ትልቅ የግድግዳ ውፍረት 6061T6 የአሉሚኒየም ቅይጥ ሙቅ ከተለቀቀ በኋላ ማጥፋት ያስፈልገዋል. የተቋረጠ ማስወጣት ውስንነት ምክንያት, የመገለጫው አንድ ክፍል በመዘግየቱ ወደ ውሃ ማቀዝቀዣ ዞን ይገባል. የሚቀጥለው አጭር ማስገቢያ መውጣቱን ከቀጠለ ይህ የመገለጫው ክፍል ዘግይቶ ማጥፋትን ያካሂዳል። የዘገየውን የማቆሚያ ቦታን እንዴት መቋቋም እንደሚቻል እያንዳንዱ የምርት ኩባንያ ሊታሰብበት የሚገባ ጉዳይ ነው. የኤክስትራክሽን ጅራት መጨረሻ ሂደት ቆሻሻ አጭር ሲሆን, የተወሰዱት የአፈፃፀም ናሙናዎች አንዳንድ ጊዜ ብቁ እና አንዳንድ ጊዜ ብቁ አይደሉም. ከጎን በኩል እንደገና ሲሰራ, አፈፃፀሙ እንደገና ብቁ ነው. ይህ ጽሑፍ በሙከራዎች አማካኝነት ተዛማጅ ማብራሪያ ይሰጣል.
1. ቁሳቁሶችን እና ዘዴዎችን ይፈትሹ
በዚህ ሙከራ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው ቁሳቁስ 6061 አሉሚኒየም ቅይጥ ነው. የእሱ ኬሚካላዊ ቅንጅት በ spectral analysis የሚለካው እንደሚከተለው ነው፡- ከጂቢ/ቲ 3190-1996 አለም አቀፍ 6061 የአልሙኒየም ቅይጥ ቅንብር መስፈርትን ያሟላል።
በዚህ ሙከራ ውስጥ, የ extruded መገለጫ አንድ ክፍል ለጠንካራ መፍትሄ ሕክምና ተወስዷል. የ 400 ሚሊ ሜትር ርዝመት ያለው መገለጫ በሁለት ቦታዎች ተከፍሏል. ቦታ 1 በቀጥታ በውሃ የቀዘቀዘ እና የጠፋ ነው። ቦታ 2 ለ 90 ሰከንድ በአየር ውስጥ ከቀዘቀዘ በኋላ ውሃ-ቀዝቃዛ. የሙከራው ንድፍ በስእል 1 ይታያል.
በዚህ ሙከራ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው የ6061 አሉሚኒየም ቅይጥ ፕሮፋይል በ4000UST extruder ወጣ። የሻጋታ ሙቀት 500 ° ሴ ነው, የ casting ዘንግ የሙቀት መጠን 510 ° ሴ ነው, የውጭ መውጫው የሙቀት መጠን 525 ° ሴ ነው, የፍጥነቱ ፍጥነት 2.1 ሚሜ / ሰ ነው, ከፍተኛ ኃይለኛ የውሃ ማቀዝቀዣ በማራገፍ ሂደት ውስጥ እና 400 ሚሜ ነው. ርዝመት የሙከራ ቁራጭ extruded የተጠናቀቀ መገለጫ መሃል ከ ይወሰዳል. የናሙና ስፋቱ 150 ሚሜ ሲሆን ቁመቱ 10.00 ሚሜ ነው.
የተወሰዱት ናሙናዎች ተከፋፍለዋል ከዚያም እንደገና የመፍትሄ ሕክምና ተደርገዋል. የመፍትሄው ሙቀት 530 ° ሴ ሲሆን የመፍትሄው ጊዜ 4 ሰዓት ነው. እነሱን ከወሰዱ በኋላ, ናሙናዎቹ በ 100 ሚሜ ጥልቀት ባለው ትልቅ የውኃ ማጠራቀሚያ ውስጥ ይቀመጣሉ. ትልቁ የውኃ ማጠራቀሚያ በዞን 1 ውስጥ ያለው ናሙና በውሃ ከተቀዘቀዘ በኋላ በውሃ ማጠራቀሚያ ውስጥ ያለው የውሃ ሙቀት ትንሽ እንደሚለወጥ ማረጋገጥ ይችላል, ይህም የውሃ ሙቀት መጨመር የውሃ ማቀዝቀዣ ጥንካሬን እንዳይጎዳ ይከላከላል. በውሃ ማቀዝቀዣ ሂደት ውስጥ የውሀው ሙቀት ከ20-25 ° ሴ ክልል ውስጥ መሆኑን ያረጋግጡ. የጠፉ ናሙናዎች በ 165 ° ሴ * 8 ሰ.
የናሙናውን አንድ ክፍል 400ሚሜ ርዝመት 30ሚሜ ስፋት 10ሚሜ ውፍረት ይውሰዱ እና የብራይኔል ጥንካሬ ሙከራ ያድርጉ። በየ 10 ሚሜ 5 መለኪያዎችን ያድርጉ. የBrinell ጥንካሬ በዚህ ነጥብ ላይ እንደደረሰ የ5 Brinell ጠንካራነት አማካኝ ዋጋ ይውሰዱ እና የጠንካራነት ለውጥን ይመልከቱ።
የመገለጫው ሜካኒካል ባህሪያት ተፈትተዋል, እና የመለጠጥ ትይዩ ክፍል 60mm የመለጠጥ ባህሪያትን እና የተሰበሩበትን ቦታ ለመመልከት በ 400 ሚሜ ናሙና በተለያየ ቦታ ላይ ቁጥጥር ይደረግበታል.
የውሃ-ቀዝቃዛው የናሙና እና የ 90 ዎች መዘግየት በኋላ ያለው የሙቀት መጠን በ ANSYS ሶፍትዌር ተመስሏል ፣ እና በተለያዩ ቦታዎች ላይ ያሉ የመገለጫዎቹ የማቀዝቀዝ መጠኖች ተተነተነ።
2. የሙከራ ውጤቶች እና ትንተና
2.1 የጠንካራነት ፈተና ውጤቶች
ምስል 2 የብራይኔል ጠንካራነት ሞካሪ የሚለካው የ400ሚሜ ርዝመት ያለው የጥንካሬ ለውጥ ኩርባ ያሳያል (የአብሲሳው አሃድ ርዝመት 10 ሚሜን ይወክላል፣ እና 0 ሚዛኑ በመደበኛ ማጥፋት እና በማዘግየት መካከል ያለው የመለያያ መስመር ነው)። በውሃ ማቀዝቀዣው ጫፍ ላይ ያለው ጥንካሬ በ 95HB አካባቢ የተረጋጋ መሆኑን ማወቅ ይቻላል. የውሃ ማቀዝቀዣን በማጥፋት እና በ 90 ዎቹ የዘገየ የውሃ ማቀዝቀዣ መካከል ያለው የመከፋፈያ መስመር ከተጠናቀቀ በኋላ ጥንካሬው ማሽቆልቆል ይጀምራል, ነገር ግን የመቀነስ መጠኑ በመጀመርያ ደረጃ ላይ አዝጋሚ ነው. ከ 40 ሚሜ (89HB) በኋላ ጥንካሬው በከፍተኛ ሁኔታ ይወርዳል እና በ 80 ሚሜ ዝቅተኛው እሴት (77HB) ይወርዳል። ከ 80 ሚሊ ሜትር በኋላ, ጥንካሬው እየቀነሰ አልሄደም, ነገር ግን በተወሰነ መጠን ጨምሯል. ጭማሪው በአንጻራዊ ሁኔታ ትንሽ ነበር. ከ130ሚሜ በኋላ፣ ጥንካሬው ሳይለወጥ በ83HB አካባቢ ቆየ። በሙቀት ማስተላለፊያ ተጽእኖ ምክንያት, የዘገየውን የማጥፊያ ክፍል የማቀዝቀዝ መጠን እንደተለወጠ መገመት ይቻላል.
2.2 የአፈጻጸም ፈተና ውጤቶች እና ትንተና
ሠንጠረዥ 2 ከተለያዩ የትይዩ ክፍል ቦታዎች በተወሰዱ ናሙናዎች ላይ የተካሄዱትን የመለጠጥ ሙከራዎች ውጤቶችን ያሳያል. የቁጥር 1 እና ቁጥር 2 የመለጠጥ ጥንካሬ እና የትርፍ ጥንካሬ ምንም ለውጥ እንደሌለው ማወቅ ይቻላል. የዘገየ የማሟሟት ጫፎች መጠን ሲጨምር፣ የቅይጥ ጥንካሬ እና የምርት ጥንካሬ ጉልህ የሆነ የቁልቁለት አዝማሚያ ያሳያል። ይሁን እንጂ በእያንዳንዱ የናሙና ቦታ ላይ ያለው ጥንካሬ ከመደበኛ ጥንካሬ በላይ ነው. በጣም ዝቅተኛ ጥንካሬ ባለበት አካባቢ ብቻ የምርት ጥንካሬው ከናሙና ደረጃው ያነሰ ነው, የናሙና አፈጻጸም ብቃት የለውም.
ስእል 4 የናሙና ቁጥር 3 የመሸከምና የመሸከም ባህሪያቶች ውጤቶችን ያሳያል።ከስእል 4 ማግኘት የሚቻለው ከመከፋፈያ መስመሩ ርቆ በሄደ ቁጥር የዘገየውን የማጥፋት ጥንካሬ ዝቅተኛ ነው። የጠንካራነት መቀነስ የናሙናው አፈፃፀም እየቀነሰ መሆኑን ያሳያል ነገር ግን ጥንካሬው በዝግታ ይቀንሳል, ከ 95HB ወደ 91HB በትይዩ ክፍል መጨረሻ ላይ ብቻ ይቀንሳል. በሰንጠረዥ 1 ውስጥ ካለው የውጤት ውጤት እንደሚታየው, የውሃ ማቀዝቀዝ ጥንካሬ ከ 342MPa ወደ 320MPa ቀንሷል. በተመሳሳይ ጊዜ, የመንጠፊያው ናሙና ስብራት ነጥብ በትይዩ ክፍል መጨረሻ ላይ ከዝቅተኛው ጥንካሬ ጋር ተገኝቷል. ይህ የሆነበት ምክንያት ከውኃ ማቀዝቀዣው በጣም ርቆ ስለሚገኝ, የቅይጥ አፈፃፀም ይቀንሳል, እና መጨረሻው አንገትን ለማንሳት መጀመሪያ ወደ ጥንካሬ ገደብ ይደርሳል. በመጨረሻም, ከዝቅተኛው የአፈፃፀም ነጥብ ይላቀቁ, እና የእረፍት ቦታው ከአፈፃፀም ፈተና ውጤቶች ጋር ይጣጣማል.
ምስል 5 የናሙና ቁጥር 4 ትይዩ ክፍል ጠንካራነት ኩርባ እና የተሰበረ ቦታ ያሳያል። ከውኃ ማቀዝቀዣው መከፋፈያ መስመር በጣም ርቆ በሄደ መጠን የዘገየውን የማጥፋት ጥንካሬ ዝቅተኛ መሆኑን ማወቅ ይቻላል. በተመሳሳይ ጊዜ, ስብራት ቦታ ደግሞ ጠንካራነት ዝቅተኛ በሆነበት መጨረሻ ላይ ነው, 86HB ስብራት. ከሠንጠረዥ 2 ላይ በውሃ ማቀዝቀዣው ጫፍ ላይ ምንም አይነት የፕላስቲክ ቅርጽ የለም ማለት ይቻላል. ከሠንጠረዥ 1 የናሙና አፈፃፀሙ (የመጠንጠን ጥንካሬ 298MPa ፣ ምርት 266MPa) በከፍተኛ ሁኔታ ቀንሷል። የመለጠጥ ጥንካሬ 298MPa ብቻ ነው, ይህም የውሃ ማቀዝቀዣ መጨረሻ (315MPa) የምርት ጥንካሬ ላይ አይደርስም. መጨረሻው ከ 315MPa ባነሰ ጊዜ አንገትን ፈጥሯል። ከመሰባበሩ በፊት በውሃ ቀዝቃዛ ቦታ ላይ የመለጠጥ ለውጥ ብቻ ተከስቷል. ጭንቀቱ እየጠፋ ሲሄድ, በውሃ ማቀዝቀዣው ጫፍ ላይ ያለው ጫና ጠፋ. በውጤቱም, በሰንጠረዥ 2 ውስጥ በውሃ ማቀዝቀዣ ዞን ውስጥ ያለው የተበላሸ መጠን ምንም ለውጥ የለውም. ናሙናው በዘገየው ፍጥነት እሳቱ መጨረሻ ላይ ይቋረጣል, የተበላሸው ቦታ ይቀንሳል, እና የመጨረሻው ጥንካሬ በጣም ዝቅተኛ ነው, በዚህም ምክንያት የአፈፃፀም ውጤቶችን በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል.
በ 400 ሚሜ ናሙና መጨረሻ ላይ 100% ዘግይቶ ካለው የመጥፋት ቦታ ናሙናዎችን ይውሰዱ። ምስል 6 የጠንካራ ጥንካሬን ያሳያል. የትይዩ ክፍል ጥንካሬ ወደ 83-84HB ይቀንሳል እና በአንጻራዊነት የተረጋጋ ነው። በተመሳሳዩ ሂደት ምክንያት አፈፃፀሙ በግምት ተመሳሳይ ነው። በተሰበረ ቦታ ላይ ምንም ግልጽ ንድፍ አልተገኘም. የቅይጥ አፈፃፀም ከውኃ ማጥፋት ናሙና ያነሰ ነው.
የአፈጻጸምን እና ስብራትን መደበኛነት የበለጠ ለመዳሰስ፣ የተንዛዙ ናሙናው ትይዩ ክፍል ከዝቅተኛው የጠንካራነት ቦታ (77HB) አጠገብ ተመርጧል። ከሠንጠረዥ 1 አፈፃፀሙ በከፍተኛ ሁኔታ መቀነሱን እና ስብራት ነጥቡ በስእል 2 ዝቅተኛው የጠንካራነት ቦታ ላይ ተገኝቷል.
2.3 የANSYS ትንተና ውጤቶች
ምስል 7 የ ANSYS የማስመሰል ውጤቶችን የማቀዝቀዣ ኩርባዎችን በተለያየ አቀማመጥ ያሳያል. በውሃ ማቀዝቀዣ ቦታ ላይ ያለው የናሙና የሙቀት መጠን በፍጥነት እንደቀነሰ ማየት ይቻላል. ከ 5 ሰ በኋላ የሙቀት መጠኑ ከ 100 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በታች ዝቅ ብሏል, እና ከመከፋፈያው መስመር በ 80 ሚሜ, የሙቀት መጠኑ በ 90 ዎቹ ወደ 210 ° ሴ ዝቅ ብሏል. አማካይ የሙቀት መጠን መቀነስ 3.5 ° ሴ / ሰ ነው. በተርሚናል አየር ማቀዝቀዣ ቦታ ከ 90 ሰከንድ በኋላ, የሙቀት መጠኑ ወደ 360 ° ሴ ይቀንሳል, በአማካይ በ 1.9 ° ሴ / ሰ.
በአፈፃፀም ትንተና እና በማስመሰል ውጤቶች የውሃ ማቀዝቀዣ ቦታ እና የዘገየ የመጥፊያ ቦታ አፈፃፀም በመጀመሪያ እየቀነሰ እና ከዚያም በትንሹ እየጨመረ የሚሄድ የለውጥ ንድፍ ነው. በማከፋፈያው መስመር አቅራቢያ ባለው የውሃ ማቀዝቀዣ የተጎዳው የሙቀት ማስተላለፊያ በተወሰነ ቦታ ላይ ያለው ናሙና ከውኃ ማቀዝቀዣ (3.5 ° ሴ / ሰ) ባነሰ ፍጥነት እንዲቀንስ ያደርገዋል. በውጤቱም፣ ወደ ማትሪክስ የተጠናከረው Mg2Si በዚህ አካባቢ በከፍተኛ መጠን ያዘነበለ እና የሙቀት መጠኑ ከ90 ሰከንድ በኋላ ወደ 210 ° ሴ ዝቅ ብሏል። ከፍተኛ መጠን ያለው የMg2Si ዝናብ ከ90 ሰከንድ በኋላ የውሃ ማቀዝቀዝ አነስተኛ ውጤት አስገኝቷል። ከዕድሜ መግፋት በኋላ የሚፈጠረው የMg2Si ማጠናከሪያ ደረጃ መጠን በእጅጉ ቀንሷል፣ እና የናሙና አፈጻጸም በመቀጠል ቀንሷል። ነገር ግን ከመከፋፈያው መስመር ርቆ የሚገኘው የዘገየ የማጠፊያ ዞን በውሃ ማቀዝቀዣ የሙቀት ማስተላለፊያው ብዙም አይጎዳውም እና ውህዱ በአየር ማቀዝቀዣ ሁኔታዎች ውስጥ በአንፃራዊነት በዝግታ ይቀዘቅዛል (የማቀዝቀዝ መጠን 1.9 ° ሴ/ሰ)። የMg2Si ደረጃ ትንሽ ክፍል ብቻ ቀስ ብሎ ይዘንባል፣ እና የሙቀት መጠኑ ከ90 ዎቹ በኋላ 360C ነው። ከውሃ ማቀዝቀዝ በኋላ፣ አብዛኛው የMg2Si ደረጃ አሁንም በማትሪክስ ውስጥ አለ፣ እና ከእርጅና በኋላ ይበተናል እና ይዘንባል፣ ይህም የማጠናከሪያ ሚና ይጫወታል።
3. መደምደሚያ
በሙከራዎች ታይቷል የዘገየ quenching ዘግይቶ quenching ዞን ጠንከር ያለ በመደበኛ quenching እና ዘግይቶ quenching መገናኛ ላይ ያለውን ጥንካሬ በመጀመሪያ ይቀንሳል እና በመጨረሻ እስኪረጋጋ ድረስ በትንሹ ይጨምራል.
ለ 6061 የአሉሚኒየም ቅይጥ, ለ 90 ሰከንድ ከመደበኛው ማጥፋት እና ዘግይቶ መቆንጠጥ በኋላ የመለጠጥ ጥንካሬዎች 342MPa እና 288MPa ናቸው, እና የምርት ጥንካሬዎች 315MPa እና 252MPa ናቸው, ሁለቱም የናሙና የአፈፃፀም ደረጃዎችን ያሟላሉ.
በጣም ዝቅተኛ ጥንካሬ ያለው ክልል አለ፣ እሱም ከ95HB ወደ 77HB ከመደበኛ ማጥፋት በኋላ ይቀንሳል። እዚህ ያለው አፈጻጸም ዝቅተኛው ነው፣ የመሸከም አቅም 271MPa እና የምርት ጥንካሬ 220MPa።
በANSYS ትንተና፣ በ90ዎቹ ዘግይቶ የነበረው የማቀዝቀዝ ፍጥነት ዝቅተኛው የአፈጻጸም ነጥብ በሰከንድ በ3.5°C ቀንሷል፣ ይህም የማጠናከሪያው ምዕራፍ Mg2Si ምእራፍ በቂ ጠንከር ያለ መፍትሄ አለመገኘቱ ተረጋግጧል። በዚህ ጽሑፍ መሠረት የአፈፃፀም አደጋ ነጥብ በተለመደው የመጠምዘዝ እና በመዘግየቱ መጋጠሚያ ላይ ባለው የዘገየ የመጥፋት ቦታ ላይ ይታያል ፣ እና ከመገናኛ ብዙም የራቀ አይደለም ፣ ይህም ለ extrusion ጭራ ምክንያታዊ ማቆየት ጠቃሚ ጠቀሜታ አለው ። የማጠናቀቂያ ሂደት ቆሻሻ.
በሜይ ጂያንግ ከMAT Aluminum የተስተካከለ
የልጥፍ ጊዜ፡- ኦገስት-28-2024
