1.Bevezetés
A közepes szilárdságú alumíniumötvözetek kedvező feldolgozási jellemzőket, kioltási érzékenységet, ütésállóságot és korrózióállóságot mutatnak. Széles körben alkalmazzák különböző iparágakban, például az elektronikában és a tengerészetben, csövek, rudak, profilok és vezetékek gyártására. Jelenleg egyre nagyobb az igény a 6082 alumíniumötvözet rudak iránt. A piaci igények és a felhasználói igények kielégítése érdekében kísérleteket végeztünk a 6082-T6 rudak különböző extrudálásos melegítési eljárásaival és végső hőkezelési eljárásaival. Célunk egy olyan hőkezelési eljárás meghatározása volt, amely kielégíti ezen rudak mechanikai teljesítménykövetelményeit.
2. Kísérleti anyagok és gyártási folyamat áramlása
2.1 Kísérleti anyagok
A Ф162×500 méretű öntőtuskákat félfolyamatos öntési módszerrel állítottuk elő, és nem egyenletes kezelésnek vetették alá. A tömbök kohászati minősége megfelelt a vállalati belső ellenőrzési műszaki előírásoknak. A 6082-es ötvözet kémiai összetételét az 1. táblázat mutatja.
2.2 Gyártási folyamat menete
A kísérleti 6082 rudak specifikációja Ф14 mm volt. Az extrudáló tartály átmérője 170 mm volt, 4 lyukú extrudálási kialakítással és 18,5 extrudálási együtthatóval. A konkrét folyamatfolyamat magában foglalta a tuskó melegítését, extrudálást, edzést, feszítő egyengetést és mintavételt, hengeres egyengetést, végső vágást, mesterséges öregítést, minőségellenőrzést és szállítást.
3. Kísérleti célok
A tanulmány célja az extrudálási hőkezelési folyamat paramétereinek és végső hőkezelési paramétereinek azonosítása volt, amelyek befolyásolják a 6082-T6 rudak teljesítményét, végső soron a szabványos teljesítménykövetelmények elérését. A szabványok szerint a 6082-es ötvözet hosszirányú mechanikai tulajdonságainak meg kell felelniük a 2. táblázatban felsorolt előírásoknak.
4. Kísérleti megközelítés
4.1 Extrudálásos hőkezelés vizsgálata
Az extrudálási hőkezelési vizsgálat elsősorban az öntvényöntvény extrudálási hőmérsékletének és az extrudáló tartály hőmérsékletének a mechanikai tulajdonságokra gyakorolt hatására irányult. A konkrét paraméterek kiválasztását a 3. táblázat részletezi.
4.2 Szilárd oldat és öregedési hőkezelés vizsgálata
A szilárd oldatos és öregítési hőkezelési eljáráshoz ortogonális kísérleti tervet alkalmaztunk. A kiválasztott tényezőszinteket a 4. táblázat tartalmazza, az ortogonális tervezési táblázat IJ9(34) jelölésével.
5. Eredmények és elemzés
5.1 Az extrudálásos hőkezelési kísérlet eredményei és elemzése
Az extrudálásos hőkezelési kísérletek eredményeit az 5. táblázat és az 1. ábra mutatja be. Csoportonként kilenc mintát vettünk, és meghatároztuk ezek mechanikai teljesítményének átlagát. A metallográfiai analízis és a kémiai összetétel alapján egy hőkezelési rendet alakítottak ki: 520 °C-on 40 percig hűtjük és 12 órán át 165 °C-on érleljük. Az 5. táblázatból és az 1. ábrából megfigyelhető, hogy az öntőöntvény extrudálási hőmérsékletének és az extrudáló tartály hőmérsékletének növekedésével mind a szakítószilárdság, mind a folyáshatár fokozatosan nőtt. A legjobb eredményeket 450-500°C-os extrudálási hőmérsékleten és 450°C-os extrudálótartály-hőmérsékleten érték el, amelyek megfeleltek a szabványos követelményeknek. Ennek oka az alacsonyabb extrudálási hőmérsékleten történő hidegmunka-keményedés hatása, amely szemcsehatár-töréseket és megnövekedett szilárd oldat-bomlást okozott A1 és Mn között az oltás előtti melegítés során, ami átkristályosodáshoz vezetett. Az extrudálási hőmérséklet emelkedésével a termék Rm határszilárdsága jelentősen javult. Amikor az extrudáló tartály hőmérséklete megközelítette vagy meghaladta a tömb hőmérsékletét, az egyenetlen alakváltozás csökkent, csökkentve a durva szemcsés gyűrűk mélységét és növelve az Rm folyáshatárt. Így az extrudálási hőkezelés ésszerű paraméterei a következők: 450-500 °C a tuskó extrudálási hőmérséklete és 430-450 °C az extrudáló tartály hőmérséklete.
5.2 Szilárd oldat és öregedés ortogonális kísérleti eredmények és elemzések
A 6. táblázatból kiderül, hogy az optimális szintek az A3B1C2D3, 520°C-os kioltással, 165-170°C közötti mesterséges öregítési hőmérséklettel és 12 órás öregítési időtartammal, ami a rudak nagy szilárdságát és plaszticitását eredményezi. A kioltási folyamat túltelített szilárd oldatot képez. Alacsonyabb kioltási hőmérsékleten a túltelített szilárd oldat koncentrációja csökken, ami befolyásolja a szilárdságot. Az 520°C körüli kioltási hőmérséklet jelentősen fokozza az oltás által kiváltott szilárd oldatos erősítés hatását. Az oltás és a mesterséges öregítés, azaz a szobahőmérsékletű tárolás közötti időköz nagyban befolyásolja a mechanikai tulajdonságokat. Ez különösen szembetűnő azoknál a rudaknál, amelyeket a kioltás után nem feszítenek meg. Ha az oltás és az öregedés közötti intervallum meghaladja az 1 órát, a szilárdság, különösen a folyáshatár jelentősen csökken.
5.3 Metallográfiai mikroszerkezet-elemzés
Nagy nagyítású és polarizált analíziseket végeztünk 6082-T6 bar nyomáson 520 °C és 530 °C szilárd oldat hőmérsékleten. A nagy nagyítású fényképek egyenletes vegyületkiválást mutattak ki, bőséges csapadékfázisú részecskék egyenletes eloszlásával. A polarizált fény elemzése Axiovert200 berendezéssel határozott különbségeket mutatott a szemcseszerkezeti fényképeken. A középső részen apró és egyenletes szemcsék, míg a széleken némi átkristályosodás mutatkozott megnyúlt szemcsékkel. Ennek oka a kristálymagok magas hőmérsékleten történő növekedése, amely durva tűszerű csapadékot képez.
6. Gyártási gyakorlat értékelése
A tényleges gyártás során a mechanikai teljesítménystatisztikát 20 köteg rúdra és 20 tétel profilra vonatkozóan végezték el. Az eredményeket a 7. és 8. táblázat tartalmazza. A tényleges gyártás során az extrudálási eljárásunkat T6 állapotú mintákat eredményező hőmérsékleten végeztük, és a mechanikai teljesítmény megfelelt a célértékeknek.
7. Következtetés
(1) Az extrudálási hőkezelési paraméterek: 450-500 °C tömbök extrudálási hőmérséklete; extrudáló tartály hőmérséklete 430-450 °C.
(2) Végső hőkezelési paraméterek: Optimális szilárd oldat hőmérséklet 520-530°C; öregítési hőmérséklet 165±5°C, öregítési idő 12 óra; az oltás és az öregítés közötti intervallum nem haladhatja meg az 1 órát.
(3) A gyakorlati értékelés alapján az életképes hőkezelési eljárás a következőket tartalmazza: 450–530 °C extrudálási hőmérséklet, 400–450 °C extrudálási tartály hőmérséklete; szilárd oldat hőmérséklete 510-520 °C; öregítési eljárás 155-170 °C-on 12 órán keresztül; az oltás és az öregedés közötti intervallumra nincs konkrét korlát. Ez beépíthető a folyamat működési irányelveibe.
Szerkesztette: May Jiang a MAT Aluminiumtól
Feladás időpontja: 2024. március 15
