1.Увод
Легуре алуминијума средње чврстоће показују повољне карактеристике обраде, осетљивост на гашење, жилавост на удар и отпорност на корозију. Они се интензивно користе у разним индустријама, као што су електроника и бродарство, за производњу цеви, шипки, профила и жица. Тренутно постоји све већа потражња за шипкама од 6082 алуминијумске легуре. Да бисмо задовољили захтеве тржишта и захтеве корисника, спровели смо експерименте на различитим процесима екструзијског грејања и процесима финалне термичке обраде за шипке 6082-Т6. Наш циљ је био да идентификујемо режим топлотне обраде који задовољава захтеве механичких перформанси за ове шипке.
2. Експериментални материјали и ток производног процеса
2.1 Експериментални материјали
Инготи за ливење величине Ф162×500 произведени су методом полу-континуираног ливења и подвргнути неуједначеном третману. Металуршки квалитет ингота је у складу са техничким стандардима интерне контроле компаније. Хемијски састав легуре 6082 приказан је у табели 1.
2.2 Ток производног процеса
Експерименталне шипке 6082 имале су спецификацију од Ф14мм. Контејнер за екструзију имао је пречник Ф170мм са дизајном екструзије са 4 рупе и коефицијентом екструзије 18,5. Специфични ток процеса укључивао је загревање ингота, екструзију, гашење, исправљање истезањем и узорковање, равнање ваљака, завршно сечење, вештачко старење, проверу квалитета и испоруку.
3. Експериментални циљеви
Циљ ове студије је био да се идентификују параметри процеса екструзионе термичке обраде и параметри финалне термичке обраде који утичу на перформансе шипки 6082-Т6, чиме се на крају постижу стандардни захтеви за перформансе. Према стандардима, уздужна механичка својства легуре 6082 треба да испуњавају спецификације наведене у табели 2.
4. Експериментални приступ
4.1 Испитивање термичке обраде екструзијом
Испитивање термичке обраде екструзијом се првенствено фокусирало на утицај температуре екструзије ингота ливења и температуре екструзијског контејнера на механичка својства. Одабир специфичних параметара је детаљно приказан у табели 3.
4.2 Испитивање чврстог раствора и термичке обраде старења
За процес термичке обраде чврстог раствора и старења коришћен је ортогонални експериментални дизајн. Одабрани нивои фактора дати су у табели 4, са ортогоналном табелом пројектовања означеном као ИЈ9(34).
5.Резултати и анализа
5.1 Екструзиони резултати и анализа експеримената топлотне обраде
Резултати експеримената термичке обраде екструзијом су приказани у табели 5 и на слици 1. За сваку групу узето је девет узорака и утврђени су просеци њихових механичких перформанси. На основу металографске анализе и хемијског састава, утврђен је режим термичке обраде: гашење на 520°Ц током 40 минута и старење на 165°Ц током 12 сати. Из табеле 5 и слике 1, може се приметити да како су температура екструзије ингота за ливење и температура екструзијског контејнера расли, како затезна чврстоћа тако и граница попуштања постепено су расле. Најбољи резултати су постигнути при температурама екструзије од 450-500°Ц и температури екструзијског контејнера од 450°Ц, што је испуњавало стандардне захтеве. Ово је било због ефекта хладног обрадивог каљења на нижим температурама екструзије, узрокујући ломове на границама зрна и повећану разградњу чврстог раствора између А1 и Мн током загревања пре гашења, што је довело до рекристализације. Како се температура екструзије повећавала, крајња чврстоћа Рм производа значајно се побољшала. Када се температура контејнера за екструзију приближи или премаши температуру ингота, неуједначена деформација се смањује, смањујући дубину прстенова крупног зрна и повећавајући границу течења Рм. Дакле, разумни параметри за екструзиону топлотну обраду су: температура екструзије ингота од 450-500°Ц и температура екструзијског контејнера од 430-450°Ц.
5.2 Чврсти раствор и ортогонални експериментални резултати и анализа старења
Табела 6 открива да су оптимални нивои А3Б1Ц2Д3, са гашењем на 520°Ц, температуром вештачког старења између 165-170°Ц и трајањем старења од 12 сати, што резултира високом чврстоћом и пластичношћу шипки. Процес гашења формира презасићени чврсти раствор. На нижим температурама гашења, концентрација презасићеног чврстог раствора опада, што утиче на чврстоћу. Температура гашења од око 520°Ц значајно појачава ефекат јачања чврстог раствора изазваног гашењем. Интервал између гашења и вештачког старења, односно складиштења на собној температури, у великој мери утиче на механичка својства. Ово је посебно изражено за штапове који нису истегнути након гашења. Када интервал између гашења и старења прелази 1 сат, чврстоћа, посебно граница течења, значајно опада.
5.3 Металографска микроструктурна анализа
Анализе са великим увећањем и поларизоване анализе су спроведене на шипкама 6082-Т6 на температурама чврстог раствора од 520°Ц и 530°Ц. Фотографије са великим увећањем откриле су уједначену преципитацију једињења са обилним честицама фазе талога равномерно распоређеним. Анализа поларизованог светла коришћењем опреме Акиоверт200 показала је јасне разлике у фотографијама структуре зрна. Централно подручје има ситна и једнолична зрна, док су ивице показивале рекристализацију са издуженим зрнима. То је због раста кристалних језгара на високим температурама, формирајући грубе игличасте преципитате.
6. Процена производне праксе
У стварној производњи, статистика механичких перформанси је спроведена на 20 серија шипки и 20 серија профила. Резултати су приказани у табелама 7 и 8. У стварној производњи, наш процес екструзије је изведен на температурама које су резултирале узорцима стања Т6, а механичке перформансе су задовољиле циљне вредности.
7.Закључак
(1) Параметри термичке обраде екструзијом: температура екструзије ингота од 450-500°Ц; температура контејнера за екструзију од 430-450°Ц.
(2) Параметри завршне термичке обраде: Оптимална температура чврстог раствора од 520-530°Ц; температура старења на 165±5°Ц, трајање старења 12 сати; интервал између гашења и старења не би требало да прелази 1 сат.
(3) На основу практичне процене, одрживи процес топлотне обраде обухвата: температуру екструзије од 450-530°Ц, температуру екструзијског контејнера од 400-450°Ц; температура чврстог раствора од 510-520°Ц; режим старења од 155-170°Ц током 12 сати; нема одређеног ограничења за интервал између гашења и старења. Ово се може укључити у упутства за рад процеса.
Уредио Маи Јианг из МАТ Алуминиум
Време поста: 15.03.2024
