大きな壁の厚さ6061T6アルミニウム合金は、熱い押し出し後に消す必要があります。不連続な押出の制限により、プロファイルの一部は遅延がある水冷ゾーンに入ります。次の短いインゴットが押し出され続けると、プロファイルのこの部分は遅延消光を受けます。遅延クエンチングエリアに対処する方法は、すべての生産会社が考慮する必要がある問題です。押出テールエンドプロセスの廃棄物が短い場合、撮影されたパフォーマンスサンプルは資格があり、時には資格がない場合があります。側から再サンプリングすると、パフォーマンスは再び資格があります。この記事は、実験を通じて対応する説明を示します。
1。テスト材料と方法
この実験で使用される材料は6061アルミニウム合金です。スペクトル分析で測定された化学組成は次のとおりです。GB/T 3190-1996 International 6061アルミニウム合金組成標準に準拠しています。
この実験では、固形溶液処理のために押し出されたプロファイルの一部が採用されました。 400mmの長さのプロファイルは、2つの領域に分割されました。エリア1は直接水冷で消光されました。エリア2を空中で90秒間冷却し、その後水冷式に冷却しました。テスト図を図1に示します。
この実験で使用された6061アルミニウム合金プロファイルは、4000UST押出機によって押し出されました。カビの温度は500°C、キャスティングロッドの温度は510°C、押し出し出口温度は525°C、押出速度は2.1mm/s、押出プロセス中に高強度の水冷却が使用され、400mmが使用されます。長さのテストピースは、押し出された完成プロファイルの中央から取得されます。サンプル幅は150mm、高さは10.00mmです。
撮影したサンプルを分割し、再び溶液処理にかけました。溶液温度は530°Cで、溶液時間は4時間でした。それらを取り出した後、サンプルは水深100mmの大きな水槽に入れられました。 より大きな水槽は、ゾーン1のサンプルが水冷式になった後、水槽の水温がほとんど変化しないことを保証し、水温の上昇が水冷強度に影響を与えるのを防ぎます。水冷却プロセス中に、水温が20〜25°Cの範囲内にあることを確認してください。クエンチ付きサンプルは、165°C*8時間で熟成されました。
厚さ400mmの長さ400mmの長さの一部を服用し、Brinell硬度テストを実行します。 10mmごとに5つの測定を行います。この時点でブリネルの硬度が生じるので、5つのブリネルの硬度の平均値を取得し、硬度の変化パターンを観察します。
プロファイルの機械的特性がテストされ、引張平行セクション60mmを400mmサンプルの異なる位置で制御して、引張特性と破壊位置を観察しました。
90年代の遅延後のサンプルの水冷却されたクエンチングとクエンチングの温度フィールドをANSYSソフトウェアを介してシミュレートし、異なる位置でのプロファイルの冷却速度を分析しました。
2。実験結果と分析
2.1硬度テスト結果
図2は、ブリネル硬度テスターで測定された長さ400mmのサンプルの硬度変化曲線を示しています（アブシッサの単位の長さは10mmを表し、0スケールは通常の消光と遅延消光の間の分割線です）。水冷端の硬度は約95HBで安定していることがわかります。水冷消光と90年代の水冷消光の遅延の間の分割線の後、硬さは低下し始めますが、初期段階では低下率は遅くなります。 40mm（89HB）の後、硬度は急激に低下し、80mmで最低値（77HB）に低下します。 80mm後、硬度は減少し続けませんでしたが、ある程度増加しました。増加は比較的少なかった。 130mm後、硬度は約83HBで変化しませんでした。熱伝導の影響により、遅延消光部の冷却速度が変化したと推測できます。
2.2パフォーマンステストの結果と分析
表2は、平行セクションの異なる位置から採取したサンプルで行われた引張実験の結果を示しています。 1番と2番の引張強度と降伏強度にはほとんど変化がないことがわかります。遅延消光端の割合が増加すると、合金の引張強度と降伏強度は、大きな下降傾向を示します。ただし、各サンプリング位置の引張強度は標準強度を超えています。硬度が最も低い地域でのみ、降伏強度はサンプル標準よりも低く、サンプルの性能は資格がありません。
図4は、サンプル番号3の引張特性の結果を示しています。図4から、境界線から遠く離れているほど、遅延消光端の硬度が低くなることがわかります。硬度の低下は、サンプルの性能が低下していることを示していますが、硬度はゆっくりと減少し、平行セクションの最後で95HBから約91HBに減少します。表1のパフォーマンスの結果からわかるように、水冷のために引張強度は342MPaから320MPaから320MPaに減少しました。同時に、引張サンプルの破壊点は、硬度が最も低い平行部分の終わりにもあることがわかりました。これは、水冷から遠く離れているため、合金性能が低下し、端が最初に引張強度制限に達し、ネッキングを下に形成するためです。最後に、パフォーマンスの最低ポイントからの脱出、ブレーク位置はパフォーマンステストの結果と一致しています。
図5は、サンプル番号4の平行セクションの硬度曲線と破壊位置を示しています。水冷除算ラインから遠く離れているほど、遅延した消光端の硬度が低くなることがわかります。同時に、骨折の位置も最後に、硬度が最も低い86HBの骨折です。表2から、水冷端にはほとんど塑性変形がないことがわかります。表1から、サンプルの性能（引張強度298MPa、収率266MPa）が大幅に減少することがわかります。引張強度はわずか298mpaであり、これは水冷端（315MPa）の降伏強度に達しません。端は、315MPaより低いときにネッキングダウンを形成しました。骨折の前に、水冷領域で弾性変形のみが発生しました。ストレスが消えると、水で冷却された端でのひずみが消えました。その結果、表2の水冷ゾーンの変形量にはほとんど変化はありません。サンプルは遅延速度の火災の終わりに破壊され、変形した領域が減少し、最終硬度が最も低く、パフォーマンス結果が大幅に減少します。
400mmの試験片の終わりに100％遅延したクエンチングエリアからサンプルを採取します。図6は、硬度曲線を示しています。平行セクションの硬度は約83〜84hbに減少し、比較的安定しています。同じプロセスにより、パフォーマンスはほぼ同じです。骨折位置に明らかなパターンは見られません。合金性能は、水切りサンプルのパフォーマンスよりも低いです。
パフォーマンスと骨折の規則性をさらに調査するために、引張試験片の平行セクションが最下部の硬度（77HB）の近くで選択されました。表1から、パフォーマンスが大幅に低下し、図2の硬度の最低点に骨折が現れたことがわかりました。
2.3 ANSYS分析の結果
図7は、異なる位置での冷却曲線のANSYSシミュレーションの結果を示しています。水冷領域のサンプルの温度が急速に低下したことがわかります。 5秒後、温度は100°C未満に低下し、境界線から80mmで、90秒で温度が約210°Cに低下しました。平均温度低下は3.5°C/sです。ターミナル空気冷却エリアで90秒後、温度は約360°Cに低下し、平均降下率は1.9°C/sになります。
パフォーマンスの分析とシミュレーションの結果を通じて、水冷領域と遅延クエンチングエリアのパフォーマンスは、最初に減少してからわずかに増加する変化パターンであることがわかります。境界線近くの水冷の影響を受ける熱伝導により、特定の領域のサンプルは、水冷式（3.5°C/s）よりも低い冷却速度で低下します。その結果、マトリックスに固化するMg2Siはこの領域で大量に沈殿し、90秒後に温度は約210°Cに低下しました。大量のMg2Siが沈殿したため、90秒後に水冷の効果が小さくなりました。老化治療後に沈殿したMG2SI強化位相の量は大幅に減少し、その後、サンプルのパフォーマンスが低下しました。ただし、境界線から遠く離れた遅延消光ゾーンは、水冷熱伝導の影響を少なくし、空気冷却条件（冷却速度1.9°C/s）で合金が比較的ゆっくりと冷却されます。 MG2SI相のごく一部のみがゆっくりと沈殿し、90年代以降は温度は360cです。水冷後、MG2SI相のほとんどはまだマトリックスにあり、老化後に分散して沈殿します。これは強化された役割を果たします。
3。結論
クエンチングを遅らせると、通常の消光と遅延クエンチングの交差点で遅延クエンチングゾーンの硬度が最初に減少し、最終的に安定するまでわずかに増加することが実験を通じて発見されました。
6061アルミニウム合金の場合、90秒間の通常の消光および遅延消光後の引張強度はそれぞれ342MPaおよび288MPaであり、降伏強度は315MPaと252MPaであり、どちらもサンプル性能基準を満たしています。
硬度が最も低い領域があり、通常の消光後に95HBから77HBに減少します。ここでのパフォーマンスも最低で、引張強度は271MPaで、降伏強度は220MPaです。
ANSYS分析により、90年代の遅延消光ゾーンの最低パフォーマンスポイントでの冷却速度が1秒あたり約3.5°C減少し、強化相MG2SI相の固形溶液が不十分であることがわかりました。この記事によると、パフォーマンスの危険ポイントは、通常のクエンチングと遅延クエンチングの接合部の遅延クエンチング領域に表示され、接合部からそれほど遠くないことがわかります。プロセス廃棄物を終了します。
Mat Aluminumの5月jiangが編集
投稿時間：AUG-28-2024
