1.Introduktion
Aluminiumslegeringer med medium styrke udviser gunstige forarbejdningsegenskaber, bratkølingsfølsomhed, slagfasthed og korrosionsbestandighed. De er i vid udstrækning ansat i forskellige industrier, såsom elektronik og marine, til fremstilling af rør, stænger, profiler og ledninger. I øjeblikket er der en stigende efterspørgsel efter 6082 aluminiumslegeringsstænger. For at imødekomme markedskrav og brugerkrav udførte vi eksperimenter med forskellige ekstruderingsopvarmningsprocesser og afsluttende varmebehandlingsprocesser for 6082-T6 barer. Vores mål var at identificere et varmebehandlingsprogram, der opfylder de mekaniske ydeevnekrav for disse stænger.
2. Eksperimentelle materialer og produktionsprocesflow
2.1 Eksperimentelle materialer
Støbebarrer af størrelse Ф162×500 blev fremstillet ved hjælp af en semi-kontinuerlig støbemetode og udsat for uensartet behandling. Den metallurgiske kvalitet af barrerne overholdt virksomhedens interne kontrol tekniske standarder. Den kemiske sammensætning af 6082-legeringen er vist i tabel 1.
2.2 Produktionsprocesflow
De eksperimentelle 6082 stænger havde en specifikation på Ф14 mm. Ekstruderingsbeholderen havde en diameter på Ф170 mm med et 4-hullers ekstruderingsdesign og en ekstruderingskoefficient på 18,5. Det specifikke procesflow omfattede opvarmning af barren, ekstrudering, bratkøling, strækningsretning og prøveudtagning, rulleudretning, slutskæring, kunstig ældning, kvalitetsinspektion og levering.
3. Eksperimentelle mål
Formålet med denne undersøgelse var at identificere ekstruderingsvarmebehandlingsprocesparametrene og de endelige varmebehandlingsparametre, der påvirker ydeevnen af 6082-T6 barer, hvilket i sidste ende opnår standardkrav til ydeevne. Ifølge standarderne skal 6082-legeringens langsgående mekaniske egenskaber opfylde specifikationerne i tabel 2.
4. Eksperimentel tilgang
4.1 Undersøgelse af ekstruderingsvarmebehandling
Ekstruderingsvarmebehandlingsundersøgelsen fokuserede primært på virkningerne af støbebarrens ekstruderingstemperatur og ekstruderingsbeholdertemperatur på mekaniske egenskaber. De specifikke parametervalg er beskrevet i tabel 3.
4.2 Undersøgelse af fast opløsning og ældning af varmebehandling
Et ortogonalt eksperimentelt design blev anvendt til den faste opløsning og ældningsvarmebehandlingsprocessen. De valgte faktorniveauer er angivet i tabel 4, med den ortogonale designtabel betegnet som IJ9(34).
5. Resultater og analyse
5.1 Ekstruderingsvarmebehandlingseksperimentresultater og analyse
Resultaterne af ekstruderingsvarmebehandlingsforsøgene er præsenteret i tabel 5 og figur 1. Ni prøver blev udtaget for hver gruppe, og deres mekaniske ydeevnegennemsnit blev bestemt. Baseret på metallografisk analyse og kemisk sammensætning blev der etableret en varmebehandlingsplan: bratkøling ved 520°C i 40 minutter og ældning ved 165°C i 12 timer. Fra tabel 5 og figur 1 kan det observeres, at efterhånden som støbebarrens ekstruderingstemperatur og ekstruderingsbeholdertemperaturen steg, steg både trækstyrke og flydespænding gradvist. De bedste resultater blev opnået ved ekstruderingstemperaturer på 450-500°C og en ekstruderingsbeholdertemperatur på 450°C, som opfyldte standardkravene. Dette skyldtes effekten af koldbearbejdningshærdning ved lavere ekstruderingstemperaturer, hvilket forårsagede korngrænsebrud og øget nedbrydning af fast opløsning mellem A1 og Mn under opvarmning før bratkøling, hvilket førte til omkrystallisation. Efterhånden som ekstruderingstemperaturen steg, blev produktets ultimative styrke Rm væsentligt forbedret. Når ekstruderingsbeholderens temperatur nærmede sig eller oversteg ingottemperaturen, faldt ujævn deformation, hvilket reducerede dybden af grove kornringe og øgede flydespændingen Rm. De rimelige parametre for ekstruderingsvarmebehandling er således: ingotekstruderingstemperatur på 450-500°C og ekstruderingsbeholdertemperatur på 430-450°C.
5.2 Fast opløsning og aldrende ortogonale eksperimentelle resultater og analyse
Tabel 6 viser, at de optimale niveauer er A3B1C2D3, med bratkøling ved 520°C, kunstig ældningstemperatur mellem 165-170°C og ældningsvarighed på 12 timer, hvilket resulterer i høj styrke og plasticitet af stængerne. Bratkølingsprocessen danner en overmættet fast opløsning. Ved lavere bratkølingstemperaturer falder koncentrationen af overmættet fast opløsning, hvilket påvirker styrken. En bratkølingstemperatur på omkring 520°C forstærker signifikant effekten af bratkølingsinduceret fast opløsningsstyrkelse. Intervallet mellem quenching og kunstig ældning, dvs. opbevaring ved stuetemperatur, har stor indflydelse på de mekaniske egenskaber. Dette er især udtalt for stænger, der ikke strækkes efter bratkøling. Når intervallet mellem bratkøling og ældning overstiger 1 time, falder styrken, især flydespændingen, betydeligt.
5.3 Metallografisk mikrostrukturanalyse
Højforstørrelses- og polariserede analyser blev udført på 6082-T6 barer ved faste opløsningstemperaturer på 520°C og 530°C. Fotos med høj forstørrelse afslørede ensartet sammensat udfældning med rigelige bundfaldsfasepartikler jævnt fordelt. Polariseret lysanalyse ved hjælp af Axiovert200-udstyr viste tydelige forskelle i kornstrukturfotos. Det centrale område viste små og ensartede korn, mens kanterne udviste en vis rekrystallisering med aflange korn. Dette skyldes væksten af krystalkerner ved høje temperaturer, der danner groft nålelignende bundfald.
6. Produktionspraksisvurdering
I den faktiske produktion blev der udført mekanisk præstationsstatistik på 20 partier af stænger og 20 partier af profiler. Resultaterne er vist i tabel 7 og 8. I den faktiske produktion blev vores ekstruderingsproces udført ved temperaturer, hvilket resulterede i T6-tilstandsprøver, og den mekaniske ydeevne opfyldte målværdierne.
7.Konklusion
(1) Ekstruderingsvarmebehandlingsparametre: Ingots ekstruderingstemperatur på 450-500°C; ekstruderingsbeholdertemperatur på 430-450°C.
(2) Endelige varmebehandlingsparametre: Optimal fast opløsningstemperatur på 520-530°C; ældningstemperatur ved 165±5°C, ældningsvarighed på 12 timer; intervallet mellem bratkøling og ældning bør ikke overstige 1 time.
(3) Baseret på praktisk vurdering omfatter den levedygtige varmebehandlingsproces: ekstruderingstemperatur på 450-530°C, ekstruderingsbeholdertemperatur på 400-450°C; fast opløsningstemperatur på 510-520°C; ældningsregime på 155-170°C i 12 timer; ingen specifik grænse for intervallet mellem quenching og aldring. Dette kan indarbejdes i retningslinjerne for procesdrift.
Redigeret af May Jiang fra MAT Aluminium
Post tid: Mar-15-2024
