1.はじめに
中強度のアルミニウム合金は、良好な加工特性、焼入れ感度、衝撃靱性、および耐食性を示します。これらは、エレクトロニクスや船舶などのさまざまな業界で、パイプ、ロッド、異形材、ワイヤーの製造に広く使用されています。現在、6082 アルミニウム合金棒の需要が高まっています。市場の需要とユーザーの要件を満たすために、6082-T6 バーのさまざまな押出加熱プロセスと最終熱処理プロセスに関する実験を実施しました。私たちの目標は、これらのバーの機械的性能要件を満たす熱処理計画を特定することでした。
2.実験材料と製造工程の流れ
2.1 実験材料
サイズФ162×500の鋳造インゴットを半連続鋳造法で製造し、不均一処理を施した。インゴットの冶金品質は社内の内部管理技術基準に適合していました。6082 合金の化学組成を表 1 に示します。
2.2 製造工程の流れ
実験用の 6082 バーの仕様は Ф14mm でした。押出容器の直径はФ170mm、4穴押出設計、押出係数は18.5でした。具体的なプロセスフローには、インゴットの加熱、押出、焼入れ、延伸矯正とサンプリング、ローラー矯正、最終切断、人工時効、品質検査、納品が含まれます。
3.実験の目的
この研究の目的は、6082-T6 バーの性能に影響を与える押出熱処理プロセスパラメータと最終熱処理パラメータを特定し、最終的に標準性能要件を達成することでした。規格によれば、6082 合金の長手方向の機械的特性は、表 2 にリストされている仕様を満たす必要があります。
4.実験的アプローチ
4.1 押出熱処理の検討
押出熱処理の調査では、主に鋳造インゴットの押出温度と押出容器の温度が機械的特性に及ぼす影響に焦点を当てました。特定のパラメータの選択については、表 3 で詳しく説明します。
4.2 固溶化および時効熱処理の検討
固溶体および時効熱処理プロセスには直交実験計画が採用されました。選択した因子水準を表 4 に示します。直交計画表は IJ9(34) として示されます。
5.結果と分析
5.1 押出熱処理実験結果と解析
押出熱処理実験の結果を表 5 および図 1 に示します。各グループから 9 個のサンプルを採取し、それらの機械的性能の平均を求めました。金属組織学的分析と化学組成に基づいて、520℃で40分間焼入れし、165℃で12時間時効する熱処理計画が確立されました。表５および図１から、鋳造インゴット押出温度および押出容器温度が増加するにつれて、引張強度および降伏強度の両方が徐々に増加することが観察できる。最良の結果は、標準要件を満たした 450 ～ 500 °C の押出温度および 450 °C の押出容器温度で得られました。これは、より低い押出温度での冷間加工硬化の影響によるもので、粒界破壊が発生し、焼入れ前の加熱中に A1 と Mn の間の固溶分解が増加し、再結晶化が引き起こされました。押出温度が上昇するにつれて、製品の極限強度 Rm は大幅に向上しました。押出容器の温度がインゴット温度に近づくか超えると、不均一な変形が減少し、粗粒リングの深さが減少し、降伏強度 Rm が増加します。したがって、押出熱処理の適切なパラメータは、インゴット押出温度 450 ～ 500 ℃、押出容器温度 430 ～ 450 ℃ です。
5.2 固溶体と時効の直交実験結果と分析
表 6 は、最適なレベルは A3B1C2D3 で、520°C で焼き入れ、165 ～ 170°C の人工時効温度、および 12 時間の時効期間で、棒材の高い強度と可塑性が得られることを示しています。急冷プロセスでは過飽和固溶体が形成されます。焼入れ温度が低いと、過飽和固溶体の濃度が減少し、強度に影響します。約 520°C の焼入れ温度は、焼入れ誘起固溶体強化の効果を大幅に高めます。焼入れと人工時効の間の間隔、つまり室温での保管は、機械的特性に大きく影響します。これは、焼入れ後に引き伸ばされていないロッドで特に顕著です。焼入れと時効の間隔が1時間を超えると、強度、特に降伏強度が著しく低下します。
5.3 金属組織微細構造解析
6082-T6 バーについて、固溶体温度 520°C および 530°C で高倍率および分極分析を実施しました。高倍率写真により、豊富な沈殿相粒子が均一に分布した均一な化合物の沈殿が明らかになりました。Axiovert200装置を使用した偏光分析では、粒子構造写真に明らかな違いが示されました。中央領域は小さくて均一な結晶粒を示しましたが、エッジは細長い結晶粒を伴ういくらかの再結晶を示しました。これは、高温で結晶核が成長し、粗大な針状の析出物が形成されるためです。
6.生産実践評価
実際の生産では、20 バッチのバーと 20 バッチのプロファイルについて機械的性能統計が実行されました。結果を表 7 および表 8 に示します。実際の生産では、T6 状態のサンプルが得られる温度で押出プロセスが実行され、機械的性能は目標値を満たしました。
7.結論
（１）押出熱処理パラメータ：インゴット押出温度４５０〜５００℃。押出容器の温度は430～450℃。
(2) 最終熱処理パラメータ: 最適固溶温度 520 ～ 530°C。エージング温度 165±5°C、エージング時間 12 時間。焼入れと時効の間の間隔は 1 時間を超えてはなりません。
(3) 実際の評価に基づいて、実行可能な熱処理プロセスには、押出温度 450 ～ 530 ℃、押出容器温度 400 ～ 450 ℃が含まれます。固溶温度は510〜520℃。155～170℃で12時間のエージングレジメン。焼入れと老化の間の間隔に特別な制限はありません。これはプロセス操作ガイドラインに組み込むことができます。
MAT Aluminium の May Jiang が編集
投稿日時: 2024 年 3 月 15 日
