1. 서론
중간 강도의 알루미늄 합금은 우수한 가공 특성, 담금질 민감성, 충격 인성, 그리고 내식성을 나타냅니다. 전자 및 해양 산업과 같은 다양한 산업에서 파이프, 봉, 프로파일, 와이어 제조에 널리 사용됩니다. 현재 6082 알루미늄 합금 봉재에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 시장 수요와 사용자 요구 사항을 충족하기 위해, 저희는 6082-T6 봉재에 대한 다양한 압출 가열 공정과 최종 열처리 공정에 대한 실험을 수행했습니다. 저희의 목표는 이러한 봉재의 기계적 성능 요건을 충족하는 열처리 방법을 찾는 것이었습니다.
2. 실험재료 및 생산공정 흐름
2.1 실험 재료
Ф162×500 크기의 주조 잉곳을 반연속 주조법을 사용하여 제작하고 불균일 처리를 거쳤습니다. 잉곳의 야금학적 품질은 회사 내부 관리 기술 기준을 충족했습니다. 6082 합금의 화학 조성은 표 1에 제시되어 있습니다.
2.2 생산 공정 흐름
실험용 6082 바의 규격은 Ф14mm였습니다. 압출 용기는 직경 Ф170mm, 4홀 압출 설계, 압출 계수 18.5였습니다. 구체적인 공정 흐름은 잉곳 가열, 압출, 담금질, 연신 교정 및 샘플링, 롤러 교정, 최종 절단, 인공 시효, 품질 검사 및 납품으로 구성되었습니다.
3. 실험 목표
본 연구의 목적은 6082-T6 바의 성능에 영향을 미치는 압출 열처리 공정 변수와 최종 열처리 변수를 파악하여 궁극적으로 표준 성능 요건을 달성하는 것입니다. 표준에 따르면, 6082 합금의 종방향 기계적 성질은 표 2에 제시된 사양을 충족해야 합니다.
4. 실험적 접근
4.1 압출 열처리 조사
압출 열처리 연구는 주로 주조 잉곳 압출 온도와 압출 용기 온도가 기계적 특성에 미치는 영향에 초점을 맞추었습니다. 구체적인 매개변수 선택 사항은 표 3에 자세히 설명되어 있습니다.
4.2 고용체 및 시효 열처리 조사
고용체 및 시효 열처리 공정에 직교 실험 설계를 적용하였다. 선택된 인자 수준은 표 4에 제시되어 있으며, 직교 설계표는 IJ9(34)로 표시하였다.
5. 결과 및 분석
5.1 압출 열처리 실험 결과 및 분석
압출 열처리 실험 결과는 표 5와 그림 1에 제시되어 있습니다. 각 그룹에서 9개의 샘플을 채취하여 기계적 성능 평균을 구했습니다. 금속 조직 분석과 화학 조성을 바탕으로 520°C에서 40분간 담금질하고 165°C에서 12시간 동안 시효 처리하는 열처리 방식을 설정했습니다. 표 5와 그림 1에서 주조 잉곳 압출 온도와 압출 용기 온도가 증가함에 따라 인장 강도와 항복 강도가 모두 점차 증가하는 것을 확인할 수 있습니다. 압출 온도가 450~500°C이고 압출 용기 온도가 450°C일 때 가장 좋은 결과를 얻었으며, 이는 표준 요구 사항을 충족했습니다. 이는 낮은 압출 온도에서 냉간 가공 경화로 인해 결정립계 파괴가 발생하고 담금질 전 가열 중 Al과 Mn 사이의 고용 분해가 증가하여 재결정이 발생했기 때문입니다. 압출 온도가 증가함에 따라 제품의 극한 강도 Rm이 크게 향상되었습니다. 압출 용기 온도가 잉곳 온도에 근접하거나 초과하면 불균일 변형이 감소하여 조립 링의 깊이가 감소하고 항복 강도 Rm이 증가합니다. 따라서 압출 열처리의 적절한 매개변수는 잉곳 압출 온도 450~500°C, 압출 용기 온도 430~450°C입니다.
5.2 고용체 및 노화 직교 실험 결과 및 해석
표 6은 최적 수준이 A3B1C2D3이며, 520°C에서 담금질하고, 165~170°C의 인공 시효 온도와 12시간의 시효 기간을 적용하여 막대의 강도와 가소성을 높인다는 것을 보여줍니다. 담금질 공정은 과포화 고용체를 형성합니다. 낮은 담금질 온도에서는 과포화 고용체의 농도가 감소하여 강도에 영향을 미칩니다. 약 520°C의 담금질 온도는 담금질에 의한 고용체 강화 효과를 크게 향상시킵니다. 담금질과 인공 시효 사이의 간격, 즉 실온 보관은 기계적 특성에 큰 영향을 미칩니다. 특히 담금질 후 인장되지 않은 막대에서 이러한 영향이 두드러집니다. 담금질과 시효 사이의 간격이 1시간을 초과하면 강도, 특히 항복 강도가 크게 감소합니다.
5.3 금속조직 미세조직 분석
6082-T6 막대에 대해 520°C와 530°C의 고용 온도에서 고배율 및 편광 분석을 수행했습니다. 고배율 사진은 풍부한 침전상 입자가 고르게 분포된 균일한 화합물 침전을 보여주었습니다. Axiovert200 장비를 사용한 편광 분석에서는 결정립 구조 사진에서 뚜렷한 차이를 보였습니다. 중심부는 작고 균일한 결정립을 보인 반면, 가장자리는 길쭉한 결정립을 가진 약간의 재결정을 보였습니다. 이는 고온에서 결정핵이 성장하여 거친 바늘 모양의 침전물을 형성했기 때문입니다.
6. 생산 실무 평가
실제 생산에서는 20개 배치의 막대와 20개 배치의 프로파일에 대한 기계적 성능 통계를 수행했습니다. 결과는 표 7과 8에 제시되어 있습니다. 실제 생산에서는 T6 상태의 샘플을 얻을 수 있는 온도에서 압출 공정을 수행했으며, 기계적 성능은 목표값을 충족했습니다.
7. 결론
(1) 압출 열처리 매개변수: 잉곳 압출 온도 450-500°C; 압출 용기 온도 430-450°C.
(2) 최종 열처리 매개변수: 최적 고용 온도는 520~530°C, 시효 온도는 165±5°C, 시효 시간은 12시간, 담금질과 시효 사이의 간격은 1시간을 초과해서는 안 됩니다.
(3) 실제 평가에 따르면, 실행 가능한 열처리 공정은 다음과 같습니다. 압출 온도 450~530°C, 압출 용기 온도 400~450°C, 고용 온도 510~520°C, 시효 처리 시간 155~170°C, 12시간. 담금질과 시효 처리 간격에 대한 구체적인 제한은 없습니다. 이는 공정 운영 지침에 반영될 수 있습니다.
MAT Aluminum의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2024년 3월 15일
