1.Въведение
Алуминиевите сплави със средна якост показват благоприятни характеристики на обработка, чувствителност на закаляване, якост на удар и устойчивост на корозия. Те са широко използвани в различни индустрии, като електроника и корабоплаване, за производство на тръби, пръти, профили и проводници. В момента има нарастващо търсене на пръти от алуминиева сплав 6082. За да отговорим на изискванията на пазара и изискванията на потребителите, ние проведохме експерименти върху различни процеси на нагряване чрез екструдиране и процеси на крайна топлинна обработка за 6082-T6 пръти. Нашата цел беше да идентифицираме режим на топлинна обработка, който удовлетворява изискванията за механични характеристики на тези пръти.
2.Експериментални материали и поток на производствения процес
2.1 Експериментални материали
Слитъците за отливане с размер Ф162×500 са произведени по метода на полунепрекъснато леене и са подложени на неравномерна обработка. Металургичното качество на слитъците отговаряше на техническите стандарти за вътрешен контрол на компанията. Химическият състав на сплавта 6082 е показан в таблица 1.
2.2 Поток на производствения процес
Експерименталните 6082 пръта бяха със спецификация Ф14 мм. Контейнерът за екструдиране е с диаметър Ф170 mm с дизайн на екструзия с 4 отвора и коефициент на екструзия 18,5. Специфичният процес включваше нагряване на слитъка, екструзия, закаляване, изправяне при разтягане и вземане на проби, изправяне с ролка, окончателно рязане, изкуствено стареене, проверка на качеството и доставка.
3. Експериментални цели
Целта на това проучване беше да се идентифицират параметрите на процеса на топлинна обработка чрез екструдиране и крайните параметри на топлинна обработка, които влияят на производителността на пръти 6082-T6, като в крайна сметка се постигат стандартни изисквания за производителност. Съгласно стандартите, надлъжните механични свойства на сплавта 6082 трябва да отговарят на спецификациите, изброени в таблица 2.
4.Експериментален подход
4.1 Изследване на топлинна обработка чрез екструдиране
Изследването на термичната обработка на екструдиране се фокусира основно върху ефектите от температурата на екструдиране на отливка и температурата на екструзионния контейнер върху механичните свойства. Конкретните избори на параметри са описани подробно в таблица 3.
4.2 Изследване на топлинна обработка на твърд разтвор и стареене
Използван е ортогонален експериментален дизайн за процеса на топлинна обработка на твърд разтвор и стареене. Избраните нива на факторите са дадени в таблица 4, като таблицата за ортогонален дизайн е означена като IJ9(34).
5. Резултати и анализ
5.1 Резултати от експеримента за топлинна обработка чрез екструдиране и анализ
Резултатите от експериментите за топлинна обработка чрез екструдиране са представени в Таблица 5 и Фигура 1. Девет проби са взети за всяка група и са определени техните средни механични характеристики. Въз основа на металографски анализ и химичен състав е установен режим на термична обработка: закаляване при 520°C за 40 минути и стареене при 165°C за 12 часа. От Таблица 5 и Фигура 1 може да се види, че с повишаването на температурата на екструдиране на отливката и температурата на екструзионния контейнер както якостта на опън, така и границата на провлачване постепенно се увеличават. Най-добри резултати са получени при температури на екструзия от 450-500°C и температура на екструзионния контейнер от 450°C, което отговаря на стандартните изисквания. Това се дължи на ефекта от втвърдяването при студена обработка при по-ниски температури на екструзия, причинявайки фрактури на границите на зърното и повишено разлагане на твърдия разтвор между A1 и Mn по време на нагряване преди закаляване, което води до рекристализация. Тъй като температурата на екструдиране се повишава, крайната якост Rm на продукта значително се подобрява. Когато температурата на екструзионния контейнер се приближи или надвиши температурата на слитъка, неравномерната деформация намаля, намалявайки дълбочината на едрозърнестите пръстени и увеличавайки границата на провлачване Rm. По този начин разумните параметри за термична обработка чрез екструдиране са: температура на екструдиране на слитък от 450-500°C и температура на екструзионния контейнер от 430-450°C.
5.2 Ортогонални експериментални резултати и анализ на твърд разтвор и стареене
Таблица 6 разкрива, че оптималните нива са A3B1C2D3, с охлаждане при 520°C, температура на изкуствено стареене между 165-170°C и продължителност на стареене от 12 часа, което води до висока якост и пластичност на прътите. Процесът на охлаждане образува свръхнаситен твърд разтвор. При по-ниски температури на охлаждане концентрацията на свръхнаситен твърд разтвор намалява, което влияе върху якостта. Температурата на закаляване от около 520°C значително подобрява ефекта от предизвиканото от охлаждането укрепване на твърдия разтвор. Интервалът между закаляването и изкуственото стареене, т.е. съхранение при стайна температура, силно влияе върху механичните свойства. Това е особено изразено при пръти, които не са разтегнати след охлаждане. Когато интервалът между закаляването и стареенето надвиши 1 час, якостта, особено границата на провлачване, намалява значително.
5.3 Металографски анализ на микроструктурата
Анализи с голямо увеличение и поляризирани анализи бяха проведени на 6082-T6 ленти при температури на твърдия разтвор от 520°C и 530°C. Снимки с голямо увеличение разкриват равномерно утаяване на съединение с изобилие от фазови частици на утайка, равномерно разпределени. Анализът на поляризирана светлина с помощта на оборудване Axiovert200 показа различни разлики в снимките на структурата на зърната. Централната зона показва малки и еднакви зърна, докато краищата показват известна рекристализация с удължени зърна. Това се дължи на растежа на кристалните ядра при високи температури, образуващи груби игловидни утайки.
6.Оценка на производствената практика
В действителното производство статистиката на механичните показатели беше проведена на 20 партиди пръти и 20 партиди профили. Резултатите са показани в таблици 7 и 8. В действителното производство, нашият процес на екструдиране беше извършен при температури, водещи до проби със състояние T6, и механичните характеристики отговаряха на целевите стойности.
7. Заключение
(1) Параметри на топлинна обработка на екструдиране: Температура на екструдиране на блокове от 450-500 ° C; температура на контейнера за екструдиране 430-450°C.
(2) Крайни параметри на топлинна обработка: Оптимална температура на твърд разтвор от 520-530°C; температура на стареене 165±5°C, продължителност на стареене 12 часа; интервалът между охлаждането и стареенето не трябва да надвишава 1 час.
(3) Въз основа на практическа оценка жизнеспособният процес на термична обработка включва: температура на екструзия от 450-530°C, температура на екструзионния контейнер от 400-450°C; температура на твърдия разтвор 510-520°C; режим на стареене 155-170°C за 12 часа; няма конкретно ограничение за интервала между охлаждане и стареене. Това може да бъде включено в насоките за работа на процеса.
Редактирано от May Jiang от MAT Aluminium
Време на публикуване: 15 март 2024 г
