6063 Aluminijska legura pripada nisko legurenom al-MG-SI seriju serije toplinske aluminijske legure. Ima odličnu izvedbu ekstruziranja, dobrog otpora korozije i sveobuhvatna mehanička svojstva. Također se široko koristi u automobilskoj industriji zbog lakog bojanka oksidacije. Uz ubrzanje trenda lakih automobila, primjena 6063 estruzijskog materijala od aluminija u automobilskoj industriji također se dodatno povećava.
Na mikrostrukturu i svojstva ekstrudiranih materijala utječe na kombinirane efekte ekstruzivne brzine, ekstruzijske temperature i ekstruzijskog omjera. Među njima, omjer ekstruzije uglavnom se određuje ekstruzijskim pritiskom, proizvodnom efikasnošću i proizvodnjom opreme. Kada je omjer ekstruzije mali, deformacija legure je mala i davanje mikrostrukture nije očito; Povećanje omjera ekstruzije može značajno pročistiti žitarice, razbiti grubu drugu fazu, dobiti jednoliku mikrostrukturu i poboljšati mehanička svojstva legure.
6061 i 6063 aluminijumske legure podvrgnu se dinamičkim rekristalizacijom tokom postupka ekstruzije. Kada je temperatura ekstruzije konstantna, jer se omjer ekstruzije povećava, veličina zrna se smanjuje, faza jačanja je fino raspršena, a zatezna snaga i zaduživanje od legure u skladu s tim; Međutim, kako se omjer ekstruzije povećava, povećava se i ekstrudivna sila potrebna za ekstruzijsku proces, uzrokujući veći toplinski učinak, uzrokujući da se unutarnju temperaturu legura povećava, te performanse proizvoda za smanjenje. Ovaj eksperiment studira učinak omjera ekstruzije, posebno veliki ekstruzijski omjer, na mikrostrukturi i mehaničkim svojstvima 6063 aluminijske legure.
1 eksperimentalni materijali i metode
Eksperimentalni materijal je 6063 aluminijumska legura, a hemijski sastav prikazan je u tablici 1. Izvorna veličina ingota je φ55 mm × 165 mm, a ona se obrađuje u ekstruzijskom grediku veličine φ50 mm × 150 mm nakon homogenizacije Tretman na 560 ℃ za 6 h. Billet se zagrijava na 470 ℃ i drži toplo. Temperatura predgrijavanja bačve za ekstrudiranje je 420 ℃, a temperatura predgrijavanja kalupa je 450 ℃. Kad se ekstrudijska brzina (brzina kretanja trupa) V = 5 mm / s ostaje nepromijenjena, izvršena su 5 grupa različitih ispitivanja ekstruzijskog omjera, a omjer ekstruziranja R su 17 (što odgovara promjeru rupe u obliku die d = 12 mm), 25 (d = 10 mm), 39 (d = 8 mm), 69 (d = 6 mm) i 156 (d = 4 mm).
Tabela 1 Hemijske kompozicije 6063 Al Legura (WT /%)
Nakon brušenja brušenja i mehaničkih poliranja, metalografski uzorci bili su uzorci sa HF reagensom s količinskim dijelom od 40% za oko 25 S, a metalografska struktura uzoraka na Lica-5000 optičkim mikroskopom. Uzorak analize teksture s veličinom od 10 mm × 10 mm izrezan je od središta uzdužnog dijela ekstrudirane šipke, a izvedeno je mehaničko brušenje i tičnja za uklanjanje površinskog sloja stresa. Nepotpune figure od tri kristalna aviona {111}, {200} i {220} uzorka mjerene su X'pert Pro MRD rendgenski analizator panalitičke kompanije, a podaci o teksturi su obrađeni i analizirani putem X'pert Data Data i X'pert Texte softverom.
Zatezni uzorak livenog legura uzet je iz središta ingota, a zatezni uzorak je smanjen po smjeru ekstruzije nakon ekstruzije. Veličina mjernog područja bila je φ4 mm × 28 mm. Zatezni test izveden je pomoću Sans CMT5105 univerzalni stroj za ispitivanje materijala sa zatezom od 2 mm / min. Prosječna vrijednost tri standardna uzoraka izračunata je kao mehaničke podatke o imovini. Morfologija loma zatečene uzorke primijećena je pomoću elektronskog mikroskopa skeniranja niskog uvećanja (QUANTA 2000, FEI, SAD).
2 rezultata i diskusija
Slika 1 prikazuje metalografsku mikrostrukturu asfaltiranja 6063 aluminijske legure prije i nakon homogenizacijskog liječenja. Kao što je prikazano na slici 1a, α-al zrna u as-livenoj mikrostrukturi variraju, veliki broj retikularne β-al9fe2si2 faze okupljaju se u graničnim granirama, a u zrnu postoji veliki broj granularnih MG2SI faza unutar zrna. Nakon što je ingot bio homogeniziran na 560 ℃ za 6 h, ne ravnonosiva euteksna faza između legura postepeno rastvarala, legura se rastvaralo u matricu, a prosječna veličina zrna bila je oko 125 μm (slika 1b) ).
Pre homogenizacije
Nakon uniformiranja tretmana na 600 ° C za 6 sati
Sl.1 Metallografska struktura od 6063 aluminijske legure prije i nakon homogenizacijskog liječenja
Slika 2 prikazuje izgled 6063 bara od aluminijskih legura s različitim ekstruzijskim omjerima. Kao što je prikazano na slici 2, kvalitet površine 6063 aluminijskih legura ekstrudiranih različitim ekstruzijskim omjerom je dobra, pogotovo kada se omjer ekstruzije povećava na 156 (što odgovara brzini ekstruziranja od 48 m / min), još uvijek nema Ekstrudirajuće nedostatke poput pukotina i piling na površini bara, što ukazuje da 6063 aluminijska legura ima i dobru verziju performansi formiranja u velikom brzinom i velikim ekstruzijskim omjerom.
Sl.2 Izgled 6063 šipki aluminijske legure sa različitim omjerom ekstruzije
Slika 3 prikazuje metalografsku mikrostrukturu uzdužnog dijela trake od legure od 6063. s različitim omjerima ekstruzije. Zrno strukturu bara sa različitim ekstruzijskim omjerima prikazuje različite stupnjeve izduženja ili profinjenja. Kada je omjer ekstruzije 17, originalna zrna izdužena je u smjeru ekstruziranja, uz stvaranje malog broja rekristaliziranih zrna, ali žitarice su i dalje relativno grubi, s prosječnom veličinom zrna od oko 85 μm (slika 3a) ; Kada je omjer ekstruzije 25, zrna su povučena vitkim, brojem rekristaliziranih zrna, a prosječna veličina zrna opada na oko 71 μm (slika 3b); Kada je omjer ekstruzije 39, osim malog broja deformiranih žitarica, mikrostruktura se u osnovi sastoji od ekvijaksirane rekristalizirane zrno neujednačene veličine, s prosječnom veličinom zrna (slika 3c); Kada je omjer ekstruzije 69, dinamički proces reciklizacije u osnovi je završen, grubo originalno zrno u potpunosti se transformiše u jednolično strukturirane rekristalizirane žitarice, a prosječna veličina zrna (slika 3D); Kada je omjer ekstruzije 156, uz potpuni napredak dinamičkog procesa recistalizacije, mikrostruktura je ujednačena, a veličina zrna uvelike je rafinirana na oko 32 μm (slika 3e). Uz povećanje omjera ekstruzije, dinamički proces recistalizacije u potpunosti se nastavlja, aluminijska mikrostruktura postaje ujednačena, a veličina zrna značajno je rafinirana (slika 3F).
Sl.3 Metallografska struktura i zrna veličina uzdužnog odeljka od 6063 aluminijskih legura sa različitim omjerima ekstruzije
Na slici 4 prikazuje figure inverzne stup od 6063 aluminijumske legure s različitim omjerima ekstruzije duž smjera ekstruzije. Može se vidjeti da mikrostrukture legure s različitim omjerima ekstruzije svi proizvode očitu preferencijalnu orijentaciju. Kada je omjer ekstruzije 17, formiran je slabiji <115> + <100> tekstura (slika 4a); Kada je omjer ekstruzije 39, komponente teksture su uglavnom jače <100> teksture i mala količina slabe <115> teksture (slika 4b); Kada je omjer ekstruzije 156, komponente teksture su <100> tekstura sa značajno povećanom čvrstoćom, dok <115> tekstura nestaje (slika 4c). Studije su pokazale da se kubični metali usredsređeni na lice uglavnom formiraju <111> i <100> žičane teksture tijekom ekstruzije i crtanja. Jednom kada se formira tekstura, sobna temperatura mehanička svojstva legure pokazuju očiglednu anisotropy. Snaga teksture povećava se s povećanjem ekstruzijskog omjera, što ukazuje na da je broj žitarica u određenom kristalnom smjeru paralelno s smjerom ekstruziranja u legura postepeno povećava, a uzdužna zatezna snaga legura povećava se. Mehanizmi jačanja od 6063 aluminijumskih leguranih materijala, jačanje finog žitarica, jačanje dislokacije, jačanje tekstura itd. U okviru raspona procesa koji se koriste u ovom eksperimentalnom studiju, povećavajući omjer ekstruzije na gore navedenim mehanizmima za jačanje.
Sl.4 Dijagram obrnutog pola 6063 šipke od legure aluminija s različitim omjerom ekstruzije duž smjera ekstruzije
Slika 5 je histogram zateznih svojstava 6063 aluminijske legure nakon deformacije u različitim ekstruzijskim omjerima. Zatezna snaga lijevanog legura je 170 MPa, a izduženje je 10,4%. Zatezna čvrstoća i izduženje legura nakon ekstruzije značajno su poboljšani, a zatezna snaga i izduženje postepeno se povećavaju uz povećanje omjera ekstruzije. Kad je omjer ekstruzije 156, zatezna snaga i izduženje legura dostižu maksimalnu vrijednost, koja su 228 MPa, odnosno 26,9%, što je oko 34% više od zatezne čvrstoće od lijevanog legura i oko 158% više od Izduživanje. Zatezna snaga od 6063 aluminijskog omjera dobivena je u blizini vrijednosti zatezanja (240 MPa) dobivena sa 4-prolaznim jednakim kutnim ekstrudiranjem (ECAP), što je mnogo više od vrijednosti zatezanja (171.1 MPa) Dobiveno 1-prolaznim ECAP ekstrudiranjem 6063 aluminijske legure. Može se vidjeti da omjer velike ekstruzije može poboljšati mehanička svojstva legure u određenoj mjeri.
Poboljšanje mehaničkih svojstava legure u odnosu na omjer ekstruziranja uglavnom dolazi od jačanja donošenja zrna. Kako se omjer ekstruzije povećava, zrna su rafinirana i povećava se gustoća dislokacije. Više graničnih granira po jedinici područja može efikasno ometati kretanje dislokacija, u kombinaciji sa međusobnim kretanjem i zapletanjem dislokacija, poboljšavajući snagu legure. Finija zrna, to su mutnija granica zrna, a plastična deformacija mogu se raštrkavati u više zrna, što ne pogoduje na formiranje pukotina, a kamoli razmnožavanje pukotina. Više energije se može apsorbirati tokom procesa loma, čime se poboljšava plastičnost legure.
Fig.5 zatezna svojstva 6063 aluminijske legure nakon lijevanja i ekstruzije
Zatezna morfologija legure nakon deformacije s različitim omjerima ekstruzije prikazana je na slici 6. Nije pronađen nijedan rupica u morfologiji loma uzorka asfalta (slika 6a), a prelom su uglavnom bili sastavljeni od ravnih područja i ivica za sušenje , što ukazuje da je mehanizam zategljenog loma od legure asfalt bio uglavnom lomljiv lom. Morfologija loma legure nakon ekstruzije značajno se promijenila, a lom se sastoji od velikog broja ekvivoznih rupica, što ukazuje na to da se mehanizam loma legura nakon ekstruzije promijenila iz lomljivog loma u protočno prijelom. Kad je omjer ekstruzije mali, uboji su plitki, a veličina slaboste boje je velika, a distribucija je neujednačena; Budući da se omjer ekstruzije povećava, veličina rubine, veličina rubova je manja, a distribucija je ujednačena (slika 6b ~ f), što znači da legura ima bolju plastičnost, što je u skladu s gore navedenim mehaničkim rezultatima ispitivanja.
3 Zaključak
U tom su eksperimentu, učinci različitih ekstrudiranih omjera na mikrostrukturu i svojstva 6063 legura aluminija analizirani su pod uvjetom da veličina grenice, ingot temperatura grijanja i brzina ekstruzije ostanu nepromijenjena. Zaključci su sljedeći:
1) Dinamična rekristallizacija javlja se u 6063 legura aluminija tokom vruće ekstruzije. Povećanjem omjera ekstruzije, zrna su kontinuirano rafinirana, a zrna izdužena duž smjera ekstruzije transformiraju se u izjednačene rekristalno zrno, a jačina <100> žičane teksture kontinuirano se povećava.
2) Zbog efekta jačanja finog žitarica, mehanička svojstva legure poboljšavaju se povećanjem omjera ekstruzije. U okviru raspona ispitivanja parametara, kada je omjer ekstruzije 156, zatezna snaga i izduženje legura dostižu maksimalne vrijednosti od 228 MPa i 26,9%.
Sl.6 Morfologije zatezanja u zatezanju 6063 aluminijske legure nakon lijevanja i ekstruzije
3) Morfologija loma uzorak asfalta sastoji se od ravnih područja i rubova za suze. Nakon ekstruzije, lom se sastoji od velikog broja izjednačenih rupica, a mehanizam loma se transformira iz lomljivog loma do protočnog loma.
Pošta: Nov-30-2024
