1.Introduktion
Aluminiumlegeringar med medelhållfasthet uppvisar gynnsamma bearbetningsegenskaper, härdningskänslighet, slagseghet och korrosionsbeständighet. De är flitigt anställda i olika industrier, såsom elektronik och marin, för tillverkning av rör, stänger, profiler och ledningar. För närvarande finns det en ökande efterfrågan på 6082 aluminiumlegeringsstänger. För att möta marknadens krav och användarkrav genomförde vi experiment på olika extruderingsuppvärmningsprocesser och slutliga värmebehandlingsprocesser för 6082-T6 barer. Vårt mål var att identifiera en värmebehandlingsregim som uppfyller de mekaniska prestandakraven för dessa stänger.
2. Experimentellt material och produktionsprocessflöde
2.1 Experimentellt material
Gjutgöt av storlek Ф162×500 tillverkades med en semi-kontinuerlig gjutmetod och utsattes för ojämn behandling. Den metallurgiska kvaliteten på göten överensstämde med företagets tekniska standarder för intern kontroll. Den kemiska sammansättningen av 6082-legeringen visas i tabell 1.
2.2 Produktionsprocessflöde
De experimentella 6082 stängerna hade en specifikation på Ф14 mm. Extruderingsbehållaren hade en diameter på Ф170 mm med en 4-håls extruderingsdesign och en extruderingskoefficient på 18,5. Det specifika processflödet inkluderade uppvärmning av götet, extrudering, härdning, sträckuträtning och provtagning, rullriktning, slutskärning, artificiell åldring, kvalitetskontroll och leverans.
3.Experimentella mål
Syftet med denna studie var att identifiera extruderingsvärmebehandlingsprocessparametrarna och slutliga värmebehandlingsparametrar som påverkar prestandan hos 6082-T6 barer, vilket slutligen uppnår standardprestandakrav. Enligt standarderna ska de längsgående mekaniska egenskaperna hos 6082-legeringen uppfylla specifikationerna i tabell 2.
4.Experimentell metod
4.1 Extruderingsvärmebehandlingsundersökning
Extruderingsvärmebehandlingsundersökningen fokuserade främst på effekterna av gjutgöts extruderingstemperatur och extruderingsbehållares temperatur på mekaniska egenskaper. De specifika parametervalen beskrivs i tabell 3.
4.2 Undersökning av fast lösning och åldrande värmebehandling
En ortogonal experimentell design användes för den fasta lösningen och åldrande värmebehandlingsprocessen. De valda faktornivåerna ges i tabell 4, med den ortogonala designtabellen betecknad som IJ9(34).
5. Resultat och analys
5.1 Extruderingsvärmebehandlingsexperimentresultat och analys
Resultaten av extruderingsvärmebehandlingsexperimenten presenteras i tabell 5 och figur 1. Nio prover togs för varje grupp och deras mekaniska prestandamedelvärden bestämdes. Baserat på metallografisk analys och kemisk sammansättning upprättades en värmebehandlingsregim: släckning vid 520°C i 40 minuter och åldring vid 165°C i 12 timmar. Från tabell 5 och figur 1 kan det observeras att när gjutgötet extruderingstemperatur och extruderingsbehållares temperatur ökade, ökade både draghållfastheten och sträckgränsen gradvis. De bästa resultaten erhölls vid extruderingstemperaturer på 450-500°C och en extruderingsbehållarestemperatur på 450°C, vilket uppfyllde standardkraven. Detta berodde på effekten av kallbearbetningshärdning vid lägre extruderingstemperaturer, vilket orsakade korngränsbrott och ökad nedbrytning av fast lösning mellan A1 och Mn under upphettning före kylning, vilket leder till omkristallisation. När extruderingstemperaturen ökade förbättrades produktens sluthållfasthet Rm avsevärt. När extruderingsbehållarens temperatur närmade sig eller översteg göttemperaturen minskade ojämn deformation, vilket minskade djupet på grovkorniga ringar och ökade sträckgränsen Rm. Sålunda är de rimliga parametrarna för extruderingsvärmebehandling: götextruderingstemperatur på 450-500°C och extruderingsbehållaretemperatur på 430-450°C.
5.2 Fast lösning och åldrande ortogonala experimentella resultat och analys
Tabell 6 visar att de optimala nivåerna är A3B1C2D3, med härdning vid 520°C, artificiell åldringstemperatur mellan 165-170°C och åldringslängd på 12 timmar, vilket resulterar i hög hållfasthet och plasticitet hos stängerna. Släckningsprocessen bildar övermättad fast lösning. Vid lägre härdningstemperaturer minskar koncentrationen av övermättad fast lösning, vilket påverkar styrkan. En släckningstemperatur på cirka 520°C förstärker avsevärt effekten av släckningsinducerad fast lösningsförstärkning. Intervallet mellan släckning och artificiell åldring, dvs lagring i rumstemperatur, påverkar i hög grad de mekaniska egenskaperna. Detta är särskilt uttalat för spön som inte sträcks efter släckning. När intervallet mellan härdning och åldring överstiger 1 timme, minskar styrkan, speciellt sträckgränsen, avsevärt.
5.3 Metallografisk mikrostrukturanalys
Högförstoring och polariserade analyser utfördes på 6082-T6 bar vid fast lösningstemperaturer på 520°C och 530°C. Foton med hög förstoring avslöjade enhetlig sammansättningsutfällning med rikliga partiklar i fällningsfas jämnt fördelade. Analys av polariserat ljus med hjälp av Axiovert200-utrustning visade tydliga skillnader i kornstrukturfoton. Det centrala området visade små och enhetliga korn, medan kanterna uppvisade viss omkristallisering med långsträckta korn. Detta beror på tillväxten av kristallkärnor vid höga temperaturer, vilket bildar grova nålliknande fällningar.
6. Produktionspraxisbedömning
I den faktiska produktionen genomfördes mekanisk prestandastatistik på 20 partier stänger och 20 partier av profiler. Resultaten visas i tabellerna 7 och 8. I den faktiska produktionen utfördes vår extruderingsprocess vid temperaturer som resulterade i T6-tillståndsprover, och den mekaniska prestandan uppfyllde målvärdena.
7. Slutsats
(1) Extruderingsvärmebehandlingsparametrar: Göts extruderingstemperatur på 450-500°C; extruderingsbehållarens temperatur på 430-450°C.
(2) Slutliga värmebehandlingsparametrar: Optimal fast lösningstemperatur på 520-530°C; åldringstemperatur vid 165±5°C, åldringslängd på 12 timmar; intervallet mellan släckning och åldring bör inte överstiga 1 timme.
(3) Baserat på praktisk bedömning inkluderar den livskraftiga värmebehandlingsprocessen: extruderingstemperatur på 450-530°C, extruderingsbehållarestemperatur på 400-450°C; fast lösningstemperatur av 510-520°C; åldringsregimen på 155-170°C under 12 timmar; ingen specifik gräns för intervallet mellan släckning och åldrande. Detta kan införlivas i riktlinjerna för processdrift.
Redigerad av May Jiang från MAT Aluminium
Posttid: Mar-15-2024
