큰 벽 두께 6061T6 알루미늄 합금은 뜨거운 압출 후 담금질되어야합니다. 불연속 압출의 제한으로 인해 프로파일의 일부는 지연으로 수냉식 구역으로 들어갑니다. 다음 짧은 잉곳이 계속 압출되면 프로파일 의이 부분은 지연된 담금질을 겪게됩니다. 지연된 담금질 영역을 다루는 방법은 모든 생산 회사가 고려해야 할 문제입니다. 압출 테일 엔드 공정 폐기물이 짧으면, 촬영 된 성능 샘플은 때때로 자격이 있고 때로는 자격이 없습니다. 측면에서 리샘플링하면 성능이 다시 자격이됩니다. 이 기사는 실험을 통해 해당 설명을 제공합니다.
1. 테스트 재료 및 방법
이 실험에 사용 된 물질은 6061 알루미늄 합금입니다. 스펙트럼 분석으로 측정 된 화학적 조성은 다음과 같습니다. GB/T 3190-1996 International 6061 알루미늄 합금 조성 표준을 준수합니다.
이 실험에서, 압출 프로파일의 일부를 고체 용액 처리를 위해 취 하였다. 400mm 길이의 프로파일은 두 영역으로 나뉘 었습니다. 영역 1은 직접 냉각되어 담금질되었습니다. 지역 2는 90 초 동안 공기 중에 냉각 된 다음 수냉식되었다. 테스트 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다.
이 실험에 사용 된 6061 알루미늄 합금 프로파일은 4000ust 압출기에 의해 압출되었다. 곰팡이 온도는 500 ° C이고, 주조 막대 온도는 510 ° C이고, 압출 출구 온도는 525 ° C이고, 압출 속도는 2.1mm/s이며, 압출 과정에서 고강도 냉각은 사용됩니다. 길이 테스트 조각은 압출 완료 프로파일의 중간에서 가져옵니다. 샘플 너비는 150mm이고 높이는 10.00mm입니다.
취한 샘플을 분할 한 다음 다시 용액 처리를 수행 하였다. 용액 온도는 530 ℃ 였고 용액 시간은 4 시간이었다. 이를 꺼낸 후, 샘플을 수심 100mm의 큰 물 탱크에 넣었다. 더 큰 물 탱크는 구역 1의 샘플이 수냉식 된 후 물 탱크의 수온이 거의 변하기 때문에 수온의 증가가 수냉식 강도에 영향을 미치지 않도록 할 수 있습니다. 수냉 과정에서 수온이 20-25 ° C 범위 내에 있는지 확인하십시오. 담금질 된 샘플을 165 ℃*8h로 노화시켰다.
샘플 400mm 길이 30mm 너비의 10mm 두께의 일부를 취하고 Brinell 경도 테스트를 수행하십시오. 10mm마다 5 개의 측정을합니다. 이 시점에서 Brinell 경도 결과로 5 Brinell 경도의 평균 값을 취하고 경도 변화 패턴을 관찰하십시오.
프로파일의 기계적 특성을 테스트하고, 인장 특성을 400mm 샘플의 다른 위치에서 제어하여 인장 특성 및 파괴 위치를 관찰 하였다.
샘플의 수냉식 담금질의 온도 필드와 90 년대 지연 후 Quenching을 ANSYS 소프트웨어를 통해 시뮬레이션하고, 상이한 위치에서 프로파일의 냉각 속도를 분석 하였다.
2. 실험 결과 및 분석
2.1 경도 테스트 결과
그림 2는 Brinell 경도 테스터에 의해 측정 된 400mm 길이의 샘플의 경도 변화 곡선을 보여줍니다 (가로 시사의 단위 길이는 10mm를 나타내고 0 스케일은 정상 담금질과 지연된 켄칭 사이의 구분선입니다). 수냉식 끝의 경도는 약 95HB에서 안정적임을 알 수 있습니다. 물 냉각제 켄칭과 90 년대의 물 냉각제 켄칭 사이의 구분 라인 후, 경도는 감소하기 시작하지만 초기 단계에서는 감소 속도가 느립니다. 40mm (89HB) 후, 경도는 급격히 떨어지고 80mm에서 가장 낮은 값 (77HB)으로 떨어집니다. 80mm 후, 경도는 계속 감소하지 않았지만 어느 정도 증가했습니다. 증가는 상대적으로 적었다. 130mm 후, 경도는 약 83HB에서 변경되지 않았습니다. 열 전도의 영향으로 인해 지연된 담금질 부분의 냉각 속도가 바뀌 었다고 추측 할 수 있습니다.
2.2 성능 테스트 결과 및 분석
표 2는 병렬 섹션의 상이한 위치에서 취한 샘플에 대해 수행 된 인장 실험의 결과를 보여준다. 1 번과 2 번의 인장 강도와 항복 강도는 거의 변화가 없다는 것을 알 수 있습니다. 지연된 퀀칭 끝의 비율이 증가함에 따라, 합금의 인장 강도 및 항복 강도는 상당한 하향 추세를 나타낸다. 그러나 각 샘플링 위치에서의 인장 강도는 표준 강도보다 높습니다. 경도가 가장 낮은 영역에서만 항복 강도는 샘플 표준보다 낮으며 샘플 성능은 자격이 없습니다.
그림 4는 샘플 번호 3의 인장 특성 결과를 보여줍니다. 그림 4에서 분할 선에서 멀리 떨어져있을수록 지연된 켄 칭 끝의 경도가 낮다는 것을 알 수 있습니다. 경도의 감소는 샘플의 성능이 감소되었지만 경도는 느리게 감소하여 평행 섹션의 끝에서 95HB에서 약 91HB로만 감소합니다. 표 1의 성능 결과에서 알 수 있듯이, 수냉식을 위해 인장 강도는 342mpa에서 320mpa에서 320mpa로 감소했습니다. 동시에, 인장 샘플의 골절 점은 또한 가장 낮은 경도와 병렬 섹션의 끝에 있음이 밝혀졌습니다. 이는 수냉식에서 멀리 떨어져 있고, 합금 성능이 줄어들고, 끝이 먼저 인장 강도 한계에 도달하여 목을 내리는 것입니다. 마지막으로, 성능이 가장 낮은 지점에서 벗어나고 중단 위치는 성능 테스트 결과와 일치합니다.
그림 5는 샘플 번호 4의 병렬 섹션의 경도 곡선과 골절 위치를 보여줍니다. 수냉이 분할 선에서 멀리 떨어져 있을수록 지연된 담금질 끝의 경도가 낮다는 것을 알 수 있습니다. 동시에, 골절 위치는 경도가 가장 낮은 86HB 골절이 가장 낮은 곳에 있습니다. 표 2로부터, 수냉식 끝에는 플라스틱 변형이 거의 없다는 것이 밝혀졌다. 표 1로부터, 샘플 성능 (인장 강도 298mpa, 수율 266mpa)이 상당히 감소 된 것으로 밝혀졌다. 인장 강도는 298mpa에 불과하며, 이는 수냉식 말단 (315mpa)의 항복 강도에 도달하지 않습니다. 끝은 315mpa보다 낮을 때 넥 킹을 형성했습니다. 골절 전에, 수냉식 영역에서 탄성 변형 만 발생했습니다. 응력이 사라지자 물이 공허한 끝의 변형이 사라졌습니다. 결과적으로, 표 2의 수냉식 구역의 변형량은 거의 변화가 없다. 샘플은 지연된 속도 화재의 끝에서 파괴되고, 변형 된 영역이 감소하고, 끝 경도가 가장 낮아서 성능 결과가 크게 줄어 듭니다.
400mm 시편 끝에 100% 지연된 켄칭 영역에서 샘플을 가져옵니다. 그림 6은 경도 곡선을 보여줍니다. 병렬 섹션의 경도는 약 83-84HB로 감소되며 비교적 안정적입니다. 동일한 프로세스로 인해 성능은 거의 동일합니다. 골절 위치에는 명백한 패턴이 없습니다. 합금 성능은 수온 샘플의 합금 성능보다 낮습니다.
성능과 골절의 규칙 성을 더 탐색하기 위해, 인장 시편의 평행 섹션은 가장 낮은 경도 지점 (77HB) 근처에서 선택되었다. 표 1로부터, 성능이 상당히 감소되었고, 골절 점은 그림 2에서 가장 낮은 경도 지점에 나타났습니다.
2.3 ANSYS 분석 결과
그림 7은 다른 위치에서 냉각 곡선의 ANSYS 시뮬레이션 결과를 보여줍니다. 물 냉각 영역에서 샘플의 온도가 빠르게 떨어 졌다는 것을 알 수 있습니다. 5S 후, 온도는 100 ° C 미만으로, 그리고 분할 라인에서 80mm로 떨어졌고, 온도는 90 년대에 약 210 ℃로 떨어졌다. 평균 온도 감소는 3.5 ° C/s입니다. 터미널 공기 냉각 영역에서 90 초 후, 온도는 약 360 ° C로 떨어지고 평균 드롭 속도는 1.9 ° C/s입니다.
성능 분석 및 시뮬레이션 결과를 통해 물 냉각 영역 및 지연된 담금질 영역의 성능은 먼저 감소한 다음 약간 증가하는 변화 패턴 인 것으로 나타났습니다. 분할 라인 근처의 수냉식에 의해 영향을 받으면, 열 전도는 특정 영역의 샘플이 물 냉각 (3.5 ° C/s)보다 냉각 속도로 떨어집니다. 결과적으로, 매트릭스로 고형화 된 MG2SI는이 영역에서 대량으로 침전되었고, 온도는 90 초 후에 약 210 ℃로 떨어졌다. 다량의 MG2SI는 침전 된 후 90 초 후에도 물 냉각의 효과가 더 작아졌다. 노화 처리 후 침전 된 MG2SI 강화 위상의 양이 크게 감소되었고, 샘플 성능이 감소되었다. 그러나, 분할 라인에서 멀리 떨어진 지연된 담금질 영역은 수냉 열전도에 의해 영향을받지 않으며, 공기 냉각 조건 (냉각 속도 1.9 ° C/s)에서 합금은 비교적 느리게 냉각된다. MG2SI 상의 작은 부분 만 천천히 침전되고 온도는 90 년대 이후 360C입니다. 물 냉각 후, 대부분의 MG2SI상은 여전히 매트릭스에 있으며, 노화 후 분산되고 침전되어 강화 역할을합니다.
3. 결론
실험을 통해 지연된 퀀칭은 정상적인 담금질의 교차점에서 지연된 켄칭 영역의 경도를 유발하고, 켄칭 지연이 먼저 감소하고 마침내 안정화 될 때까지 약간 증가시킬 수 있다는 것이 발견되었습니다.
6061 알루미늄 합금의 경우, 정상적인 담금질 후 인장 강도는 각각 342mpa 및 288mpa이며, 항복 강도는 샘플 성능 표준을 충족하는 315MPA 및 252MPA입니다.
경도가 가장 낮은 영역이 있으며, 정상적인 담금질 후 95HB에서 77HB로 줄어 듭니다. 여기서의 성능은 271mpa의 인장 강도와 220mpa의 항복 강도로 가장 낮습니다.
ANSYS 분석을 통해 90 년대 지연된 Quenching 구역에서 가장 낮은 성능 지점에서의 냉각 속도는 초당 약 3.5 ° C로 감소하여 강화 위상 MG2SI 단계의 견고한 용액이 충분하지 않다는 것을 발견했습니다. 이 기사에 따르면, 성능 위험 지점이 정상적인 담금질 및 지연된 담금질의 교차점에서 지연된 담금질 영역에 나타나며, 교차점에서 멀지 않으며, 이는 압출 꼬리의 합리적인 유지에 중요한 가이드의 유의성을 갖는다는 것을 알 수 있습니다. 최종 공정 폐기물.
Mat Aluminum에서 May Jiang에 의해 편집 됨
후 시간 : 8 월 28-2024 년
