6063 Алюмініевы сплаў належыць да алюмініевага сплаву з нізкім утрыманнем AL-MG-SI. Ён мае выдатную прадукцыйнасць ліцця экструзіі, добрую карозію і комплексныя механічныя ўласцівасці. Ён таксама шырока выкарыстоўваецца ў аўтамабільнай прамысловасці з -за простай афарбоўкі акіслення. З паскарэннем тэндэнцыі лёгкіх аўтамабіляў, прымяненне 6063 алюмініевых сплаваў экструзійных матэрыялаў у аўтамабільнай прамысловасці таксама павялічылася.
На мікраструктуру і ўласцівасці экструдаваных матэрыялаў ўплываюць камбінаваныя эфекты хуткасці экструзіі, тэмпературу экструзіі і экструзіі. Сярод іх каэфіцыент экструзіі ў асноўным вызначаецца ціскам экструзіі, эфектыўнасцю вытворчасці і вытворчым абсталяваннем. Калі каэфіцыент экструзіі невялікі, дэфармацыя сплаву невялікая, а ўдакладненне мікраструктуры не відавочная; Павелічэнне суадносін экструзіі можа значна ўдакладніць збожжа, разбіць грубую другую фазу, атрымаць раўнамерную мікраструктуру і палепшыць механічныя ўласцівасці сплаву.
6061 і 6063 алюмініевыя сплавы падвяргаюцца дынамічнай перакрышталізацыі падчас працэсу экструзіі. Калі тэмпература экструзіі пастаянная, па меры павелічэння суадносін экструзіі памер збожжа памяншаецца, фаза ўмацавання дробна рассеяны, а трываласць на расцяжэнне і падаўжэнне сплаву адпаведна павялічваюцца; Аднак па меры павелічэння ўзрастаючага каэфіцыента экструзіі сіла экструзіі, неабходная для працэсу экструзіі, таксама павялічваецца, што выклікае большы цеплавы эфект, у выніку чаго ўнутраная тэмпература сплаву павышаецца, а прадукцыйнасць прадукту зніжаецца. У гэтым эксперыменце вывучаецца ўплыў каэфіцыента экструзіі, асабліва вялікага каэфіцыента экструзіі, на мікраструктуру і механічныя ўласцівасці 6063 алюмініевага сплаву.
1 эксперыментальныя матэрыялы і метады
Эксперыментальны матэрыял складае 6063 алюмініевы сплаў, а хімічны склад паказаны ў табліцы 1. Першапачатковы памер злітка складае φ55 мм × 165 мм, і ён апрацоўваецца ў экструзійную нарыхтоўку памерам φ50 мм × 150 мм пасля гомагенізацыі Лячэнне пры 560 ℃ на працягу 6 гадзін. Нарыхтоўка награваецца да 470 ℃ і сагрэецца. Тэмпература папярэдняга разагрэву экструзійнай бочкі складае 420 ℃, а тэмпература разагрэву формы складае 450 ℃. Калі хуткасць экструзіі (хуткасць, якая рухаецца стрыжнем) v = 5 мм/с застаецца нязменнай, праводзяцца 5 груп розных выпрабаванняў экструзіі, і каэфіцыент экструзіі R - 17 (адпавядае дыяметрам адтуліны D = 12 мм), 25 (d = 10 мм), 39 (d = 8 мм), 69 (d = 6 мм) і 156 (d = 4 мм).
Табліца 1 Хімічныя кампазіцыі 6063 Al Alloy (мас/%)
Пасля шліфавання наждачнай паперы і механічнай паліроўкі металаграфічныя ўзоры былі ўрэзаны рэагентам HF з аб'ёмнай доляй 40% прыблізна за 25 с, а металаграфічная структура ўзораў назіралася на аптычным мікраскопе Leica-5000. Узор аналізу тэкстуры памерам 10 мм × 10 мм быў разрэзаны з цэнтра падоўжнага ўчастка экструдаванага стрыжня, а для выдалення пласта напружання павярхоўнага напружання праводзіўся механічнае шліфаванне і тручэнне. Няпоўныя фігуры полюса трох крыштальных плоскасцей {111}, {200} і {220} пробы вымяраліся з дапамогай дыфрактора рэнтгенаўскага дыфракцыі X'Pert Pro MRD, і дадзеныя тэкстуры былі апрацаваны і прааналізаваны прааналізаванымі і прааналізаваны Па праглядзе дадзеных X'Pert і праграмнага забеспячэння X'Pert.
Узор расцяжэння адліўнага сплаву быў узяты з цэнтра злітка, і пасля экструзіі быў разрэзаны ўзор расцяжэння. Памер датчыка склаў φ44 мм × 28 мм. Тэст на расцяжэнне праводзіўся з выкарыстаннем універсальнага выпрабавальнага матэрыялу SANS CMT5105 з хуткасцю расцяжэння 2 мм/мін. Сярэдняе значэнне трох стандартных узораў было разлічана як дадзеныя механічнай уласцівасці. Марфалогія пералому ўзораў расцяжэння назіралася з выкарыстаннем электроннага мікраскопа з нізкім узроўнем мадэлявання (Quanta 2000, FEI, ЗША).
2 вынікі і абмеркаванне
На малюнку 1 паказана металаграфічная мікраструктура алюмініевага сплаву AS-CAST 6063 да і пасля лячэння гомагенізацыі. Як паказана на малюнку 1А, збожжа α-Al у мікраструктуры AS-Cast адрозніваецца па памерах, вялікая колькасць этыкулярных фаз β-Al9FE2SI2 збіраецца ў межах збожжа, а вялікая колькасць гранулярных фаз MG2SI існуе ўнутры збожжа. Пасля таго, як злітка была гамагенізавана пры 560 ℃ на працягу 6 гадзін, эўтэктычная фаза, якая не адпавядае эканоміцы паміж сплавамі дендрытаў, паступова распушчаны, элементы сплаву, раствараныя ў матрыцы, мікраструктура была аднастайнай, а сярэдні памер збожжа складаў каля 125 мкМ (малюнак 1b 1b 1b (малюнак 1b 1b (мал. ).
Перад гомагенізацыяй
Пасля раўнамернага лячэння пры 600 ° С на працягу 6 гадзін
Мал.1 Металаграфічная структура 6063 алюмініевага сплаву да і пасля лячэння гомагенізацыі
На малюнку 2 паказана з'яўленне 6063 алюмініевых сплаваў з рознымі суадносінамі экструзіі. Як паказана на малюнку 2, якасць паверхні 6063 алюмініевых сплаваў, экструдаваныя з рознымі каэфіцыентамі экструзіі, добрая, асабліва калі каэфіцыент экструзіі павялічваецца да 156 (што адпавядае хуткасці вылучэння бруса 48 м/мін), усё яшчэ няма не Экструзійныя дэфекты, такія як расколіны і лушчэнне на паверхні планкі, што сведчыць суадносіны.
Мал.2 Знеm
На малюнку 3 паказана металаграфічная мікраструктура падоўжнага раздзела 6063 алюмініевага сплава з розным каэфіцыентам экструзіі. Структура збожжа планкі з рознымі каэфіцыентамі экструзіі паказвае розныя ступені падаўжэння або ўдакладнення. Калі каэфіцыент экструзіі складае 17, зыходныя збожжа выцягваюцца па кірунку экструзіі, суправаджаючыся адукацыяй невялікай колькасці перакрышталізаваных зерняў, але збожжа па -ранейшаму адносна грубы, з сярэднім памерам зерня каля 85 мкм (мал. 3а) ; Калі каэфіцыент экструзіі складае 25, збожжа выцягваюць больш стройныя, колькасць перакрышталізаваных зерняў павялічваецца, а сярэдні памер збожжа памяншаецца прыблізна да 71 мкм (мал. 3Б); Калі каэфіцыент экструзіі складае 39, за выключэннем невялікай колькасці дэфармаваных зерняў, мікраструктура ў асноўным складаецца з эквіаксированного перакрышталізаванага зерня нераўнамернага памеру, з сярэднім памерам зерня каля 60 мкм (мал. 3С); Калі каэфіцыент экструзіі складае 69, працэс дынамічнай перакрышталізацыі ў асноўным завяршаецца, грубыя зыходныя збожжа былі цалкам ператвораны ў раўнамерна структураваны перакрышталізаваны зерня, а сярэдні памер збожжа ўдакладняецца прыблізна 41 мкм (мал. 3D); Калі каэфіцыент экструзіі складае 156, з поўным прагрэсам працэсу дынамічнай перакрышталізацыі, мікраструктура з'яўляецца больш раўнамернай, а памер збожжа значна ўдакладняецца прыблізна да 32 мкм (мал. 3Е). З павелічэннем каэфіцыента экструзіі, дынамічны працэс перакрышталізацыі працягваецца больш поўна, мікраструктура сплаву становіцца больш раўнамернай, а памер збожжа значна ўдакладняецца (мал. 3F).
Мал.
На малюнку 4 прыведзены зваротныя полюсныя лічбы 6063 алюмініевых сплаваў з рознымі каэфіцыентамі экструзіі па кірунку экструзіі. Ві Калі каэфіцыент экструзіі складае 17, утвараецца слабейшая <115>+<10> тэкстура (мал. 4А); Калі каэфіцыент экструзіі складае 39, кампаненты тэкстуры ў асноўным мацнейшыя <100> тэкстура і невялікая колькасць слабых <115> тэкстура (малюнак 4b); Калі каэфіцыент экструзіі складае 156, кампаненты тэкстуры - гэта тэкстура <100> са значна павышанай трываласцю, у той час як <115> тэкстура знікае (мал. 4С). Даследаванні паказалі, што кубічныя металы, арыентаваныя на асобу, у асноўным утвараюцца <111> і <100> дроту, пры экструзіі і маляванні. Пасля ўтварэння тэкстуры механічныя ўласцівасці пакаёвай тэмпературы сплаву выяўляюць відавочную анізатропію. Сіла тэкстуры павялічваецца з павелічэннем каэфіцыента экструзіі, што сведчыць аб тым, што колькасць зерняў у пэўным кірунку крышталя, паралельна кірунку экструзіі ў сплаве, паступова павялічваецца, а падоўжная трываласць расцяжэння сплаву павялічваецца. Механізмы ўмацавання 6063 алюмініевых сплаваў гарачых экструзійных матэрыялаў ўключаюць тонкае ўмацаванне збожжа, умацаванне дыслакацыі, умацаванне тэкстуры і г.д. У межах дыяпазону параметраў працэсаў, якія выкарыстоўваюцца ў гэтым эксперыментальным даследаванні, павелічэнне каэфіцыента экструзіі аказвае стымуляванне ўплыву на вышэйзгаданыя механізмы ўмацавання.
Мал.
Малюнак 5 - гэта гістаграма ўласцівасцей расцяжэння 6063 алюмініевага сплаву пасля дэфармацыі пры розных суадносінах экструзіі. Трываласць на расцяжэнне адліванага сплаву складае 170 МПа, а падаўжэнне - 10,4%. Сіла расцяжэння і падаўжэнне сплаву пасля экструзіі значна паляпшаюцца, а трываласць на расцяжэнне і падаўжэнне паступова павялічваюцца з павелічэннем каэфіцыента экструзіі. Калі каэфіцыент экструзіі складае 156, трываласць пры расцяжэнні і падаўжэнне сплаву дасягаюць максімальнага значэння, якія 228 МПа і 26,9% адпаведна, што прыблізна на 34% вышэй, чым трываласць на расцяжэнне адліванага сплаву і прыблізна на 158% вышэй, чым у падаўжэнне. Трываласць пры расцяжэнні 6063 алюмініевага сплаву, атрыманага шляхам вялікага каэфіцыента экструзіі, блізкая да значэння трываласці пры расцяжэнні (240 МПа), атрыманага з дапамогай 4-праходнага роўнага канала вуглавай экструзіі (ECAP), што значна вышэй, чым значэнне трываласці на расцяжэнне (171,1 МПа) атрыманы пры дапамозе экструзіі ECAP 1-Pass 6063 алюмініевага сплаву. Відаць, што вялікі каэфіцыент экструзіі можа ў пэўнай ступені палепшыць механічныя ўласцівасці сплаву.
Удасканаленне механічных уласцівасцей сплаву шляхам каэфіцыента экструзіі ў асноўным адбываецца ад умацавання ўдакладнення збожжа. Па меры павелічэння суадносін экструзіі збожжа ўдакладняецца, а шчыльнасць дыслакацыі павялічваецца. Больш межаў збожжа на адзінку плошчы можа эфектыўна перашкаджаць руху дыслакацый у спалучэнні з узаемным рухам і заблытаным дыслакацыям, тым самым паляпшаючы трываласць сплаву. Чым больш дробныя збожжа, тым больш пакручастыя межы збожжа і пластычная дэфармацыя можа быць рассеяна ў больш зернях, што не спрыяе адукацыі расколін, не кажучы ўжо пра распаўсюджванне расколін. У працэсе пералому можа паглынацца больш энергіі, паляпшаючы пластычнасць сплаву.
Мал.5 Уласцівасці расцяжэння 6063 алюмініевага сплаву пасля ліцця і экструзіі
Марфалогія расцяжэння разрыву сплаву пасля дэфармацыі з рознымі каэфіцыентамі экструзіі паказана на малюнку 6. У марфалогіі пералому ўзору ўзору (мал. 6А) не было выяўлена, і пералом у асноўным складаўся з плоскіх участкаў, а разрываючы краю краёў краёў, якія разрываюцца, і разрываюць краю краях, якія разрываюць краю, і разрываюць краю, якія разрываюць краю, і разрываюць краю, якія разрываюцца па краях, і пералом склаўся ў асноўным з плоскіх участкаў, а разрываючы краю краёў, якія разрываюць краю, і разрываюць краю, якія разрываюць краю, і разрываючы краю, і разрываюць краю, якія разрываюць краю, і пералом склаўся ў асноўным з плоскіх участкаў, а разрываючы краю краёў, якія разрываюць краю. , што сведчыць пра тое, што механізм разрыву расцяжэння ў сплаве АС быў у асноўным далікатным пераломам. Марфалогія пералому сплаву пасля экструзіі значна змянілася, і пералом складаецца з вялікай колькасці эквіакс -ямачкаў, што сведчыць аб тым, што механізм пералому сплаву пасля экструзіі змяніўся ад далікатнага пералому да пластычнага пералому. Калі каэфіцыент экструзіі невялікі, ямачкі неглыбокія, а памер ямачкі вялікі, а размеркаванне нераўнамернае; Па меры павелічэння суадносін экструзіі колькасць ямачкаў павялічваецца, памер ямачкі меншы, а размеркаванне раўнамернае (малюнак 6b ~ f), што азначае, што сплаў мае лепшую пластычнасць, што адпавядае прыведзеным вышэй выніках выпрабаванняў механічных уласцівасцей.
3 Заключэнне
У гэтым эксперыменце былі прааналізаваны ўплыў розных суадносін экструзіі на мікраструктуру і ўласцівасці 6063 алюмініевага сплаву, што памер нагрэву нагрэву і хуткасць экструзіі засталіся нязменнымі. Высновы наступныя:
1) Дынамічная перакрышталізацыя адбываецца ў 6063 алюмініевым сплаве падчас гарачай экструзіі. З павелічэннем суадносін экструзіі збожжа пастаянна ўдакладняецца, а збожжа, выцягнутыя па кірунку экструзіі, ператвараюцца ў перакрышталізаваныя зерні, і трываласць <100> дротавай тэкстуры пастаянна павялічваецца.
2) З -за эфекту ўмацавання дробнага збожжа механічныя ўласцівасці сплаву паляпшаюцца з павелічэннем суадносін экструзіі. У межах дыяпазону тэставых параметраў, калі каэфіцыент экструзіі складае 156, трываласць на разрыў і падаўжэнне сплаву дасягаюць максімальных значэнняў 228 МПа і 26,9%адпаведна.
Мал.
3) Марфалогія пералому ўзору ASS складаецца з плоскіх участкаў і разарных краёў. Пасля экструзіі пералом складаецца з вялікай колькасці эквіакс -ямачкаў, а механізм пералому ператвараецца з далікатнага пералому да пластычнага пералому.
Час паведамлення: 30-2024
