6063 aluminio aleazioa aleazio baxuko Al-Mg-Si serieko aluminiozko aleazio termiko tratagarria da. Estrusioa moldatzeko errendimendu bikaina, korrosioarekiko erresistentzia ona eta propietate mekaniko integralak ditu. Automobilgintzan ere oso erabilia da, oxidazio-kolore errazagatik. Automobil arinen joeraren bizkortzearekin batera, 6063 aluminio-aleaziozko estrusio-materialen aplikazioa automobilgintzan ere areagotu egin da.
Estrusio-materialen mikroegitura eta propietateak estrusio-abiaduraren, estrusio-tenperaturaren eta estrusio-erlazioaren efektu konbinatuen eraginpean daude. Horien artean, estrusio-erlazioa batez ere estrusio-presioak, produkzio-eraginkortasunak eta ekoizpen-ekipoek zehazten dute. Estrusio-erlazioa txikia denean, aleazio-deformazioa txikia da eta mikroegituraren fintasuna ez da nabaria; estrusio-erlazioa handitzeak aleak nabarmen findu ditzake, bigarren fase lodia hautsi, mikroegitura uniforme bat lortu eta aleazioaren propietate mekanikoak hobetu ditzake.
6061 eta 6063 aluminio-aleazioek birkristalizazio dinamikoa jasaten dute estrusio-prozesuan. Estrusio-tenperatura konstantea denean, estrusio-erlazioa handitzen den heinean, alearen tamaina txikiagotu egiten da, sendotze-fasea fin-fin sakabanatzen da eta aleazioaren trakzio-ersistentzia eta luzapena handitzen dira horren arabera; hala ere, estrusio-erlazioa handitzen den heinean, estrusio-prozesurako beharrezkoa den estrusio-indarra ere handitzen da, efektu termiko handiagoa eraginez, aleazioaren barne-tenperatura igotzea eta produktuaren errendimendua gutxitzea eraginez. Esperimentu honek estrusio-erlazioak, bereziki estrusio-erlazio handiak, 6063 aluminio-aleazioen mikroegituran eta propietate mekanikoetan duen eragina aztertzen du.
1 Material eta metodo esperimentalak
Material esperimentala 6063 aluminiozko aleazioa da, eta konposizio kimikoa 1. taulan agertzen da. Lingotearen jatorrizko tamaina Φ55 mm × 165 mm da, eta Φ50 mm × 150 mm-ko tamaina duen estrusio totxo batean prozesatzen da homogeneizatu ondoren. tratamendua 560 ℃-tan 6 orduz. Totxoa 470 ℃-ra berotzen da eta bero mantentzen da. Estrusio-upelaren aurreberotze-tenperatura 420 ℃ da, eta moldearen aurreberotze-tenperatura 450 ℃. Estrusio-abiadura (estrusio-hastaka mugitzeko abiadura) V=5 mm/s-a aldatzen ez denean, estrusio-erlazio ezberdinetako 5 talde probak egiten dira eta R estrusio-erlazioak 17 dira (D=12 mm trokel-zuloaren diametroari dagozkionak), 25 (D=10 mm), 39 (D=8 mm), 69 (D=6 mm) eta 156 (D=4 mm).
1. taula 6063 Al aleazioaren konposizio kimikoak (%%
Lixa-papera artezketa eta leunketa mekanikoaren ondoren, lagin metalografikoak %40ko bolumen-frakzioarekin HF erreaktiboarekin grabatu ziren 25 s inguruz, eta laginen egitura metalografikoa behatu zen LEICA-5000 mikroskopio optiko batean. 10 mm × 10 mm-ko tamainako ehundura-analisiaren lagin bat ebaki zen estrusioaren hagaxkaren luzetarako atalaren erditik, eta artezketa eta grabaketa mekanikoa egin zen gainazaleko tentsio-geruza kentzeko. Laginaren hiru kristal-planoen {111}, {200} eta {220} polo-irudi osatugabeak PANalytical Company-ko X'Pert Pro MRD X izpien difrakzio analizagailuak neurtu zituen, eta ehundura datuak prozesatu eta aztertu ziren. X′Pert Data View eta X′Pert Texture softwarearen eskutik.
Aleazio galdatuaren trakzio-proiektua lingotearen erditik hartu zen, eta trakzio-proiektua estrusio-noranzkoan zehar moztu zen estrusioaren ondoren. Neurriaren eremuaren tamaina Φ4 mm × 28 mm zen. Tentsio-proba 2 mm/min-ko trakzio-abiadura duen SANS CMT5105 material saiakuntzarako makina unibertsal batekin egin da. Hiru ale estandarren batez besteko balioa propietate mekanikoen datu gisa kalkulatu da. Tentsio-laginen haustura-morfologia handitze baxuko ekorketa-mikroskopio elektroniko baten bidez behatu da (Quanta 2000, FEI, AEB).
2 Emaitzak eta eztabaida
1. irudiak homogeneizazio tratamenduaren aurretik eta ondoren 6063 aluminio-aleazio gisa galdaketaren mikroegitura metalografikoa erakusten du. 1a irudian ikusten den bezala, α-Al aleak moldearen mikroegituran tamainaz aldatzen dira, β-Al9Fe2Si2 fase erretikular ugari biltzen dira ale-mugetan eta aleen barruan Mg2Si granular fase ugari dago. Lingotea 6 orduz 560 ℃-tan homogeneizatu ondoren, aleazio-dendriten arteko orekarik gabeko fase eutektikoa pixkanaka disolbatu zen, aleazio-elementuak matrizean disolbatu ziren, mikroegitura uniformea zen eta batez besteko alearen tamaina 125 μm ingurukoa zen (1b irudia). ).
Homogeneizatu aurretik
6 orduz 600 °C-tan tratamendua uniformizatu ondoren
1. Irudia 6063 aluminio-aleazioaren egitura metalografikoa homogeneizazio tratamenduaren aurretik eta ondoren
2. irudiak 6063 aluminio-aleazio-barren itxura erakusten du estrusio-ratio desberdinekin. 2. Irudian ikusten den bezala, estrusio-ratio desberdinekin estrusitutako 6063 aluminio-aleazio-barren gainazaleko kalitatea ona da, batez ere estrusio-erlazioa 156ra igotzen denean (48 m/min-ko barra estrusioaren irteerako abiadurari dagokiona), oraindik ez dago. estrusio-akatsak, hala nola barraren gainazalean pitzadurak eta zuritzeak, 6063 aluminio-aleazioak estrusio bero ona duela adierazten du. abiadura handiko eta estrusio-erlazio handiaren pean errendimendua eratuz.
2. irudia 6063 aluminio aleaziozko hagak estrusio-erlazio ezberdinekin
3. Irudiak 6063 aluminio-aleazio barraren luzetarako sekzioaren mikroegitura metalografikoa erakusten du estrusio-erlazio ezberdinekin. Estrusio-erlazio desberdinak dituen barraren ale-egiturak luzapen- edo fintasun-maila desberdinak erakusten ditu. Estrusio-erlazioa 17koa denean, jatorrizko aleak estrusioaren norabidean luzatzen dira, birkristalizatutako ale kopuru txiki bat eratzen dute, baina aleak nahiko lodiak dira oraindik, 85 μm inguruko batez besteko alearen tamainarekin (3a irudia). ; Estrusio-erlazioa 25 denean, aleak lirainago ateratzen dira, birkristalizatutako ale kopurua handitzen da eta batez besteko alearen tamaina 71 μm ingurura jaisten da (3b irudia); estrusio-erlazioa 39koa denean, deformatutako ale kopuru txiki bat izan ezik, mikroegitura, funtsean, tamaina irregularreko ale birkristalizatu ekiaxez osatuta dago, batez beste 60 μm inguruko alea (3c irudia); Estrusio-erlazioa 69koa denean, birkristalizazio-prozesu dinamikoa funtsean amaitzen da, jatorrizko ale lodiak egitura uniformeko ale birkristalizatuetan guztiz eraldatu dira eta batez besteko alearen tamaina 41 μm ingurukoa da (3d irudia); Estrusio-erlazioa 156 denean, birkristalizazio prozesu dinamikoaren aurrerapen osoarekin, mikroegitura uniformeagoa da eta alearen tamaina asko findu egiten da 32 μm ingururaino (3e irudia). Estrusio-erlazioa handitzean, birkristalizazio-prozesu dinamikoa osoagoa da, aleazio-mikroegitura uniformeagoa bihurtzen da eta alearen tamaina nabarmen findu egiten da (3f irudia).
3. Irudia Egitura metalografikoa eta ale-tamaina 6063 aluminio-aleaziozko hagatxoen luzetarako estrusio-erlazio desberdinekin
4. irudiak estrusio-noranzkoan zehar estrusio-erlazio desberdinak dituzten 6063 aluminio-aleazio-barren alderantzizko poloaren zifrak erakusten ditu. Ikus daiteke estrusio-erlazio desberdinak dituzten aleazio-barren mikroegiturek lehentasunezko orientazio nabaria sortzen dutela. Estrusio-erlazioa 17koa denean, <115>+<100> ehundura ahulagoa sortzen da (4a irudia); Estrusio-erlazioa 39 denean, ehundura-osagaiak <100> ehundura sendoagoa eta <115> ehundura ahuleko kopuru txiki bat dira (4b irudia); Estrusio-erlazioa 156koa denean, ehundura-osagaiak <100> ehundura dira nabarmen handitu duen indarra, eta <115> ehundura desagertzen den bitartean (4c irudia). Ikerketek erakutsi dute aurpegian zentratutako metal kubikoek batez ere <111> eta <100> alanbre-ehundurak sortzen dituztela estrusioan eta marrazketan. Ehundura eratuta dagoenean, aleazioaren giro-tenperaturako propietate mekanikoek anisotropia nabaria erakusten dute. Testura-indarra handitzen da estrusio-erlazioa handitzen den heinean, aleazioan estrusio-norabidearen paraleloan dagoen kristal-norabide jakin batean ale kopurua pixkanaka handitzen dela eta aleazioaren luzetarako trakzio-erresistentzia handitzen dela adierazten du. 6063 aluminio-aleazio beroko estrusio-materialen indartze-mekanismoak ale fina indartzea, dislokazioaren indartzea, ehundura indartzea, etab. Azterketa esperimental honetan erabilitako prozesu-parametroen barrutian, estrusio-erlazioa handitzeak eragin sustatzailea du goiko indartze-mekanismoetan.
4. Irudia 6063 aluminio-aleaziozko hagatxoen alderantzizko polo diagrama estrusio-erlazio desberdinak dituzten estrusio-noranzkoan zehar
5. irudia 6063 aluminio-aleazioaren trakzio-propietateen histograma da, estrusio-erlazio desberdinetan deformatu ondoren. Aleazio galdatuaren trakzio-erresistentzia 170 MPa da eta luzapena % 10,4koa. Estrusioaren ondoren aleazioaren trakzio-erresistentzia eta luzapena nabarmen hobetzen dira, eta trakzio-erresistentzia eta luzapena pixkanaka handitzen dira estrusio-erlazioa handitu ahala. Estrusio-erlazioa 156koa denean, aleazioaren trakzio-erresistentzia eta luzapena gehienezko baliora iristen dira, hau da, 228 MPa eta % 26,9 dira, hurrenez hurren, hau da, aleazio galdatuaren trakzio-erresistentzia baino % 34 handiagoa eta % 158 baino handiagoa. luzapena. Estrusio-erlazio handi baten bidez lortutako 6063 aluminio-aleazioaren trakzio-erresistentzia 4 pasabideko kanal berdineko estrusio angeluarrarekin (ECAP) lortutako trakzio-erresistentziaren baliotik hurbil dago (240 MPa), hau da, trakzio-erresistentziaren balioa (171,1 MPa) baino askoz handiagoa da. 6063 aluminio-aleazioko ECAP pasabideko estrusioaren bidez lortua. Ikusten da estrusio-erlazio handi batek aleazioaren propietate mekanikoak hobetu ditzakeela neurri batean.
Estrusio-erlazioaren bidez aleazioaren propietate mekanikoen hobekuntza, batez ere, alearen finketa indartzetik dator. Estrusio-erlazioa handitzen den heinean, aleak findu egiten dira eta dislokazio-dentsitatea handitzen da. Eremu unitate bakoitzeko ale-muga gehiago dislokazioen mugimendua eraginkortasunez oztopatu dezake, dislokazioen elkarrekiko mugimenduarekin eta korapilatzearekin konbinatuta, eta horrela aleazioaren indarra hobetzen da. Zenbat eta ale finagoak izan, orduan eta bihurrituagoak izango dira ale-mugak, eta deformazio plastikoa ale gehiagotan barreiatu daiteke, eta hori ez da pitzadurak sortzeko lagungarria, are gutxiago pitzadurak hedatzea. Haustura prozesuan energia gehiago xurga daiteke, eta horrela aleazioaren plastikotasuna hobetzen da.
5. irudia 6063 aluminio-aleazioaren trakzio-propietateak galdaketa eta estrusioaren ondoren
Estrusio-erlazio ezberdinekin deformatu ondoren aleazioaren trakzio-hausturaren morfologia 6. Irudian ageri da. Ez zen zulorik aurkitu galdatutako laginaren haustura-morfologian (6a. Irudia), eta haustura eremu lauek eta urratze-ertzek osatzen zuten nagusiki. , galdatutako aleazioaren trakzio-haustura-mekanismoa haustura hauskorra izan zela adieraziz. Estrusioaren ondoren aleazioaren haustura-morfologia nabarmen aldatu da, eta haustura zulo ekiaxedun kopuru handiz osatuta dago, estrusioaren ondoren aleazioaren haustura-mekanismoa haustura hauskor izatetik haustura harikorrera aldatu dela adierazten du. Estrusio-erlazioa txikia denean, zuloak azalekoak dira eta zuloen tamaina handia da eta banaketa irregularra da; Estrusio-erlazioa handitzen den heinean, dimples kopurua handitzen da, dimple tamaina txikiagoa da eta banaketa uniformea da (6b ~ f irudia), horrek esan nahi du aleazioak plastikotasun hobea duela, hau da, goiko propietate mekanikoen proben emaitzekin bat datorrena.
3 Ondorioa
Esperimentu honetan, estrusio-ratio ezberdinek 6063 aluminio-aleazioaren mikroegituran eta propietateetan dituzten ondorioak aztertu ziren totxoen tamaina, lingotearen berotze-tenperatura eta estrusio-abiadura aldatu gabe egon daitezen baldintzapean. Ondorioak hauek dira:
1) Berkristalizazio dinamikoa 6063 aluminio-aleazioan gertatzen da estrusio beroan. Estrusio-erlazioa handituz, aleak etengabe findu egiten dira, eta estrusio-noranzkoan zehar luzatutako aleak birkristalizatu ekiaxe bihurtzen dira eta <100> alanbre ehunduraren indarra etengabe handitzen da.
2) Ale finaren indartzearen eragina dela eta, aleazioaren propietate mekanikoak hobetzen dira estrusio-erlazioa handituz. Proba parametroen barrutian, estrusio-erlazioa 156koa denean, aleazioaren trakzio-ersistentzia eta luzapena 228 MPa eta % 26,9ko balio maximoetara iristen dira, hurrenez hurren.
6. irudia 6063 aluminio-aleazioaren trakzio-haustura-morfologiak galdaketa eta estrusioaren ondoren
3) Galdatutako alearen haustura-morfologia eremu lauek eta urratu-ertzek osatzen dute. Estrusioaren ondoren, haustura zulo ekiaxedun kopuru handiz osatuta dago, eta haustura mekanismoa haustura hauskor izatetik haustura harikorra bihurtzen da.
Argitalpenaren ordua: 2024-11-30
