6063 አሉሚኒየም ቅይጥ ዝቅተኛ-ቅይጥ Al-Mg-Si ተከታታይ ሙቀት-መታከም የአልሙኒየም ቅይጥ ነው. እጅግ በጣም ጥሩ የማስወጫ አፈፃፀም ፣ ጥሩ የዝገት መቋቋም እና አጠቃላይ የሜካኒካል ባህሪዎች አሉት። በተጨማሪም በአውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪ ውስጥ በቀላል ኦክሳይድ ማቅለም ምክንያት በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል. ቀላል ክብደት ያላቸው አውቶሞቢሎች አዝማሚያ በመፋጠን በአውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪ ውስጥ 6063 የአልሙኒየም ቅይጥ ኤክስትራክሽን ቁሳቁሶችን መተግበሩም የበለጠ ጨምሯል።
የተራቀቁ ቁሳቁሶች ማይክሮስትራክቸር እና ባህሪያት በኤክስትራክሽን ፍጥነት, በሙቀት መጠን እና በኤክስትራክሽን ጥምርታ ተጽእኖዎች ላይ ተፅዕኖ ያሳድራሉ. ከነሱ መካከል የኤክስትራክሽን ሬሾው በዋነኝነት የሚወሰነው በውጫዊ ግፊት, በምርት ቅልጥፍና እና በማምረቻ መሳሪያዎች ነው. የኤክስትራክሽን ሬሾው ትንሽ በሚሆንበት ጊዜ, ቅይጥ መበላሸት ትንሽ ነው እና ጥቃቅን ማሻሻያ ግልጽ አይደለም; የ extrusion ጥምርታ መጨመር እህልን በከፍተኛ ሁኔታ በማጣራት, ጥራጣውን ሁለተኛ ደረጃን ይሰብራል, አንድ ወጥ የሆነ ማይክሮ ሆሎሪ ማግኘት እና የድብልቅ ሜካኒካዊ ባህሪያትን ያሻሽላል.
6061 እና 6063 የአሉሚኒየም ውህዶች በማውጣት ሂደት ውስጥ ተለዋዋጭ ሪክራስታላይዜሽን ያካሂዳሉ። የአየር ማራዘሚያው የሙቀት መጠን ቋሚ ሲሆን, የመልቀቂያው ጥምርታ ሲጨምር, የእህል መጠኑ ይቀንሳል, የማጠናከሪያው ደረጃ በጥሩ ሁኔታ የተበታተነ እና የመለጠጥ ጥንካሬ እና ማራዘሚያው በዚሁ መሠረት ይጨምራል; ነገር ግን የጨረር ሬሾው እየጨመረ በሄደ መጠን ለሥነ-ተዋፅኦው ሂደት የሚያስፈልገው የኃይለኛ ኃይልም ይጨምራል, ይህም ከፍተኛ የሙቀት ተጽእኖን ያስከትላል, የውስጣዊው ውስጣዊ ሙቀት መጨመር እና የምርቱን አፈፃፀም ይቀንሳል. ይህ ሙከራ በ6063 የአሉሚኒየም ቅይጥ ጥቃቅን መዋቅር እና ሜካኒካል ባህሪያት ላይ የ extrusion ሬሾን በተለይም ትልቅ ኤክስትራክሽን ሬሾን ያጠናል።
1 የሙከራ ቁሳቁሶች እና ዘዴዎች
የሙከራው ቁሳቁስ 6063 የአሉሚኒየም ቅይጥ ሲሆን የኬሚካላዊ ቅንጅቱ በሰንጠረዥ 1 ላይ ይታያል። የመጀመሪያው የኢንጎት መጠን Φ55 ሚሜ × 165 ሚሜ ነው ፣ እና ከተመሳሳይነት በኋላ Φ50 ሚሜ × 150 ሚሜ የሆነ የኤክስትራክሽን billet ውስጥ ይዘጋጃል ። ሕክምና በ 560 ℃ ለ 6 ሰዓታት. ማሰሮው እስከ 470 ℃ ድረስ ይሞቃል እና ይሞቃል። የኤክስትራክሽን በርሜል ቅድመ ሙቀት 420 ℃ ነው ፣ እና የሻጋታው ቅድመ ሙቀት 450 ℃ ነው። የኤክስትራክሽን ፍጥነት (የኤክስትራክሽን ዘንግ የሚንቀሳቀስ ፍጥነት) V = 5 mm / s ሳይለወጥ ሲቀር, 5 ቡድኖች የተለያዩ የኤክስትራክሽን ጥምርታ ሙከራዎች ይከናወናሉ, እና የማስወጫ ሬሾዎች R 17 (ከዳይ ቀዳዳ ዲያሜትር D = 12 ሚሜ ጋር የሚዛመድ) ናቸው. 25 (D=10 ሚሜ)፣ 39 (D=8 ሚሜ)፣ 69 (D=6 ሚሜ) እና 156 (D=4 ሚሜ)።
ሠንጠረዥ 1 የ 6063 Al alloy (wt/%) ኬሚካላዊ ቅንጅቶች
የአሸዋ ወረቀት መፍጨት እና ሜካኒካል ማጥራት ከተጠናቀቀ በኋላ የሜታሎግራፊ ናሙናዎች በHF reagent በ 40% ክፍልፋይ ለ 25 ሰከንድ ያህል ተቀርፀዋል እና የናሙናዎቹ ሜታሎግራፊ መዋቅር በLEICA-5000 ኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ ላይ ታይቷል። 10 ሚሜ × 10 ሚሜ የሆነ መጠን ያለው ሸካራነት ትንተና ናሙና extruded በትር ያለውን ቁመታዊ ክፍል መሃል ከ ተቆርጧል, እና ሜካኒካዊ መፍጨት እና ማሳመርና ወለል ውጥረት ንብርብር ለማስወገድ ተከናውኗል. የሶስቱ ክሪስታል አውሮፕላኖች ያልተሟሉ ምሰሶ ምስሎች {111}፣ {200} እና {220} ናሙናው የተለካው በፓናሊቲካል ካምፓኒው X'Pert Pro MRD X-ray diffraction analyzer ሲሆን የሸካራነት መረጃው ተሰራ እና ተተነተነ። በX′Pert Data View እና X′Pert Texture ሶፍትዌር።
የተጣለበት ቅይጥ የመለጠጥ ናሙና ከመግቢያው መሃከል ላይ ተወስዷል, እና የመለጠጥ ናሙናው ከተለቀቀ በኋላ በመውጣት አቅጣጫ ተቆርጧል. የመለኪያው ቦታ መጠን Φ4 ሚሜ × 28 ሚሜ ነበር። የመለጠጥ ሙከራው የተካሄደው በ SANS CMT5105 ሁለንተናዊ የቁሳቁስ መሞከሪያ ማሽን በ 2 ሚሜ / ደቂቃ የመሸከም መጠን በመጠቀም ነው። የሶስቱ መደበኛ ናሙናዎች አማካይ ዋጋ እንደ ሜካኒካል ንብረት መረጃ ይሰላል። ዝቅተኛ የማጉላት ቅኝት ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (Quanta 2000, FEI, USA) በመጠቀም የተንሰራፋው ናሙናዎች ስብራት morphology ተስተውሏል.
2 ውጤቶች እና ውይይት
ምስል 1 እንደ-ካስት 6063 የአልሙኒየም ቅይጥ የሜታሎግራፊክ ጥቃቅን መዋቅር ያሳያል ግብረ-ሰዶማዊነት ሕክምና ከመደረጉ በፊት እና በኋላ። በስእል 1 ሀ ላይ እንደሚታየው የ α-Al ጥራጥሬዎች በ as-cast microstructure ውስጥ መጠናቸው ይለያያሉ፣ ብዙ ቁጥር ያላቸው የሬቲኩላር β-Al9Fe2Si2 ደረጃዎች በእህል ወሰኖች ላይ ይሰበሰባሉ፣ እና ብዙ ቁጥር ያላቸው የጥራጥሬ Mg2Si ደረጃዎች በእህል ውስጥ አሉ። ኢንጎት በ 560 ℃ ለ 6 ሰአታት ተመሳሳይነት ከተፈጠረ በኋላ ፣ በ alloy dendrites መካከል ያለው ሚዛናዊ ያልሆነ eutectic ደረጃ ቀስ በቀስ ይሟሟል ፣ ቅይጥ ንጥረ ነገሮች ወደ ማትሪክስ ውስጥ ይቀልጣሉ ፣ ጥቃቅን መዋቅሩ አንድ ወጥ ነው ፣ እና አማካይ የእህል መጠን 125 μm ያህል ነበር (ምስል 1 ለ ).
ተመሳሳይነት ከመፈጠሩ በፊት
በ 600 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ ለ 6 ሰአታት አንድ አይነት ህክምና ከተደረገ በኋላ
Fig.1 የ 6063 የአልሙኒየም ቅይጥ የሜታሎግራፊክ መዋቅር ግብረ-ሰዶማዊነት ከመደረጉ በፊት እና በኋላ
ምስል 2 የ 6063 የአሉሚኒየም ቅይጥ ባርሶችን በተለያዩ የ extrusion ሬሾዎች ያሳያል. በስእል 2 ላይ እንደሚታየው የ 6063 የአሉሚኒየም ቅይጥ ባርዶች በተለያዩ የ extrusion ሬሾዎች ጋር extrusion ጥሩ ነው, በተለይ extrusion ሬሾ ወደ 156 ሲጨምር (ባር extrusion ሶኬት ፍጥነት 48 ሜትር / ደቂቃ ጋር የሚዛመድ), አሁንም የለም. 6063 አሉሚኒየም ቅይጥ ደግሞ ጥሩ ትኩስ extrusion አፈጻጸም ከመመሥረት ያለውን አሞሌ ላይ ላዩን ላይ ስንጥቅ እና ንደሚላላጥ ያሉ extrusion ጉድለቶች, ያመለክታል. ከፍተኛ ፍጥነት እና ትልቅ የኤክስትራክሽን ጥምርታ.
Fig.2 የ 6063 የአሉሚኒየም ቅይጥ ዘንጎች ከተለያዩ የ extrusion ሬሾዎች ጋር መታየት
ምስል 3 የ 6063 የአልሙኒየም ቅይጥ ባር የርዝመታዊ ክፍልን ሜታሎግራፊክ ማይክሮስትራክቸር ከተለያዩ የ extrusion ሬሾዎች ጋር ያሳያል። የተለያየ የማራዘሚያ ሬሾዎች ያሉት የአሞሌው የእህል አሠራር የተለያየ የመለጠጥ ወይም የማጣራት ደረጃዎችን ያሳያል። የ extrusion ጥምርታ 17 ሲሆን, የመጀመሪያው እህል ወደ extrusion አቅጣጫ ጋር ይረዝማል, ትንሽ ቁጥር recrystalized እህሎች ምስረታ ጋር, ነገር ግን እህሎች አሁንም በአንጻራዊ ሸካራማ ናቸው, አማካይ የእህል መጠን 85 ማይክሮን ገደማ 85 (ምስል 3 ሀ) ; የ extrusion ጥምርታ 25 በሚሆንበት ጊዜ, እህሎች ይበልጥ ቀጭን ይጎትቱ, recrystalized እህሎች ቁጥር ይጨምራል, እና አማካይ የእህል መጠን ወደ 71 μm ገደማ ይቀንሳል (ስእል 3 ለ); የ extrusion ሬሾ 39 ነው ጊዜ, ጥቂት የተበላሹ እህሎች በስተቀር, microstructure በመሠረቱ equiaxed recrystallized እህሎች, ያልተስተካከለ መጠን ያለው, አማካይ የእህል መጠን 60 μm ገደማ ጋር (ስእል 3 ሐ); የ extrusion ጥምርታ 69 በሚሆንበት ጊዜ, ተለዋዋጭ recrystallization ሂደት በመሠረቱ ይጠናቀቃል, ግምታዊ የመጀመሪያ እህሎች ሙሉ በሙሉ ወጥ የተዋቀሩ recrystalized እህሎች ተለውጠዋል, እና አማካይ የእህል መጠን ወደ 41 μm ገደማ የተጣራ ነው (ምስል 3d); የኤክስትራክሽን ጥምርታ 156 ሲሆን, በተለዋዋጭ ሪክሪስታላይዜሽን ሂደት ሙሉ እድገት, ጥቃቅን መዋቅር የበለጠ ተመሳሳይ ነው, እና የእህል መጠን ወደ 32 μm (ስእል 3e) በጣም የተጣራ ነው. የ extrusion ጥምርታ እየጨመረ ጋር ተለዋዋጭ recrystallization ሂደት ይበልጥ ሙሉ በሙሉ ይቀጥላል, ቅይጥ microstructure ይበልጥ ወጥ ይሆናል, እና የእህል መጠን ጉልህ የጠራ ነው (ስእል 3f).
Fig.3 የሜታሎግራፊ መዋቅር እና የእህል መጠን የ6063 የአሉሚኒየም ቅይጥ ዘንጎች ቁመታዊ ክፍል ከተለያዩ የ extrusion ሬሾዎች ጋር።
ስእል 4 የ6063 የአሉሚኒየም ቅይጥ ባር የተገላቢጦሽ ምሰሶ ምስሎችን ከኤክትሮሽን አቅጣጫው ጋር የተለያየ የማስወጫ ሬሾን ያሳያል። የተለያዩ የ extrusion ሬሾ ያላቸው ቅይጥ አሞሌዎች መካከል microstructures ሁሉም ግልጽ ተመራጭ ዝንባሌ ያፈራሉ መሆኑን ማየት ይቻላል. የኤክስትራክሽን ጥምርታ 17 ሲሆን ደካማ <115>+ <100> ሸካራነት ይመሰረታል (ምስል 4 ሀ); የኤክስትራክሽን ጥምርታ 39 ሲሆን, የሸካራነት ክፍሎቹ በዋነኛነት የበለጠ ጠንካራ ናቸው <100> ሸካራነት እና አነስተኛ መጠን ያለው ደካማ <115> ሸካራነት (ምስል 4 ለ); የኤክስትራክሽን ጥምርታ 156 ሲሆን, የሸካራነት ክፍሎቹ የ<100> ሸካራነት በከፍተኛ ጥንካሬ ይጨምራል, <115> ሸካራነት ይጠፋል (ምስል 4 ሐ). ጥናቶች እንደሚያሳዩት ፊትን ያማከለ ኪዩቢክ ብረቶች በዋነኛነት <111> እና <100> የሽቦ ሸካራነት ይፈጥራሉ። ጥራጣው ከተፈጠረ በኋላ, የሙቀቱ ክፍል የሙቀት መጠን ሜካኒካዊ ባህሪያት ግልጽ የሆነ አኒሶትሮፒን ያሳያሉ. የሸካራነት ጥንካሬ ከኤክስትራክሽን ጥምርታ መጨመር ጋር ይጨምራል, ይህም በተወሰነ ክሪስታል አቅጣጫ ውስጥ ያለው የእህል ቁጥር በተቀላቀለው ውስጥ ካለው የመለጠጥ አቅጣጫ ጋር ትይዩ የሆነ ቁጥር ቀስ በቀስ እየጨመረ ይሄዳል, እና የድብደባው ቁመታዊ የመለጠጥ ጥንካሬ ይጨምራል. የ 6063 የአሉሚኒየም ቅይጥ ሙቅ የማስወጫ ቁሳቁሶች የማጠናከሪያ ዘዴዎች ጥሩ የእህል ማጠናከሪያ ፣ የመፈናቀል ማጠናከሪያ ፣ ሸካራነት ማጠናከሪያ ፣ ወዘተ በዚህ የሙከራ ጥናት ውስጥ ጥቅም ላይ በሚውሉት የሂደት መለኪያዎች ክልል ውስጥ ፣ የ extrusion ጥምርታ መጨመር ከላይ በተጠቀሱት የማጠናከሪያ ዘዴዎች ላይ በጎ ተጽዕኖ ያሳድራል።
Fig.4 የ6063 የአልሙኒየም ቅይጥ ዘንጎች የተገላቢጦሽ ምሰሶ ዲያግራም ከተለያዩ የ extrusion ሬሾዎች ጋር በ extrusion አቅጣጫ
ምስል 5 በተለያዩ የ extrusion ሬሾዎች ላይ ከተበላሸ በኋላ የ6063 የአልሙኒየም ቅይጥ የመሸከም ባህሪ ሂስቶግራም ነው። የ cast alloy የመለጠጥ ጥንካሬ 170 MPa እና ርዝመቱ 10.4% ነው. የመለጠጥ ጥንካሬ እና የመለጠጥ ቅይጥ ከተለቀቀ በኋላ በከፍተኛ ሁኔታ ይሻሻላል, እና የመለጠጥ ጥንካሬ እና የመለጠጥ መጠን ቀስ በቀስ እየጨመረ በሄደ መጠን ይጨምራል. የ extrusion ጥምርታ 156 በሚሆንበት ጊዜ, የመለጠጥ ጥንካሬ እና የመለጠጥ ቅይጥ ከፍተኛው እሴት ላይ ይደርሳል, እነሱም 228 MPa እና 26.9% ናቸው, ይህም ከ 34% የ cast alloy የመሸከምና ጥንካሬ እና ከ 158% ከፍ ያለ ነው. ማራዘሙን. የ 6063 የአልሙኒየም ቅይጥ በትልቅ ኤክስትራክሽን ሬሾ የተገኘው የመሸከምና ጥንካሬ እሴት (240 MPa) በ 4-pass equal channel angular extrusion (ECAP) ከተገኘው የመለጠጥ ጥንካሬ እሴት (171.1 MPa) በጣም ከፍ ያለ ነው. በ 6063 የአልሙኒየም ቅይጥ በ 1-pass ECAP extrusion የተገኘ። አንድ ትልቅ የኤክስትራክሽን ሬሾ በተወሰነ መጠን የሜካኒካል ባህሪያትን ሊያሻሽል እንደሚችል ማየት ይቻላል.
የቅይጥ ሜካኒካዊ ባህሪያትን በ extrusion ጥምርታ ማሻሻል በዋነኝነት የሚመጣው ከእህል ማጣሪያ ማጠናከሪያ ነው። የኤክስትራክሽን ጥምርታ ሲጨምር, እህሎቹ ይጣራሉ እና የመፈናቀሉ መጠን ይጨምራል. በእያንዳንዱ ክፍል ውስጥ ተጨማሪ የእህል ድንበሮች የመፈናቀል እንቅስቃሴን ውጤታማ በሆነ መንገድ ሊያደናቅፉ ይችላሉ ፣ከእርስ በርስ መንቀሳቀስ እና የመፈናቀል ጥልፍልፍ ጋር ተዳምሮ ፣በዚህም የቅይጥ ጥንካሬን ያሻሽላል። ጥቃቅን ጥራጥሬዎች, የእህል ድንበሮች የበለጠ ስቃይ, እና የፕላስቲክ ቅርፆች በበርካታ ጥራጥሬዎች ውስጥ ሊበታተኑ ይችላሉ, ይህም ስንጥቆችን ለማሰራጨት ይቅርና ለጥርስ መፈጠር የማይመች ነው. በስብራት ሂደት ውስጥ የበለጠ ኃይል ሊዋጥ ይችላል ፣ በዚህም የፕላስቲኩን ቅይጥ ያሻሽላል።
Fig.5 የ 6063 የአልሙኒየም ቅይጥ ከመጣል እና ከመጥፋት በኋላ የመሸከም ባህሪያት
ከተለያዩ የ extrusion ሬሾዎች ጋር ከተበላሸ በኋላ ያለው የቅይጥ ጥንካሬ ስብራት በስእል 6 ላይ ይታያል. ምንም ዲፕልስ አልተገኙም እንደ-ካስት ናሙና (ስእል 6 ሀ) ስብራት ሞርፎሎጂ ውስጥ, እና ስብራት በዋነኝነት ጠፍጣፋ ቦታዎች እና መቀደዱ ጠርዞች ያቀፈ ነበር. የአስ-ካስት ቅይጥ የመሸከም መሰባበር ዘዴ በዋናነት የተሰበረ ስብራት መሆኑን ያሳያል። ከ extrusion በኋላ ቅይጥ ስብራት ሞርፎሎጂ ጉልህ ተቀይሯል, እና ስብራት ብዙ ቁጥር equiaxed dimples ያቀፈ ነው, extrusion በኋላ ቅይጥ ስብራት ዘዴ ከ የተሰበረ ስብራት ወደ ductile ስብራት ተቀይሯል መሆኑን ያመለክታል. የ extrusion ሬሾ ትንሽ ነው ጊዜ, dimples ጥልቀት የሌላቸው ናቸው እና dimple መጠን ትልቅ ነው, እና ስርጭት ያልተስተካከለ ነው; የኤክስትራክሽን ጥምርታ ሲጨምር የዲፕል ቁጥር ይጨምራል, የዲፕል መጠኑ አነስተኛ እና ስርጭቱ አንድ አይነት ነው (ምስል 6b ~ f) ይህ ማለት ቅይጥ የተሻለ የፕላስቲክነት አለው, ይህም ከላይ ካለው የሜካኒካዊ ባህሪያት የፈተና ውጤቶች ጋር ይጣጣማል.
3 መደምደሚያ
በዚህ ሙከራ ውስጥ, የተለያዩ extrusion ሬሾዎች microstructure እና 6063 አሉሚኒየም ቅይጥ ንብረቶች ላይ ያለውን ውጤት billet መጠን, ingot ማሞቂያ ሙቀት እና extrusion ፍጥነት ሳይለወጥ ቆይቷል ሁኔታ ላይ ተንትነዋል. መደምደሚያዎቹ እንደሚከተለው ናቸው.
1) ተለዋዋጭ ሪክሪስታላይዜሽን በ 6063 የአሉሚኒየም ቅይጥ በሙቀት መውጣት ይከሰታል. ከኤክስትራክሽን ጥምርታ መጨመር ጋር, ጥራጥሬዎች ያለማቋረጥ ይጣላሉ, እና በመውጫው አቅጣጫ ላይ የሚረዝሙት ጥራጥሬዎች ወደ ተመጣጣኝ ሪክሪስታሊዝድ ጥራጥሬዎች ይለወጣሉ, እና የ<100> ሽቦ ሸካራነት ጥንካሬ ያለማቋረጥ ይጨምራል.
2) በደቃቁ የእህል ማጠናከሪያ ውጤት ምክንያት የሜካኒካል ንጥረ ነገሮች ቅይጥ (extrusion ratio) በመጨመር ይሻሻላል. በሙከራ መመዘኛዎች ክልል ውስጥ ፣ የ extrusion ሬሾ 156 በሚሆንበት ጊዜ ፣ የመለኪያው ጥንካሬ እና ማራዘም ከፍተኛው የ 228 MPa እና 26.9% እሴቶች ላይ ይደርሳል።
ምስል.6 ከመጣል እና ከመውጣቱ በኋላ የ6063 የአልሙኒየም ቅይጥ የመሸከም ስብራት morphologies
3) የአስ-ካስት ናሙና ስብራት ሞርፎሎጂ ጠፍጣፋ ቦታዎች እና የተቀደደ ጠርዞችን ያቀፈ ነው። ከመጥፋት በኋላ, ስብራት ብዙ ቁጥር ያላቸው ተመጣጣኝ ዲምፖችን ያቀፈ ነው, እና የስብራት ዘዴው ከተሰባበረ ስብራት ወደ ductile ስብራት ይለወጣል.
የልጥፍ ሰዓት፡- ህዳር-30-2024
