Buinidh aloi alùmanaim 6063 don t-sreath aloi alùmanaim Al-Mg-Si ìosal-aloi a ghabhas làimhseachadh le teas. Tha coileanadh molltair eas-tharraing sàr-mhath aige, deagh sheasamh an aghaidh creimeadh agus feartan meacanaigeach coileanta. Tha e cuideachd air a chleachdadh gu farsaing ann an gnìomhachas nan càraichean air sgàth cho furasta ‘s a tha e dath oxidation. Le luathachadh gluasad chàraichean aotrom, tha cleachdadh stuthan eas-tharraing aloi alùmanaim 6063 ann an gnìomhachas nan càraichean air a dhol am meud cuideachd.
Tha buaidh aig buaidhean còmhlaichte astar eas-tharraing, teòthachd eas-tharraing agus co-mheas eas-tharraing air meanbh-structar agus feartan stuthan eas-tharraingte. Nam measg, tha a’ cho-mheas eas-tharraing air a dhearbhadh sa mhòr-chuid le cuideam eas-tharraing, èifeachdas cinneasachaidh agus uidheamachd cinneasachaidh. Nuair a tha an co-mheas eas-tharraing beag, tha deformachadh an aloidh beag agus chan eil mìneachadh a’ mheanbh-structair follaiseach; faodaidh àrdachadh a’ cho-mheas eas-tharraing na gràinean a ghrinneachadh gu mòr, an dàrna ìre garbh a bhriseadh suas, meanbh-structar èideadh fhaighinn, agus feartan meacanaigeach an aloidh a leasachadh.
Bidh aloidhean alùmanaim 6061 agus 6063 a’ faighinn ath-chriostalachadh fiùghantach rè a’ phròiseis eas-tharraing. Nuair a bhios teòthachd an eas-tharraing seasmhach, mar a bhios an co-mheas eas-tharraing ag àrdachadh, bidh meud a’ ghràin a’ lùghdachadh, tha an ìre neartachaidh air a sgaoileadh gu grinn, agus bidh neart tensile agus sìneadh an aloidh ag àrdachadh a rèir sin; ge-tà, mar a bhios an co-mheas eas-tharraing ag àrdachadh, bidh an fheachd eas-tharraing a tha a dhìth airson a’ phròiseas eas-tharraing ag àrdachadh cuideachd, ag adhbhrachadh buaidh teirmeach nas motha, ag adhbhrachadh gum bi teòthachd a-staigh an aloidh ag èirigh, agus gum bi coileanadh an toraidh a’ lùghdachadh. Tha an deuchainn seo a’ sgrùdadh buaidh co-mheas eas-tharraing, gu sònraichte co-mheas eas-tharraing mòr, air meanbh-structar agus feartan meacanaigeach aloidh alùmanaim 6063.
1 Stuthan agus modhan deuchainneach
’S e aloidh alùmanaim 6063 an stuth deuchainneach, agus tha an co-dhèanamh ceimigeach air a shealltainn ann an Clàr 1. ’S e Φ55 mm × 165 mm meud tùsail an ingot, agus tha e air a phròiseasadh gu bhith na bhileag eas-tharraing le meud Φ50 mm × 150 mm às deidh làimhseachadh homogenization aig 560 ℃ airson 6 uairean a thìde. Tha am billeag air a theasachadh gu 470 ℃ agus air a chumail blàth. ’S e 420 ℃ teòthachd ro-theasachaidh a’ bharaille eas-tharraing, agus ’s e 450 ℃ teòthachd ro-theasachaidh a’ mhullaich. Nuair a dh’fhanas an astar eas-tharraing (astar gluasad slat eas-tharraing) V = 5 mm / s gun atharrachadh, thèid 5 buidhnean de dheuchainnean co-mheas eas-tharraing eadar-dhealaichte a dhèanamh, agus tha na co-mheasan eas-tharraing R 17 (a rèir trast-thomhas toll a’ bhàis D = 12 mm), 25 (D = 10 mm), 39 (D = 8 mm), 69 (D = 6 mm), agus 156 (D = 4 mm).
Clàr 1 Co-dhèanamh ceimigeach aloidh Al 6063 (wt/%)
Às dèidh bleith le pàipear-gainmhich agus snasadh meacanaigeach, chaidh na sampallan meatailteach a ghràbhaladh le ath-bhualadair HF le cuibhreann meud de 40% airson timcheall air 25 diogan, agus chaidh structar meatailteach nan sampallan fhaicinn air miocroscop optigeach LEICA-5000. Chaidh sampall mion-sgrùdaidh inneach le meud 10 mm × 10 mm a ghearradh bho mheadhan earrann fada na slaite eas-tharraingte, agus chaidh bleith agus gràbhaladh meacanaigeach a dhèanamh gus an còmhdach cuideam uachdar a thoirt air falbh. Chaidh figearan pòla neo-choileanta nan trì plèanaichean criostail {111}, {200}, agus {220} den sampall a thomhas leis an anailisiche diffraction X-ghath X′Pert Pro MRD aig Companaidh PANalytical, agus chaidh an dàta inneach a phròiseasadh agus a sgrùdadh le X′Pert Data View agus bathar-bog X′Pert Texture.
Chaidh an sampall teannachaidh den aloidh tilgte a thoirt bho mheadhan an ingot, agus chaidh an sampall teannachaidh a ghearradh air feadh an stiùiridh eas-tharraing às deidh an eas-tharraing. B’ e meud an raoin tomhais Φ4 mm × 28 mm. Chaidh an deuchainn teannachaidh a dhèanamh a’ cleachdadh inneal deuchainn stuthan uile-choitcheann SANS CMT5105 le ìre teannachaidh de 2 mm / min. Chaidh luach cuibheasach nan trì sampallan àbhaisteach obrachadh a-mach mar an dàta feartan meacanaigeach. Chaidh morf-eòlas briste nan sampallan teannachaidh fhaicinn a’ cleachdadh miocroscop sganaidh dealanach le meudachadh ìosal (Quanta 2000, FEI, USA).
2 Toraidhean agus deasbad
Tha Figear 1 a’ sealltainn meanbh-structar meatailteach an aloi alùmanaim 6063 mar a chaidh a thilgeadh ro agus às dèidh làimhseachadh homogenization. Mar a chithear ann am Figear 1a, tha na gràinean α-Al anns a’ mheanbh-structar mar a chaidh a thilgeadh ag atharrachadh ann am meud, tha àireamh mhòr de ìrean reticular β-Al9Fe2Si2 a’ cruinneachadh aig crìochan a’ ghràin, agus tha àireamh mhòr de ìrean gràinneach Mg2Si ann am broinn nan gràinean. Às deidh don ingot a bhith air a homogenachadh aig 560 ℃ airson 6 uairean a thìde, sgaoil an ìre eutectic neo-chothromach eadar dendrites an aloi mean air mhean, sgaoil na h-eileamaidean aloi a-steach don mhaitrics, bha am meanbh-structar èideadh, agus bha meud cuibheasach a’ ghràin timcheall air 125 μm (Figear 1b).
Ro homogenachadh
Às dèidh làimhseachadh aonfhoirmeil aig 600°C airson 6 uairean a thìde
Figear 1 Structar meatailteach de aloi alùmanum 6063 ro agus às dèidh làimhseachadh homogenization
Tha Figear 2 a’ sealltainn coltas bhàraichean aloi alùmanaim 6063 le diofar cho-mheasan eas-tharraing. Mar a chithear ann am Figear 2, tha càileachd uachdar bhàraichean aloi alùmanaim 6063 air an eas-tharraing le diofar cho-mheasan eas-tharraing math, gu h-àraidh nuair a thèid an co-mheas eas-tharraing àrdachadh gu 156 (a tha a’ freagairt ri astar toraidh eas-tharraing a’ bhàr de 48 m / min), chan eil uireasbhaidhean eas-tharraing ann fhathast leithid sgàinidhean agus rùsgadh air uachdar a’ bhàr, a’ nochdadh gu bheil deagh choileanadh cruthachadh eas-tharraing teth aig aloi alùmanaim 6063 cuideachd fo astar àrd agus co-mheas eas-tharraing mòr.
Figear 2 Coltas slataichean alùmanum 6063 le diofar cho-mheasan eas-tharraing
Tha Figear 3 a’ sealltainn meanbh-structar meatailteach earrann fada-ùine bàr alùmanum alùmanum 6063 le diofar cho-mheasan eas-tharraing. Tha structar gràin a’ bhàr le diofar cho-mheasan eas-tharraing a’ sealltainn diofar ìrean de shìneadh no de leasachadh. Nuair a tha an co-mheas eas-tharraing 17, tha na gràinean tùsail air an sìneadh air feadh an stiùiridh eas-tharraing, còmhla ri cruthachadh àireamh bheag de ghràinean ath-chriostalaichte, ach tha na gràinean fhathast caran garbh, le meud gràin cuibheasach de mu 85 μm (Figear 3a); nuair a tha an co-mheas eas-tharraing 25, tha na gràinean air an tarraing nas caol, tha àireamh nan gràinean ath-chriostalaichte ag àrdachadh, agus tha meud gràin cuibheasach a’ lùghdachadh gu mu 71 μm (Figear 3b); nuair a tha an co-mheas eas-tharraing 39, ach a-mhàin àireamh bheag de ghràinean deformaichte, tha am meanbh-structar gu bunaiteach air a dhèanamh suas de ghràinean ath-chriostalaichte co-ionann de mheud neo-chothromach, le meud gràin cuibheasach de mu 60 μm (Figear 3c); Nuair a tha an co-mheas eas-tharraing 69, tha am pròiseas ath-chriostalachaidh fiùghantach cha mhòr deiseil, tha na gràinean garbha tùsail air an cruth-atharrachadh gu tur gu gràinean ath-chriostalaichte le structar cunbhalach, agus tha meud cuibheasach a’ ghràin air a ghrinneachadh gu timcheall air 41 μm (Figear 3d); nuair a tha an co-mheas eas-tharraing 156, le làn adhartas a’ phròiseis ath-chriostalachaidh fiùghantach, tha am meanbh-structar nas aonfhoirmeile, agus tha meud a’ ghràin air a ghrinneachadh gu mòr gu timcheall air 32 μm (Figear 3e). Le àrdachadh co-mheas eas-tharraing, bidh am pròiseas ath-chriostalachaidh fiùghantach a’ dol air adhart nas coileanta, bidh meanbh-structar an aloidh nas aonfhoirmeile, agus tha meud a’ ghràin air a ghrinneachadh gu mòr (Figear 3f).
Figear 3 Structar meatailteach agus meud gràin earrann fada-ùine slataichean alùmanum 6063 le diofar cho-mheasan eas-tharraing
Tha Figear 4 a’ sealltainn figearan pòla neo-dhìreach bhàraichean aloi alùmanum 6063 le co-mheasan eas-tharraing eadar-dhealaichte air feadh an stiùiridh eas-tharraing. Chithear gu bheil meanbh-structaran bhàraichean aloi le co-mheasan eas-tharraing eadar-dhealaichte uile a’ toirt a-mach treòrachadh fàbharach follaiseach. Nuair a tha an co-mheas eas-tharraing 17, tha inneach <115>+<100> nas laige air a chruthachadh (Figear 4a); nuair a tha an co-mheas eas-tharraing 39, is e na co-phàirtean inneach sa mhòr-chuid an inneach <100> nas làidire agus beagan de inneach <115> lag (Figear 4b); nuair a tha an co-mheas eas-tharraing 156, is e na co-phàirtean inneach an inneach <100> le neart mòran nas motha, agus an inneach <115> a’ dol à bith (Figear 4c). Tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil meatailtean ciùbach aghaidh-meadhanaichte sa mhòr-chuid a’ cruthachadh inneach uèir <111> agus <100> rè eas-tharraing agus tarraing. Cho luath ‘s a bhios an inneach air a chruthachadh, tha feartan meacanaigeach teòthachd an t-seòmair an aloi a’ sealltainn anisotropy follaiseach. Bidh neart an inneach ag àrdachadh le àrdachadh a’ cho-mheas eas-tharraing, a’ nochdadh gu bheil an àireamh de ghràinean ann an stiùireadh criostail sònraichte co-shìnte ris an stiùireadh eas-tharraing anns an aloidh ag àrdachadh mean air mhean, agus gu bheil neart tensile fad-ùine an aloidh ag àrdachadh. Am measg nan dòighean neartachaidh de stuthan eas-tharraing teth aloidh alùmanum 6063 tha neartachadh gràin mhìn, neartachadh dì-àiteachaidh, neartachadh inneach, msaa. Taobh a-staigh raon nam paramadairean pròiseis a chaidh a chleachdadh san sgrùdadh deuchainneach seo, tha buaidh adhartachaidh aig àrdachadh a’ cho-mheas eas-tharraing air na dòighean neartachaidh gu h-àrd.
Figear 4 Diagram pòla cùil de shlatan alùmanaim 6063 le co-mheasan eas-tharraing eadar-dhealaichte air feadh an stiùiridh eas-tharraing
Tha Figear 5 na histogram de fheartan tensile aloi alùmanaim 6063 às dèidh deformachadh aig diofar cho-mheasan eas-tharraing. Tha neart tensile an aloi tilgte 170 MPa agus tha an sìneadh 10.4%. Tha neart tensile agus sìneadh an aloi às dèidh eas-tharraing air an leasachadh gu mòr, agus tha an neart tensile agus an sìneadh ag àrdachadh mean air mhean le àrdachadh a’ cho-mheas eas-tharraing. Nuair a tha an co-mheas eas-tharraing 156, ruigidh neart tensile agus sìneadh an aloi an luach as àirde, a tha 228 MPa agus 26.9%, fa leth, a tha mu 34% nas àirde na neart tensile an aloi tilgte agus mu 158% nas àirde na an sìneadh. Tha neart tensile aloi alùmanaim 6063 a gheibhear le co-mheas eas-tharraing mòr faisg air luach neart tensile (240 MPa) a gheibhear le eas-tharraing ceàrnach seanail co-ionann 4-pas (ECAP), a tha mòran nas àirde na luach neart tensile (171.1 MPa) a gheibhear le eas-tharraing ECAP 1-pas de aloi alùmanaim 6063. Chithear gum faod co-mheas eas-tharraing mòr feartan meacanaigeach an aloidh a leasachadh gu ìre àraidh.
Tha leasachadh air feartan meacanaigeach an aloidh tro cho-mheas eas-tharraing a’ tighinn sa mhòr-chuid bho neartachadh mìneachaidhean gràin. Mar a bhios an co-mheas eas-tharraing ag àrdachadh, bidh na gràinean air an grinneachadh agus bidh dùmhlachd an dì-àiteachaidh ag àrdachadh. Faodaidh barrachd chrìochan gràin gach aonad farsaingeachd bacadh èifeachdach a chur air gluasad dì-àiteachaidhean, còmhla ri gluasad dha chèile agus ceangal dì-àiteachaidhean, agus mar sin a’ leasachadh neart an aloidh. Mar as mìne na gràinean, is ann as lùbte na crìochan gràin, agus faodar an deformachadh plastaig a sgaoileadh ann am barrachd ghràinean, rud nach eil a’ brosnachadh cruthachadh sgàinidhean, gun luaidh air sgaoileadh sgàinidhean. Faodar barrachd lùth a ghabhail a-steach rè a’ phròiseas brisidh, agus mar sin a’ leasachadh plasticity an aloidh.
Figear 5 Feartan teannachaidh alùmanum 6063 às dèidh tilgeadh agus eas-tharraing
Tha morf-eòlas brisidh teannachaidh an aloidh às dèidh deformachadh le co-mheasan eas-tharraing eadar-dhealaichte air a shealltainn ann am Figear 6. Cha deach claisean sam bith a lorg ann am morf-eòlas brisidh an t-sampall mar a chaidh a thilgeadh (Figear 6a), agus bha am briseadh air a dhèanamh suas sa mhòr-chuid de raointean rèidh agus oirean reubte, a’ nochdadh gur e briseadh brisg a bh’ ann am meacanaig brisidh teannachaidh an aloidh mar a chaidh a thilgeadh sa mhòr-chuid. Tha morf-eòlas brisidh an aloidh às dèidh eas-tharraing air atharrachadh gu mòr, agus tha am briseadh air a dhèanamh suas de àireamh mhòr de chlaisean co-ionann, a’ nochdadh gu bheil meacanaig brisidh an aloidh às dèidh eas-tharraing air atharrachadh bho bhriseadh brisg gu briseadh ductile. Nuair a tha an co-mheas eas-tharraing beag, tha na claisean eu-domhainn agus tha meud an clais mòr, agus tha an sgaoileadh neo-chothromach; mar a bhios an co-mheas eas-tharraing ag àrdachadh, bidh àireamh nan claisean ag àrdachadh, tha meud an clais nas lugha agus tha an sgaoileadh cunbhalach (Figear 6b~f), a tha a’ ciallachadh gu bheil plasticity nas fheàrr aig an aloidh, a tha a rèir toraidhean deuchainn feartan meacanaigeach gu h-àrd.
3 Co-dhùnadh
Anns an deuchainn seo, chaidh buaidh diofar cho-mheasan eas-tharraing air meanbh-structar agus feartan aloi alùmanum 6063 a sgrùdadh fo chumha gun do dh’fhan meud a’ bhilleit, teòthachd teasachaidh an ingot agus astar eas-tharraing gun atharrachadh. Is iad na co-dhùnaidhean mar a leanas:
1) Bidh ath-chriostalachadh fiùghantach a’ tachairt ann an aloi alùmanaim 6063 rè eas-tharraing teth. Le àrdachadh co-mheas eas-tharraing, bidh na gràinean air an grinneachadh gu leantainneach, agus bidh na gràinean a tha air an sìneadh air feadh an stiùiridh eas-tharraing air an cruth-atharrachadh gu gràinean ath-chriostalaichte co-ionann, agus bidh neart inneach uèir <100> air a mheudachadh gu leantainneach.
2) Air sgàth buaidh neartachadh gràin mhìn, bidh feartan meacanaigeach an aloidh air an leasachadh le àrdachadh co-mheas eas-tharraing. Taobh a-staigh raon nam paramadairean deuchainn, nuair a tha an co-mheas eas-tharraing 156, ruigidh neart tensile agus sìneadh an aloidh na luachan as àirde de 228 MPa agus 26.9%, fa leth.
Figear 6 Morf-eòlas brisidh teannachaidh de aloi alùmanum 6063 an dèidh tilgeadh agus eas-tharraing
3) Tha morf-eòlas briste an t-sampall mar a chaidh a thilgeadh air a dhèanamh suas de raointean rèidh agus oirean reubte. Às deidh eas-tharraing, tha am briseadh air a dhèanamh suas de àireamh mhòr de chlaisean co-ionann, agus tha an dòigh-obrach briste air atharrachadh bho bhriseadh brisg gu briseadh ductile.
Àm puist: 30 dhen t-Samhain 2024
