ठूलो पर्खाल मोटाई 6061T6 एल्युमिनियम मिश्र तातो निकासी पछि निभाउन आवश्यक छ। निरन्तर बाहिर निकाल्ने सीमितताको कारण, प्रोफाइलको एक भाग ढिलाइ संग पानी-ठुलो क्षेत्रमा प्रवेश गर्नेछ। जब अर्को छोटो इन्गटलाई बाहिर निकाल्न जारी राखिन्छ, प्रोफाइलको यो भाग ढिलो शमनबाट गुज्रनेछ। ढिलो शमन क्षेत्रसँग कसरी व्यवहार गर्ने भन्ने मुद्दा प्रत्येक उत्पादन कम्पनीले विचार गर्न आवश्यक छ। जब एक्स्ट्रुजन टेल एन्ड प्रक्रिया फोहोर छोटो हुन्छ, लिइएको प्रदर्शन नमूनाहरू कहिलेकाहीं योग्य हुन्छन् र कहिलेकाहीं अयोग्य हुन्छन्। पक्षबाट पुन: नमूना गर्दा, प्रदर्शन फेरि योग्य हुन्छ। यस लेखले प्रयोगहरू मार्फत सम्बन्धित स्पष्टीकरण दिन्छ।
1. परीक्षण सामग्री र विधिहरू
यस प्रयोगमा प्रयोग गरिएको सामग्री 6061 एल्युमिनियम मिश्र धातु हो। वर्णक्रमीय विश्लेषण द्वारा मापन गरिएको यसको रासायनिक संरचना निम्नानुसार छ: यसले GB/T 3190-1996 अन्तर्राष्ट्रिय 6061 एल्युमिनियम मिश्र धातु संरचना मानकको पालना गर्दछ।
यस प्रयोगमा, ठोस समाधान उपचारको लागि एक्स्ट्रुडेड प्रोफाइलको एक भाग लिइयो। 400mm लामो प्रोफाइल दुई क्षेत्रमा विभाजित थियो। क्षेत्र १ लाई सीधै पानीले चिसो र निभाइयो। क्षेत्र २ लाई ९० सेकेन्डसम्म हावामा चिसो पारेर पानीमा चिसो पारिएको थियो। परीक्षण रेखाचित्र चित्र १ मा देखाइएको छ।
यस प्रयोगमा प्रयोग गरिएको 6061 एल्युमिनियम मिश्र प्रोफाइल 4000UST एक्स्ट्रुडर द्वारा निकालिएको थियो। मोल्ड तापमान 500 डिग्री सेल्सियस छ, कास्टिङ रड तापमान 510 डिग्री सेल्सियस छ, एक्सट्रुजन आउटलेट तापमान 525 डिग्री सेल्सियस छ, एक्सट्रुजन गति 2.1mm/s छ, एक्सट्रुसन प्रक्रियाको समयमा उच्च-तीव्रता पानी कूलिंग प्रयोग गरिन्छ, र एक 400mm लम्बाइ परीक्षण टुक्रा extruded समाप्त प्रोफाइल को बीचबाट लिइएको छ। नमूना चौडाइ 150mm छ र उचाई 10.00mm छ।
लिइएको नमूनाहरू विभाजन गरियो र त्यसपछि फेरि समाधान उपचारको अधीनमा। समाधान तापमान 530 डिग्री सेल्सियस थियो र समाधान समय 4 घण्टा थियो। तिनीहरूलाई बाहिर निकालेपछि, नमूनाहरू 100mm पानीको गहिराइको ठूलो पानीको ट्यांकीमा राखिएको थियो। ठुलो पानी ट्याङ्कीले यो सुनिश्चित गर्न सक्छ कि जोन 1 मा नमूना पानी चिसो भएपछि पानीको ट्याङ्कीमा पानीको तापक्रम थोरै परिवर्तन हुन्छ, जसले पानीको तापक्रममा भएको वृद्धिलाई पानीको चिसोपनको तीव्रतालाई असर गर्नबाट रोक्छ। पानी चिसो गर्ने प्रक्रियामा, पानीको तापक्रम २०-२५ डिग्री सेल्सियस भित्र छ भनी सुनिश्चित गर्नुहोस्। निभाइएका नमूनाहरू 165°C*8h मा पुराना थिए।
नमूना 400mm लामो 30mm चौडाई 10mm मोटोको एक भाग लिनुहोस्, र Brinell कठोरता परीक्षण गर्नुहोस्। प्रत्येक 10mm मा 5 मापन गर्नुहोस्। यस बिन्दुमा Brinell कठोरता परिणामको रूपमा 5 Brinell कठोरताको औसत मान लिनुहोस्, र कठोरता परिवर्तन ढाँचा अवलोकन गर्नुहोस्।
प्रोफाइलको मेकानिकल गुणहरू परीक्षण गरिएको थियो, र तन्य समानान्तर खण्ड 60mm लाई 400mm नमूनाको विभिन्न स्थानहरूमा तन्य गुणहरू र फ्र्याक्चर स्थान अवलोकन गर्न नियन्त्रण गरिएको थियो।
नमूनाको वाटर-कूल्ड क्विन्चिङको तापक्रम क्षेत्र र 90s को ढिलाइ पछि शमन गर्ने ANSYS सफ्टवेयर मार्फत सिमुलेट गरिएको थियो, र विभिन्न स्थानहरूमा प्रोफाइलहरूको शीतलन दरहरू विश्लेषण गरिएको थियो।
2. प्रयोगात्मक परिणाम र विश्लेषण
2.1 कठोरता परीक्षण परिणामहरू
चित्र 2 ले Brinell कठोरता परीक्षक द्वारा मापन गरिएको 400mm लामो नमूनाको कठोरता परिवर्तन वक्र देखाउँछ (abscissa को एकाइ लम्बाइ 10mm को प्रतिनिधित्व गर्दछ, र 0 स्केल सामान्य शमन र ढिलाइ शमन बीचको विभाजन रेखा हो)। यो फेला पार्न सकिन्छ कि पानी चिसो अन्तमा कठोरता लगभग 95HB मा स्थिर छ। वाटर-कूलिङ क्वेन्चिङ र ९० को दशकमा ढिलो भएको वाटर-कूलिङ क्वेन्चिङ बीचको विभाजन रेखा पछि, कठोरता घट्न थाल्छ, तर प्रारम्भिक चरणमा गिरावट दर ढिलो हुन्छ। 40mm (89HB) पछि, कठोरता तीव्र रूपमा घट्छ, र 80mm मा न्यूनतम मान (77HB) मा खस्छ। 80mm पछि, कठोरता कम हुन जारी राखेन, तर एक निश्चित हदसम्म बढ्यो। वृद्धि अपेक्षाकृत सानो थियो। 130mm पछि, कठोरता लगभग 83HB मा अपरिवर्तित रह्यो। यो अनुमान गर्न सकिन्छ कि गर्मी प्रवाह को प्रभाव को कारण, ढिलाइ शमन भाग को शीतलन दर परिवर्तन भयो।
2.2 प्रदर्शन परीक्षण परिणाम र विश्लेषण
तालिका २ ले समानान्तर खण्डको विभिन्न स्थानहरूबाट लिइएका नमूनाहरूमा गरिएका तन्य प्रयोगहरूको नतिजा देखाउँछ। यो पत्ता लगाउन सकिन्छ कि नम्बर 1 र नम्बर 2 को तन्य शक्ति र उपज शक्ति लगभग कुनै परिवर्तन छैन। ढिलो शमन अन्त्यको अनुपात बढ्दै जाँदा, मिश्र धातुको तन्य शक्ति र उपज शक्तिले उल्लेखनीय गिरावट देखाउँछ। यद्यपि, प्रत्येक नमूना स्थानमा तन्य शक्ति मानक बल भन्दा माथि छ। केवल न्यूनतम कठोरता भएको क्षेत्रमा, उपज शक्ति नमूना मानक भन्दा कम छ, नमूना प्रदर्शन अयोग्य छ।
चित्र 4 ले नमूना नम्बर 3 को तन्य गुण परिणामहरू देखाउँछ। यो चित्र 4 बाट फेला पार्न सकिन्छ कि विभाजन रेखाबाट जति टाढा हुन्छ, ढिलाइ भएको शमन अन्त्यको कठोरता कम हुन्छ। कठोरतामा कमीले नमूनाको कार्यसम्पादन कम भएको संकेत गर्छ, तर कठोरता बिस्तारै घट्दै जान्छ, समानान्तर खण्डको अन्त्यमा 95HB बाट 91HB सम्म मात्र घट्छ। तालिका 1 मा कार्यसम्पादन परिणामहरूबाट देख्न सकिन्छ, पानी चिसोको लागि तन्य शक्ति 342MPa बाट 320MPa मा घट्यो। एकै समयमा, यो फेला पर्यो कि तन्य नमूनाको फ्र्याक्चर बिन्दु पनि सबैभन्दा कम कठोरताको साथ समानान्तर खण्डको अन्त्यमा छ। यो किनभने यो पानी कूलिंग देखि धेरै टाढा छ, मिश्र धातु प्रदर्शन कम छ, र अन्त एक घाँटी तल गठन गर्न पहिले तन्य शक्ति सीमा पुग्छ। अन्तमा, सबैभन्दा कम प्रदर्शन बिन्दुबाट ब्रेक गर्नुहोस्, र ब्रेक स्थिति प्रदर्शन परीक्षण परिणामहरूसँग अनुरूप छ।
चित्र 5 ले नमूना नम्बर 4 को समानान्तर खण्डको कठोरता वक्र र फ्र्याक्चर स्थिति देखाउँछ। यो भेट्टाउन सकिन्छ कि पानी चिसो विभाजन रेखाबाट जति टाढा हुन्छ, ढिलो शमन अन्त्यको कठोरता कम हुन्छ। एकै समयमा, फ्र्याक्चर स्थान पनि अन्तमा छ जहाँ कठोरता सबैभन्दा कम छ, 86HB भंग। तालिका 2 बाट, यो फेला परेको छ कि पानी चिसो अन्तमा लगभग कुनै प्लास्टिक विरूपण छैन। तालिका 1 बाट, यो फेला पर्यो कि नमूना प्रदर्शन (तन्य शक्ति 298MPa, उपज 266MPa) उल्लेखनीय रूपमा कम भएको छ। तन्य शक्ति केवल 298MPa हो, जुन पानी-ठुलो अन्त (315MPa) को उपज शक्तिमा पुग्न सक्दैन। यो 315MPa भन्दा कम हुँदा अन्तले नेकिङ डाउन गठन गरेको छ। फ्र्याक्चर हुनु अघि, पानी चिसो क्षेत्रमा मात्र लोचदार विरूपण भयो। तनाव गायब भएपछि, पानी चिसो अन्तमा तनाव गायब भयो। नतिजाको रूपमा, तालिका 2 मा पानी चिसो क्षेत्र मा विरूपण मात्रा लगभग कुनै परिवर्तन छैन। ढिलाइ दर आगोको अन्त्यमा नमूना विच्छेद हुन्छ, विकृत क्षेत्र कम हुन्छ, र अन्तिम कठोरता सबैभन्दा कम हुन्छ, परिणाम स्वरूप प्रदर्शन परिणामहरूमा महत्त्वपूर्ण कमी हुन्छ।
400mm नमूनाको अन्त्यमा 100% ढिलो शमन क्षेत्रबाट नमूनाहरू लिनुहोस्। चित्र 6 कठोरता वक्र देखाउँछ। समानान्तर खण्डको कठोरता लगभग 83-84HB मा घटाइएको छ र अपेक्षाकृत स्थिर छ। एउटै प्रक्रियाको कारण, प्रदर्शन लगभग समान छ। फ्र्याक्चर स्थितिमा कुनै स्पष्ट ढाँचा फेला परेन। मिश्रको कार्यसम्पादन पानी निभाउने नमूनाको भन्दा कम छ।
कार्यसम्पादन र फ्र्याक्चरको नियमिततालाई थप पत्ता लगाउनको लागि, तन्य नमूनाको समानान्तर खण्ड कठोरताको न्यूनतम बिन्दु (77HB) नजिक चयन गरिएको थियो। तालिका 1 बाट, यो फेला पर्यो कि प्रदर्शन उल्लेखनीय रूपमा कम भएको थियो, र फ्र्याक्चर बिन्दु चित्रा 2 मा कठोरताको सबैभन्दा कम बिन्दुमा देखा पर्यो।
2.3 ANSYS विश्लेषण परिणामहरू
चित्र 7 ले विभिन्न स्थानहरूमा कूलिङ कर्भहरूको ANSYS सिमुलेशनको नतिजाहरू देखाउँछ। यो देख्न सकिन्छ कि पानी चिसो क्षेत्रमा नमूनाको तापक्रम द्रुत रूपमा घट्यो। 5s पछि, तापमान 100 डिग्री सेल्सियस भन्दा तल झर्यो, र विभाजन रेखाबाट 80mm मा, तापमान 90s मा लगभग 210 डिग्री सेल्सियसमा झर्यो। औसत तापमान गिरावट 3.5 डिग्री सेल्सियस / सेकेन्ड छ। टर्मिनल एयर कूलिङ क्षेत्रमा 90 सेकेन्ड पछि, तापक्रम लगभग 360 डिग्री सेल्सियसमा झर्छ, 1.9 डिग्री सेल्सियस/सेकेन्डको औसत ड्रप दरको साथ।
कार्यसम्पादन विश्लेषण र सिमुलेशन नतिजाहरू मार्फत, यो फेला पर्यो कि पानी चिसो गर्ने क्षेत्र र ढिलो शमन गर्ने क्षेत्रको प्रदर्शन परिवर्तन ढाँचा हो जुन पहिले घट्छ र त्यसपछि थोरै बढ्छ। विभाजन रेखा नजिकको पानीको चिसोपनबाट प्रभावित, तातो प्रवाहको कारणले निश्चित क्षेत्रमा नमूना पानी कूलिंग (3.5 डिग्री सेल्सियस/सेकेन्ड) भन्दा कम शीतलन दरमा खस्छ। नतिजाको रूपमा, Mg2Si, जो म्याट्रिक्समा ठोस भयो, यस क्षेत्रमा ठूलो मात्रामा अवक्षेपण भयो, र तापमान 90 सेकेन्ड पछि लगभग 210 डिग्री सेल्सियसमा झर्यो। ठूलो मात्रामा Mg2Si अवक्षेपणले 90 सेकेन्ड पछि पानी चिसोको सानो प्रभाव निम्त्यायो। Mg2Si सुदृढीकरण चरणको मात्रा वृद्धावस्था उपचार पछि अवक्षेपित भएको थियो, र नमूना प्रदर्शन पछि कम भयो। यद्यपि, विभाजन रेखाबाट धेरै टाढाको ढिलो शमन क्षेत्र पानीको शीतलन ताप प्रवाहबाट कम प्रभावित हुन्छ, र मिश्र धातु हावा शीतलन अवस्था (कूलिंग दर 1.9°C/s) अन्तर्गत तुलनात्मक रूपमा बिस्तारै चिसो हुन्छ। Mg2Si चरणको सानो भाग मात्र बिस्तारै अवक्षेपण हुन्छ, र 90s पछि तापमान 360C हुन्छ। पानी चिसो भएपछि, धेरै जसो Mg2Si चरण अझै म्याट्रिक्समा छ, र यो फैलन्छ र उमेर बढ्दै गएपछि अवक्षेपण हुन्छ, जसले बलियो भूमिका खेल्छ।
3. निष्कर्ष
ढिलो शमनले सामान्य शमन गर्ने र ढिलो निभाउने क्षेत्रको कठोरतालाई पहिले घटाउने र अन्तमा स्थिर नभएसम्म अलिकति बढ्छ भनी प्रयोगहरूबाट पत्ता लागेको थियो।
6061 एल्युमिनियम मिश्र धातुको लागि, 90 s को लागि सामान्य शमन र ढिलाइ क्विन्चिंग पछि तन्य शक्तिहरू क्रमशः 342MPa र 288MPa छन्, र उपज शक्तिहरू 315MPa र 252MPa छन्, दुबै नमूना प्रदर्शन मापदण्डहरू पूरा गर्छन्।
त्यहाँ सबैभन्दा कम कठोरता भएको क्षेत्र छ, जुन सामान्य शमन पछि 95HB बाट 77HB मा घटाइन्छ। यहाँको प्रदर्शन पनि सबैभन्दा कम छ, 271MPa को तन्य शक्ति र 220MPa को उपज शक्ति संग।
ANSYS विश्लेषणको माध्यमबाट, यो फेला पर्यो कि 90s ढिलो क्विन्चिङ जोनमा सबैभन्दा कम प्रदर्शन बिन्दुमा शीतलन दर लगभग 3.5 डिग्री सेल्सियस प्रति सेकेन्डले घट्यो, परिणामस्वरूप बलियो बनाउने चरण Mg2Si चरणको अपर्याप्त ठोस समाधान। यस लेखको अनुसार, यो देख्न सकिन्छ कि प्रदर्शन खतरा बिन्दु सामान्य शमन र ढिलाइ शमन को जंक्शन मा ढिलाइ शमन क्षेत्र मा देखिन्छ, र जंक्शन देखि टाढा छैन, जो बाहिर निकाल्ने पुच्छर को उचित अवधारण को लागी महत्वपूर्ण मार्गदर्शक महत्व छ। समाप्त प्रक्रिया बर्बाद।
MAT Aluminium बाट May Jiang द्वारा सम्पादन गरिएको
पोस्ट समय: अगस्ट-28-2024
