengetést és mintavételt, a hengerléses egyengetést, a végső vágást, a mesterséges öregítést, a minőségellenőrzést és a szállítást.
3. Kísérleti célok
A tanulmány célja a 6082-T6 rudak teljesítményét befolyásoló extrudálási hőkezelési folyamatparaméterek és a végső hőkezelési paraméterek azonosítása volt, végső soron a szabványos teljesítménykövetelmények elérése érdekében. A szabványok szerint a 6082 ötvözet hosszirányú mechanikai tulajdonságainak meg kell felelniük a 2. táblázatban felsorolt specifikációknak.
4. Kísérleti megközelítés
4.1 Extrudálásos hőkezelési vizsgálat
Az extrudálásos hőkezelési vizsgálat elsősorban az öntőforma extrudálási hőmérsékletének és az extrudáló tartály hőmérsékletének a mechanikai tulajdonságokra gyakorolt hatására összpontosított. A konkrét paraméterválasztásokat a 3. táblázat részletezi.
4.2 Szilárd oldat és öregítés hőkezelésének vizsgálata
A szilárd oldat és az öregítés hőkezelési folyamatához ortogonális kísérleti tervet alkalmaztak. A kiválasztott tényezőszinteket a 4. táblázat tartalmazza, ahol az ortogonális tervezési táblázatot IJ9(34)-ként jelölték.
5. Eredmények és elemzés
5.1 Extrudálásos hőkezelési kísérlet eredményei és elemzése
Az extrudálásos hőkezelési kísérletek eredményeit az 5. táblázat és az 1. ábra mutatja be. Csoportonként kilenc mintát vettek, és meghatározták azok mechanikai teljesítményátlagait. A metallográfiai elemzés és a kémiai összetétel alapján hőkezelési rendet határoztak meg: edzés 520 °C-on 40 percig, majd öregítés 165 °C-on 12 órán át. Az 5. táblázatból és az 1. ábrából megfigyelhető, hogy az öntőforma extrudálási hőmérsékletének és az extrudáló tartály hőmérsékletének növekedésével mind a szakítószilárdság, mind a folyáshatár fokozatosan nőtt. A legjobb eredményeket 450-500 °C extrudálási hőmérsékleten és 450 °C extrudáló tartály hőmérsékleten kaptuk, ami megfelelt a szabványkövetelményeknek. Ez az alacsonyabb extrudálási hőmérsékleteken fellépő hidegalakítási keményedés hatásának volt köszönhető, amely szemcsehatár-töréseket és fokozott szilárd oldat-bomlást okozott az A1 és Mn között a kioltás előtti melegítés során, ami átkristályosodáshoz vezetett. Az extrudálási hőmérséklet növekedésével a termék határszilárdsága (Rm) jelentősen javult. Amikor az extrudáló tartály hőmérséklete megközelítette vagy meghaladta a öntőforma hőmérsékletét, az egyenetlen deformáció csökkent, csökkentve a durva szemcsegyűrűk mélységét és növelve a folyáshatárt (Rm). Így az extrudálásos hőkezelés ésszerű paraméterei a következők: a tuskó extrudálási hőmérséklete 450-500°C, az extrudáló tartály hőmérséklete pedig 430-450°C.
5.2 Szilárd oldat és öregítés ortogonális kísérleti eredményei és elemzése
A 6. táblázat azt mutatja, hogy az optimális szintek az A3B1C2D3, 520 °C-on történő edzéssel, 165-170 °C közötti mesterséges öregítési hőmérséklettel és 12 órás öregítési időtartammal, ami a rudak nagy szilárdságát és képlékenységét eredményezi. A edzési folyamat túltelített szilárd oldatot hoz létre. Alacsonyabb edzési hőmérsékleten a túltelített szilárd oldat koncentrációja csökken, ami befolyásolja a szilárdságot. Az 520 °C körüli edzési hőmérséklet jelentősen fokozza a edzés által kiváltott szilárd oldat erősítésének hatását. A kioltás és a mesterséges öregítés közötti idő, azaz a szobahőmérsékleten történő tárolás nagymértékben befolyásolja a mechanikai tulajdonságokat. Ez különösen hangsúlyos azoknál a rudaknál, amelyeket a kioltás után nem nyújtanak. Amikor a kioltás és az öregítés közötti idő meghaladja az 1 órát, a szilárdság, különösen a folyáshatár jelentősen csökken.
5.3 Metallográfiai mikroszerkezeti elemzés
Nagy nagyítású és polarizált analíziseket végeztek 6082-T6 rudakon 520°C és 530°C szilárd oldat hőmérsékleten. A nagy nagyítású fotók egyenletes vegyületkiválást mutattak, bőséges, egyenletesen eloszló csapadékfázis-részecskékkel. Az Axiovert200 berendezéssel végzett polarizált fényanalízis a szemcseszerkezeti fotókon jelentős különbségeket mutatott. A középső területen apró és egyenletes szemcsék voltak láthatók, míg a széleken némi átkristályosodás mutatkozott megnyúlt szemcsékkel. Ez a kristálymagok magas hőmérsékleten történő növekedésének köszönhető, amely durva, tűszerű kicsapódásokat képez.
6. Termelési gyakorlat értékelése
A tényleges gyártás során 20 rúd- és 20 profiltétel mechanikai teljesítménystatisztikáját végeztük el. Az eredményeket a 7. és 8. táblázat mutatja. A tényleges gyártás során az extrudálási folyamatot T6 állapotú mintákat eredményező hőmérsékleten végeztük, és a mechanikai teljesítmény megfelelt a célértékeknek.
7. Következtetés
(1) Extrudálási hőkezelési paraméterek: A tuskó extrudálási hőmérséklete 450-500°C; az extrudáló tartály hőmérséklete 430-450°C.
(2) Végső hőkezelési paraméterek: Az optimális szilárd oldat hőmérséklete 520-530°C; az öregítési hőmérséklet 165±5°C, az öregítési időtartam 12 óra; a kioltás és az öregítés közötti időköz nem haladhatja meg az 1 órát.
(3) Gyakorlati értékelés alapján a megvalósítható hőkezelési eljárás a következőket foglalja magában: 450-530°C extrudálási hőmérséklet, 400-450°C extrudáló tartály hőmérséklete; 510-520°C szilárd oldat hőmérséklete; 155-170°C érlelési rendszer 12 órán át; nincs meghatározott időtartamkorlát a kioltás és az öregítés között. Ez beépíthető a folyamatirányítási irányelvekbe.
Szerkesztette: May Jiang, a MAT Aluminum oldaláról
Közzététel ideje: 2024. márc. 15.
