1.Introducere
Aliajele de aluminiu cu rezistență medie prezintă caracteristici favorabile de prelucrare, sensibilitate la călire, duritate la impact și rezistență la coroziune. Ele sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii, cum ar fi electronice și maritime, pentru fabricarea țevilor, tijelor, profilelor și firelor. În prezent, există o cerere din ce în ce mai mare pentru bare din aliaj de aluminiu 6082. Pentru a satisface cerințele pieței și cerințele utilizatorilor, am efectuat experimente pe diferite procese de încălzire prin extrudare și procese finale de tratament termic pentru barele 6082-T6. Scopul nostru a fost să identificăm un regim de tratament termic care să satisfacă cerințele de performanță mecanică pentru aceste bare.
2. Materiale experimentale și fluxul procesului de producție
2.1 Materiale experimentale
Lingourile de turnare de dimensiunea Ф162×500 au fost produse folosind o metodă de turnare semi-continuă și supuse unui tratament neuniform. Calitatea metalurgică a lingourilor a respectat standardele tehnice de control intern ale companiei. Compoziția chimică a aliajului 6082 este prezentată în tabelul 1.
2.2 Fluxul procesului de producție
Barele experimentale de 6082 aveau o specificație de Ф14mm. Containerul de extrudare avea un diametru de 170 mm cu un design de extrudare cu 4 găuri și un coeficient de extrudare de 18,5. Fluxul specific al procesului a inclus încălzirea lingoului, extrudarea, călirea, întinderea îndreptarea și prelevarea de probe, îndreptarea cu role, tăierea finală, îmbătrânirea artificială, inspecția calității și livrarea.
3.Obiective experimentale
Scopul acestui studiu a fost de a identifica parametrii procesului de tratare termică prin extrudare și parametrii de tratament termic final care influențează performanța barelor 6082-T6, realizând în final cerințele standard de performanță. Conform standardelor, proprietățile mecanice longitudinale ale aliajului 6082 ar trebui să îndeplinească specificațiile enumerate în tabelul 2.
4. Abordare experimentală
4.1 Investigarea tratamentului termic prin extrudare
Investigația tratamentului termic prin extrudare s-a concentrat în primul rând pe efectele temperaturii de extrudare a lingoului de turnare și a temperaturii recipientului de extrudare asupra proprietăților mecanice. Selectările parametrilor specifici sunt detaliate în Tabelul 3.
4.2 Soluție solidă și investigarea tratamentului termic îmbătrânit
A fost utilizat un design experimental ortogonal pentru soluția solidă și procesul de tratament termic pentru îmbătrânire. Nivelurile alese ale factorilor sunt prezentate în Tabelul 4, cu tabelul de proiectare ortogonal notat ca IJ9(34).
5.Rezultate și analiză
5.1 Rezultate și analize ale experimentului de tratare termică prin extrudare
Rezultatele experimentelor de tratament termic prin extrudare sunt prezentate în Tabelul 5 și Figura 1. Au fost prelevate nouă probe pentru fiecare grup și au fost determinate mediile de performanță mecanică ale acestora. Pe baza analizei metalografice și a compoziției chimice s-a stabilit un regim de tratament termic: stingere la 520°C timp de 40 de minute și învechire la 165°C timp de 12 ore. Din Tabelul 5 și Figura 1, se poate observa că, pe măsură ce temperatura de extrudare a lingoului de turnare și temperatura recipientului de extrudare au crescut, atât rezistența la tracțiune, cât și limita de curgere au crescut treptat. Cele mai bune rezultate au fost obținute la temperaturi de extrudare de 450-500°C și la o temperatură a recipientului de extrudare de 450°C, care a îndeplinit cerințele standard. Acest lucru s-a datorat efectului întăririi prin lucru la rece la temperaturi de extrudare mai scăzute, provocând fracturi ale granițelor și descompunere crescută a soluției solide între A1 și Mn în timpul încălzirii înainte de stingere, ducând la recristalizare. Pe măsură ce temperatura de extrudare a crescut, rezistența finală Rm a produsului s-a îmbunătățit semnificativ. Când temperatura recipientului de extrudare s-a apropiat sau a depășit temperatura lingoului, deformarea neuniformă a scăzut, reducând adâncimea inelelor de cereale grosiere și crescând puterea de curgere Rm. Astfel, parametrii rezonabili pentru tratamentul termic prin extrudare sunt: temperatura de extrudare a lingoului de 450-500°C și temperatura recipientului de extrudare de 430-450°C.
5.2 Rezultate și analize experimentale ortogonale ale soluției solide și îmbătrânirii
Tabelul 6 relevă că nivelurile optime sunt A3B1C2D3, cu călire la 520°C, temperatură de îmbătrânire artificială între 165-170°C și durata de îmbătrânire de 12 ore, rezultând rezistență și plasticitate ridicată a barelor. Procesul de stingere formează o soluție solidă suprasaturată. La temperaturi de stingere mai scăzute, concentrația de soluție solidă suprasaturată scade, afectând rezistența. O temperatură de stingere de aproximativ 520°C îmbunătățește semnificativ efectul de întărire a soluției solide indusă de stingere. Intervalul dintre stingere și îmbătrânire artificială, adică păstrarea la temperatura camerei, influențează foarte mult proprietățile mecanice. Acest lucru este deosebit de pronunțat pentru tijele care nu sunt întinse după stingere. Când intervalul dintre călire și îmbătrânire depășește 1 oră, rezistența, în special limita de curgere, scade semnificativ.
5.3 Analiza Microstructurii Metalografice
Analizele de mărire mare și polarizate au fost efectuate pe bari 6082-T6 la temperaturi ale soluției solide de 520°C și 530°C. Fotografiile cu mărire mare au evidențiat o precipitare uniformă a compusului, cu particule abundente de fază precipitată distribuite uniform. Analiza luminii polarizate folosind echipamentul Axiovert200 a arătat diferențe distincte în fotografiile structurii cerealelor. Zona centrală prezintă granule mici și uniforme, în timp ce marginile au prezentat o oarecare recristalizare cu granule alungite. Acest lucru se datorează creșterii nucleelor de cristal la temperaturi ridicate, formând precipitate grosiere asemănătoare acului.
6. Evaluarea practicii de producție
În producția efectivă, statisticile de performanță mecanică au fost efectuate pe 20 de loturi de bare și 20 de loturi de profile. Rezultatele sunt prezentate în Tabelele 7 și 8. În producția actuală, procesul nostru de extrudare a fost efectuat la temperaturi care au rezultat în probe de stare T6, iar performanța mecanică a atins valorile țintă.
7.Concluzie
(1) Parametrii tratamentului termic de extrudare: Temperatura de extrudare a lingourilor de 450-500°C; temperatura recipientului de extrudare de 430-450°C.
(2) Parametrii finale de tratament termic: Temperatura optimă a soluției solide de 520-530°C; temperatura de maturare la 165±5°C, durata de maturare 12 ore; intervalul dintre stingere și învechire nu trebuie să depășească 1 oră.
(3) Pe baza evaluării practice, procesul viabil de tratament termic include: temperatura de extrudare de 450-530°C, temperatura recipientului de extrudare de 400-450°C; temperatura soluției solide de 510-520°C; regim de îmbătrânire de 155-170°C timp de 12 ore; nu există o limită specifică a intervalului dintre stingere și îmbătrânire. Acest lucru poate fi încorporat în ghidurile de operare a procesului.
Editat de May Jiang de la MAT Aluminium
Ora postării: 15-03-2024
