6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु कम-मिश्रित अल-एमजी-सी श्रृंखला गर्मी-उपचार योग्य एल्युमिनियम मिश्र धातुसँग सम्बन्धित छ। यसमा उत्कृष्ट एक्सट्रुजन मोल्डिङ प्रदर्शन, राम्रो जंग प्रतिरोध र व्यापक मेकानिकल गुणहरू छन्। यो पनि व्यापक रूपमा मोटर वाहन उद्योग मा यसको सजिलो ओक्सीकरण रंग को कारण प्रयोग गरिन्छ। हल्का तौल अटोमोबाइलहरूको प्रवृतिको गतिसँगै, अटोमोटिभ उद्योगमा 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु बाहिर निकाल्ने सामग्रीको आवेदन पनि बढेको छ।
एक्सट्रुडेड सामग्रीको माइक्रोस्ट्रक्चर र गुणहरू एक्सट्रुजन गति, एक्सट्रुजन तापमान र एक्सट्रुजन अनुपातको संयुक्त प्रभावबाट प्रभावित हुन्छन्। ती मध्ये, एक्सट्रुजन अनुपात मुख्यतया बाहिर निकाल्ने दबाव, उत्पादन दक्षता र उत्पादन उपकरण द्वारा निर्धारण गरिन्छ। जब एक्सट्रुजन अनुपात सानो हुन्छ, मिश्र धातुको विकृति सानो हुन्छ र माइक्रोस्ट्रक्चर रिफाइनमेन्ट स्पष्ट हुँदैन; एक्सट्रुजन अनुपात बढाउनुले दानाहरूलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा परिष्कृत गर्न, दोस्रो चरणको मोटेलाई तोड्न, एक समान माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त गर्न, र मिश्र धातुको मेकानिकल गुणहरू सुधार गर्न सक्छ।
6061 र 6063 एल्युमिनियम मिश्रहरू एक्स्ट्रुजन प्रक्रियाको क्रममा गतिशील पुन: स्थापनाबाट गुजर्छन्। जब एक्सट्रुजन तापमान स्थिर हुन्छ, एक्सट्रुजन अनुपात बढ्दै जाँदा, दानाको आकार घट्छ, सुदृढीकरण चरण राम्ररी फैलिन्छ, र मिश्रको तन्य शक्ति र विस्तार तदनुसार बढ्छ; यद्यपि, एक्स्ट्रुजन अनुपात बढ्दै जाँदा, एक्स्ट्रुजन प्रक्रियाको लागि आवश्यक एक्सट्रुजन बल पनि बढ्छ, जसले ठूलो थर्मल प्रभाव निम्त्याउँछ, मिश्र धातुको आन्तरिक तापक्रम बढ्छ, र उत्पादनको प्रदर्शन घट्छ। यो प्रयोगले ६०६३ एल्युमिनियम मिश्र धातुको माइक्रोस्ट्रक्चर र मेकानिकल गुणहरूमा एक्सट्रुजन अनुपात, विशेष गरी ठूलो एक्सट्रुसन अनुपातको प्रभाव अध्ययन गर्दछ।
1 प्रयोगात्मक सामग्री र विधिहरू
प्रयोगात्मक सामग्री ६०६३ एल्युमिनियम मिश्र धातु हो, र रासायनिक संरचना तालिका १ मा देखाइएको छ। इन्गटको मूल आकार Φ55 मिमी × 165 मिमी हो, र यसलाई समरूपीकरण पछि Φ50 मिमी × 150 मिमी आकारको एक्सट्रुजन बिलेटमा प्रशोधन गरिन्छ। 6 घण्टाको लागि 560 ℃ मा उपचार। बिलेट 470 ℃ मा तातो र न्यानो राखिएको छ। एक्सट्रुजन ब्यारेलको प्रिहिटिंग तापमान 420 डिग्री सेल्सियस छ, र मोल्डको प्रिहिटिंग तापमान 450 डिग्री सेल्सियस छ। जब एक्सट्रुजन गति (एक्सट्रुजन रड मुभिंग स्पीड) V=5 mm/s अपरिवर्तित रहन्छ, विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपात परीक्षणका 5 समूहहरू गरिन्छ, र एक्सट्रुसन अनुपात R 17 (डाइ होल व्यास D=12 मिमीसँग सम्बन्धित) हुन्छ। 25 (D = 10 मिमी), 39 (D = 8 मिमी), 69 (D = 6 मिमी), र 156 (D = 4 मिमी)।
तालिका १ ६०६३ अल मिश्र धातुको रासायनिक संरचना (wt/%)
स्यान्डपेपर ग्राइन्डिङ र मेकानिकल पालिसिङ पछि, मेटालोग्राफिक नमूनाहरू लगभग 25 सेकेन्डको लागि 40% को भोल्युम अंशको साथ HF अभिकर्मकको साथ कोरिएको थियो, र नमूनाहरूको मेटालोग्राफिक संरचना LEICA-5000 अप्टिकल माइक्रोस्कोपमा अवलोकन गरियो। एक्सट्रुडेड रडको अनुदैर्ध्य खण्डको केन्द्रबाट 10 mm × 10 mm को आकारको बनावट विश्लेषण नमूना काटिएको थियो, र सतहको तनाव तह हटाउन मेकानिकल ग्राइन्डि and र etching प्रदर्शन गरिएको थियो। नमूनाको तीन क्रिस्टल प्लेनहरू {111}, {200}, र {220} को अपूर्ण पोल फिगरहरू PANalytical कम्पनीको X′Pert Pro MRD एक्स-रे विवर्तन विश्लेषकद्वारा मापन गरिएको थियो, र बनावट डेटा प्रशोधन र विश्लेषण गरिएको थियो। X′Pert डेटा दृश्य र X′Pert बनावट सफ्टवेयर द्वारा।
कास्ट मिश्रको तन्य नमूना पिण्डको केन्द्रबाट लिइएको थियो, र तन्य नमूना बाहिर निकालेपछि बाहिर निकाल्ने दिशामा काटिएको थियो। गेज क्षेत्र आकार Φ4 मिमी × 28 मिमी थियो। टेन्साइल परीक्षण SANS CMT5105 युनिभर्सल मटेरियल टेस्टिङ मेसिन प्रयोग गरी २ मिमी/मिनेटको टेन्साइल दरको साथ गरिएको थियो। तीन मानक नमूनाहरूको औसत मूल्य मेकानिकल गुण डेटाको रूपमा गणना गरिएको थियो। कम-आवर्धक स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप (Quanta 2000, FEI, USA) को प्रयोग गरेर तन्य नमूनाहरूको फ्र्याक्चर मोर्फोलोजी अवलोकन गरियो।
2 परिणाम र छलफल
चित्र 1 ले homogenization उपचार अघि र पछि as-cast 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु को मेटालोग्राफिक माइक्रोस्ट्रक्चर देखाउँछ। चित्र 1a मा देखाइए अनुसार, कास्ट माइक्रोस्ट्रक्चरमा α-Al ग्रेनहरू आकारमा भिन्न हुन्छन्, ठूलो संख्यामा जालीदार β-Al9Fe2Si2 चरणहरू अनाजको सीमामा भेला हुन्छन्, र ठूलो संख्यामा दानेदार Mg2Si चरणहरू अन्न भित्र अवस्थित हुन्छन्। 6 घन्टाको लागि 560 ℃ मा इन्गट एकरूप भए पछि, मिश्र धातु डेन्ड्राइटहरू बीचको गैर-सन्तुलन इयुटेक्टिक चरण बिस्तारै भंग भयो, मिश्र धातु तत्वहरू म्याट्रिक्समा भंग भयो, माइक्रोस्ट्रक्चर एक समान थियो, र औसत अन्नको आकार लगभग 125 μm (चित्र 1b) थियो। )।
homogenization अघि
6 घण्टाको लागि 600 डिग्री सेल्सियसमा एकरूपता उपचार पछि
चित्र 1 एकरूपता उपचार अघि र पछि 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातुको मेटालोग्राफिक संरचना
चित्र 2 ले 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु बारहरूको उपस्थिति विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपातहरू देखाउँछ। चित्र 2 मा देखाइए अनुसार, विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपातको साथ बाहिर निकालिएको 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु बारहरूको सतह गुणस्तर राम्रो छ, विशेष गरी जब एक्सट्रुजन अनुपात 156 मा बढाइयो (48 m/min को बार एक्सट्रुजन आउटलेट गति अनुरूप), त्यहाँ अझै पनि छैन। पट्टीको सतहमा क्र्याक र पिलिंग जस्ता एक्सट्रुजन दोषहरू, 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातुसँग उच्च गति र ठूलो एक्सट्रुजन अनुपात अन्तर्गत राम्रो तातो एक्सट्रुजन गठन प्रदर्शन छ।
Fig.2 विभिन्न बाहिर निकाल्ने अनुपात संग 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु रड को उपस्थिति
चित्र 3 ले 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु पट्टीको अनुदैर्ध्य खण्डको मेटालोग्राफिक माइक्रोस्ट्रक्चरलाई विभिन्न बाहिर निकाल्ने अनुपातहरू देखाउँछ। विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपातको साथ पट्टीको अन्न संरचनाले विस्तार वा परिष्करणको विभिन्न डिग्रीहरू देखाउँछ। जब एक्सट्रुजन अनुपात 17 हुन्छ, मूल दानाहरू एक्स्ट्रुजन दिशामा लम्बाइन्छ, सानो संख्यामा पुन: पुन: स्थापना गरिएको दानाको गठनसँगै, तर दानाहरू अझै पनि अपेक्षाकृत मोटो हुन्छन्, लगभग 85 μm (चित्र 3a) को औसत दाना आकारको साथ। ; जब एक्सट्रुजन अनुपात 25 हुन्छ, अन्नहरू अझ पातलो तानिन्छ, पुन: स्थापित अन्नहरूको संख्या बढ्छ, र औसत अन्नको आकार लगभग 71 μm (चित्र 3b) मा घट्छ; जब एक्स्ट्रुजन अनुपात 39 हुन्छ, विकृत दानाहरूको सानो संख्या बाहेक, माइक्रोस्ट्रक्चर मूल रूपमा असमान आकारको इक्वेक्स्ड पुन: क्रिस्टलाइज्ड ग्रेनहरू मिलेर बनेको हुन्छ, जसको औसत दाना आकार लगभग 60 μm (चित्र 3c); जब एक्सट्रुजन अनुपात 69 हुन्छ, गतिशील पुन: स्थापना प्रक्रिया मूल रूपमा पूरा हुन्छ, मोटे मूल अन्नहरू पूर्ण रूपमा समान रूपमा संरचित पुनर्क्रिस्टलाइज्ड अन्नहरूमा परिणत हुन्छन्, र औसत अन्नको आकार लगभग 41 μm (चित्र 3d) मा परिष्कृत हुन्छ; जब एक्सट्रुसन अनुपात 156 हुन्छ, गतिशील पुन: स्थापना प्रक्रियाको पूर्ण प्रगतिको साथ, माइक्रोस्ट्रक्चर अधिक समान हुन्छ, र अन्नको आकार लगभग 32 μm (चित्र 3e) मा धेरै परिष्कृत हुन्छ। एक्स्ट्रुजन अनुपातको वृद्धि संग, गतिशील पुन: स्थापना प्रक्रिया अधिक पूर्ण रूपमा अगाडि बढ्छ, मिश्र धातुको माइक्रोस्ट्रक्चर अधिक समान हुन्छ, र अनाजको आकार उल्लेखनीय रूपमा परिष्कृत हुन्छ (चित्र 3f)।
Fig.3 विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपातहरूको साथ 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु रडहरूको अनुदैर्ध्य खण्डको मेटालोग्राफिक संरचना र दाना आकार
चित्र 4 ले 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु बारहरूको उल्टो ध्रुव आंकडाहरू बाहिर निकाल्ने दिशाको साथ विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपातहरू देखाउँछ। यो देख्न सकिन्छ कि मिश्र धातु बारहरूको माइक्रोस्ट्रक्चरहरू विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपातहरू सबैले स्पष्ट प्राथमिकता अभिमुखीकरण उत्पादन गर्छन्। जब एक्सट्रुजन अनुपात 17 हुन्छ, कमजोर <115>+<100> बनावट बनाइन्छ (चित्र 4a); जब एक्सट्रुसन अनुपात 39 हुन्छ, बनावट घटकहरू मुख्यतया बलियो <100> बनावट र कमजोर <115> बनावटको सानो मात्रा (चित्र 4b); जब एक्सट्रुजन अनुपात 156 हुन्छ, टेक्सचर कम्पोनेन्टहरू <100> टेक्सचरमा उल्लेखनीय रूपमा बढेको शक्ति हुन्छ, जबकि <115> बनावट गायब हुन्छ (चित्र 4c)। अध्ययनहरूले देखाएको छ कि अनुहार-केन्द्रित घन धातुहरू मुख्यतया एक्सट्रुजन र रेखाचित्रको समयमा <111> र <100> तार बनावट बनाउँछन्। एक पटक बनावट बनेपछि, मिश्र धातुको कोठाको तापक्रमको यांत्रिक गुणहरूले स्पष्ट एनिसोट्रोपी देखाउँछन्। एक्सट्रुजन अनुपातको बृद्धिसँगै बनावट बल बढ्छ, मिश्र धातुमा एक्स्ट्रुजन दिशाको समानान्तर एक निश्चित क्रिस्टल दिशामा दानाहरूको संख्या बिस्तारै बढ्छ, र मिश्र धातुको अनुदैर्ध्य तन्य शक्ति बढ्छ। ६०६३ एल्युमिनियम मिश्र धातु तातो निकासी सामग्रीको सुदृढीकरण संयन्त्रमा फाइन ग्रेन सुदृढीकरण, विस्थापन सुदृढीकरण, बनावट सुदृढीकरण, इत्यादि समावेश छ। यस प्रयोगात्मक अध्ययनमा प्रयोग गरिएको प्रक्रिया प्यारामिटरहरूको दायरा भित्र, एक्सट्रुसन अनुपात बढाउँदा माथिको सुदृढीकरण संयन्त्रहरूमा प्रवर्द्धन गर्ने प्रभाव हुन्छ।
Fig.4 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु रडहरूको उल्टो ध्रुव रेखाचित्र बाहिर निकाल्ने दिशामा विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपातहरू
चित्र 5 विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपातहरूमा विकृति पछि 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातुको तन्य गुणहरूको हिस्टोग्राम हो। कास्ट मिश्रको तन्य शक्ति 170 MPa र लम्बाइ 10.4% छ। एक्स्ट्रुजन पछि मिश्र धातुको तन्य शक्ति र लम्बाइ उल्लेखनीय रूपमा सुधार गरिएको छ, र एक्सट्रुजन अनुपातको बृद्धिसँगै तन्य शक्ति र लम्बाइ बिस्तारै बढ्छ। जब एक्सट्रुसन अनुपात 156 हुन्छ, मिश्र धातुको तन्य शक्ति र लम्बाइ अधिकतम मानमा पुग्छ, जुन क्रमशः 228 MPa र 26.9% हो, जुन कास्ट मिश्र धातुको तन्य शक्ति भन्दा लगभग 34% बढी र लगभग 158% भन्दा बढी हुन्छ। लम्बाइ। ठूलो एक्सट्रुजन अनुपात द्वारा प्राप्त 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातुको तन्य शक्ति 4-पास समान च्यानल एङ्गुलर एक्सट्रुजन (ECAP) द्वारा प्राप्त तन्य शक्ति मान (240 MPa) को नजिक छ, जुन तन्य शक्ति मान (171.1 MPa) भन्दा धेरै उच्च छ। 6063 एल्युमिनियम मिश्र को 1-पास ECAP एक्स्ट्रुजन द्वारा प्राप्त। यो देख्न सकिन्छ कि ठूलो एक्सट्रुजन अनुपातले मिश्र धातुको मेकानिकल गुणहरूलाई निश्चित हदसम्म सुधार गर्न सक्छ।
एक्सट्रुजन अनुपात द्वारा मिश्र धातु को मेकानिकल गुण को वृद्धि मुख्यतया अनाज परिष्करण सुदृढीकरण बाट आउँछ। बाहिर निकाल्ने अनुपात बढ्दै जाँदा, दानाहरू परिष्कृत हुन्छन् र विस्थापन घनत्व बढ्छ। प्रति एकाइ क्षेत्र थप अनाज सीमाहरूले प्रभावकारी रूपमा विस्थापनको आन्दोलनलाई बाधा पुर्याउन सक्छ, पारस्परिक आन्दोलन र विस्थापनहरूको उलझनसँग मिलाएर, जसले गर्दा मिश्र धातुको बलमा सुधार हुन्छ। दानाहरू जति राम्रो हुन्छ, अन्नको सीमाहरू त्यति नै कठोर हुन्छ, र प्लास्टिकको विरूपण धेरै दानाहरूमा फैलिन सक्छ, जुन दरारहरूको निर्माणको लागि अनुकूल छैन, दरारहरूको प्रसारलाई छोड्नुहोस्। फ्र्याक्चर प्रक्रियाको क्रममा अधिक ऊर्जा अवशोषित गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा मिश्र धातुको प्लास्टिसिटीमा सुधार हुन्छ।
Fig.5 कास्टिङ र एक्सट्रुसन पछि ६०६३ एल्युमिनियम मिश्रको तन्यता गुणहरू
विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपातको साथ विरूपण पछि मिश्रको तन्य फ्र्याक्चर मोर्फोलोजी चित्र 6 मा देखाइएको छ। एज-कास्ट नमूना (चित्र 6a) को फ्र्याक्चर मोर्फोलोजीमा कुनै डिम्पलहरू फेला परेनन्, र फ्र्याक्चर मुख्यतया समतल क्षेत्रहरू र टुक्रा किनाराहरू मिलेर बनेको थियो। , एज-कास्ट मिश्र धातुको तन्य फ्र्याक्चर मेकानिजम मुख्यतया भंगुर थियो भनेर संकेत गर्दछ। फ्र्याक्चर। एक्सट्रुसन पछि मिश्र धातुको फ्र्याक्चर मोर्फोलजीमा उल्लेखनीय परिवर्तन भएको छ, र फ्र्याक्चर ठूलो संख्यामा इक्वेक्स्ड डिम्पलहरू मिलेर बनेको छ, यसले संकेत गर्दछ कि एक्सट्रुसन पछि मिश्रको फ्र्याक्चर मेकानिज्म भंगुर फ्र्याक्चरबाट डक्टाइल फ्र्याक्चरमा परिवर्तन भएको छ। जब एक्सट्रुसन अनुपात सानो हुन्छ, डिम्पलहरू उथले हुन्छन् र डिम्पल साइज ठूलो हुन्छ, र वितरण असमान हुन्छ; एक्सट्रुसन अनुपात बढ्दै जाँदा, डिम्पलहरूको संख्या बढ्दै जान्छ, डिम्पलको आकार सानो हुन्छ र वितरण एकरूप हुन्छ (चित्र 6b~f), जसको मतलब मिश्र धातुमा राम्रो प्लास्टिसिटी हुन्छ, जुन माथिको मेकानिकल गुण परीक्षण परिणामहरूसँग मेल खान्छ।
३ निष्कर्ष
यस प्रयोगमा, माइक्रोस्ट्रक्चर र 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातुको गुणहरूमा विभिन्न एक्सट्रुजन अनुपातहरूको प्रभावहरू बिलेट साइज, इन्गट तताउने तापमान र एक्सट्रुजन गति अपरिवर्तित रहेको अवस्थामा विश्लेषण गरिएको थियो। निष्कर्षहरू निम्नानुसार छन्:
1) तातो निकासीको समयमा 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातुमा गतिशील पुन: निर्माण हुन्छ। एक्सट्रुजन अनुपातको बृद्धिसँगै, दानाहरू निरन्तर परिष्कृत हुन्छन्, र एक्स्ट्रुजन दिशामा लम्बाइएका अन्नहरू इक्वेक्स्ड रिक्रिस्टलाइज्ड ग्रेनहरूमा परिणत हुन्छन्, र <100> तार बनावटको बल लगातार बढ्दै जान्छ।
2) फाइन ग्रेन सुदृढीकरणको प्रभावको कारण, मिश्र धातुको मेकानिकल गुणहरू एक्स्ट्रुजन अनुपातको बृद्धिसँग सुधारिएको छ। परीक्षण प्यारामिटरहरूको दायरा भित्र, जब एक्सट्रुसन अनुपात 156 हुन्छ, मिश्रको तन्य शक्ति र विस्तार क्रमशः 228 MPa र 26.9% को अधिकतम मानहरूमा पुग्छ।
Fig.6 कास्टिङ र एक्सट्रुसन पछि 6063 एल्युमिनियम मिश्रको टेन्साइल फ्र्याक्चर मोर्फोलॉजीहरू
3) कास्ट नमूनाको फ्र्याक्चर मोर्फोलजी समतल क्षेत्रहरू र आँसु किनाराहरू मिलेर बनेको हुन्छ। एक्सट्रुसन पछि, फ्र्याक्चर ठूलो संख्यामा इक्वेक्स्ड डिम्पलहरू मिलेर बनेको हुन्छ, र फ्र्याक्चर मेकानिजम भंगुर फ्र्याक्चरबाट डक्टाइल फ्र्याक्चरमा रूपान्तरण हुन्छ।
पोस्ट समय: नोभेम्बर-30-2024
