Stóra veggþykkt 6061T6 álfelgur þarf að slokkna eftir heita extrusion. Vegna takmarkana á ósamfelldri útdrátt mun hluti sniðsins fara inn í vatnskælissvæðið með seinkun. Þegar áfram er haldið áfram að ná næsta stutta ingot, mun þessi hluti sniðsins gangast undir seinkað slökkt. Hvernig á að takast á við seinkað svala svæði er mál sem hvert framleiðslufyrirtæki þarf að hafa í huga. Þegar úrgangs úrgangs úrgangsferlisins er stutt eru afköstin sem tekin eru stundum hæf og stundum óhæf. Þegar aftur er komið frá hliðinni er árangurinn hæfur aftur. Þessi grein gefur samsvarandi skýringu með tilraunum.
1. Prófunarefni og aðferðir
Efnið sem notað er í þessari tilraun er 6061 ál ál. Efnasamsetning þess, mæld með litrófsgreiningu, er eftirfarandi: hún er í samræmi við GB/T 3190-1996 International 6061 ál samsetningarstaðall.
Í þessari tilraun var hluti af útpressuðu sniðinu tekinn til meðferðar á fastri lausn. 400mm löngum sniðum var skipt í tvö svæði. Svæði 1 var beint vatnskælt og slökkt. Svæði 2 var kælt í loftinu í 90 sekúndur og síðan vatnskælt. Prófunarmyndin er sýnd á mynd 1.
6061 ál álfelgurinn sem notaður var í þessari tilraun var pressaður af 4000ust extruder. Mótshitastigið er 500 ° C, steypustöng hitastigið er 510 ° C, hitastig útrásarinnar er 525 ° C, extrusionhraðinn er 2,1 mm/s, vatnskæling með háum styrk er notuð við extrusion ferlið og 400 mm Lengdarprófunarstykki er tekið frá miðju útpressuðu prófílnum. Sýnisbreiddin er 150mm og hæðin er 10,00 mm.
Sýnin sem tekin voru voru skipt og síðan látin verða fyrir lausnarmeðferð aftur. Hitastig lausnarinnar var 530 ° C og lausnartíminn var 4 klukkustundir. Eftir að hafa tekið þau út voru sýnin sett í stóran vatnsgeymi með 100 mm vatnsdýpi. Stærri vatnsgeymirinn getur tryggt að hitastig vatnsins í vatnsgeyminum breytist lítið eftir að sýnið í svæði 1 er vatnskælt og kemur í veg fyrir að hækkun hitastigs vatns hafi áhrif á kælingarstyrk vatnsins. Meðan á vatnskælingu stendur, vertu viss um að hitastig vatnsins sé á bilinu 20-25 ° C. Slokkuðu sýnin voru á aldrinum 165 ° C*8H.
Taktu hluta af sýninu 400mm löng 30mm breið 10mm þykkt og gerðu Brinell hörkupróf. Gerðu 5 mælingar á 10 mm. Taktu meðalgildi 5 Brinell hörku þar sem Brinell hörku hefur í för með sér á þessum tímapunkti og fylgstu með hörkubreytingarmynstrinu.
Vélrænum eiginleikum sniðsins voru prófaðir og tog samsíða kafla 60mm var stjórnað á mismunandi stöðum 400mm sýnisins til að fylgjast með tog eiginleikum og staðsetningu brots.
Hitastigssvið vatnskældu slökkts sýnisins og slökkt eftir seinkun á 90s var hermt í gegnum ANSYS hugbúnað og kælingartíðni sniðanna á mismunandi stöðum var greind.
2. Niðurstöður tilrauna og greiningar
2.1 Niðurstöður hörkuprófa
Mynd 2 sýnir hörkubreytingarferil 400 mm langs sýnis sem mælt er með Brinell hörkuprófi (einingarlengd abscissa táknar 10mm, og 0 kvarðinn er skilalínan milli venjulegs svala og seinkaðs svala). Það er hægt að komast að því að hörku við vatnskælda endann er stöðugur í kringum 95HB. Eftir að skilin á milli vatnskælis slokkna og seinkaði vatnskælingu 90s, byrjar hörku að lækka, en lækkunarhlutfallið er hægt á frumstigi. Eftir 40mm (89HB) lækkar hörku skarpt og lækkar að lægsta gildi (77HB) við 80mm. Eftir 80mm hélt hörku ekki áfram að minnka heldur jókst að vissu marki. Aukningin var tiltölulega lítil. Eftir 130mm hélst hörku óbreytt í kringum 83HB. Það er hægt að geta sér til um að vegna áhrifa hitaleiðni breyttist kælingarhraði seinkaðs slökkvihlutans.
2.2 Niðurstöður og greining á frammistöðuprófi
Tafla 2 sýnir niðurstöður togtilrauna sem gerðar voru á sýnum sem tekin voru úr mismunandi stöðum samhliða hlutans. Það er hægt að finna að togstyrkur og ávöxtunarstyrkur nr. 1 og nr. 2 hafa nánast enga breytingu. Eftir því sem hlutfall seinkaðs slokkunar endar, sýnir togstyrkur og ávöxtunarstyrkur álfelgsins verulega lækkun. Hins vegar er togstyrkur við hvern sýnatöku staðsetningu yfir venjulegum styrk. Aðeins á svæðinu með lægsta hörku er ávöxtunarstyrkur lægri en sýnishornið, árangur sýnisins er óhæfur.
Á mynd 4 má sjá niðurstöður toglegs eiginleika sýnishorns nr. Lækkun hörku bendir til þess að árangur sýnisins sé minnkaður, en hörku minnkar hægt og minnkar aðeins úr 95HB í um það bil 91HB í lok samsíða hlutans. Eins og sjá má á árangri í töflu 1, minnkaði togstyrkur úr 342MPa í 320MPa fyrir vatnskælingu. Á sama tíma kom í ljós að beinbrotspunktur togúrtaksins er einnig í lok samsíða hlutans með lægstu hörku. Þetta er vegna þess að það er langt í burtu frá kælingu vatnsins, afköst álfelganna minnkar og endirinn nær togstyrksmörkunum fyrst til að mynda háls. Að lokum, brotið frá lægsta árangurspunkti og brotstaðan er í samræmi við árangursprófunarniðurstöður.
Á mynd 5 má sjá hörkuferil samsíða hluta sýnis nr. 4 og beinbrotsstöðu. Það er hægt að komast að því að lengra frá vatnskældu aðgreiningarlínunni, því lægri er hörku seinkaðs slökkviefnis. Á sama tíma er brotstaðsetningin einnig í lokin þar sem hörku er lægsta, 86HB beinbrot. Frá töflu 2 kemur í ljós að það er næstum engin aflögun plast við vatnskælda enda. Af töflu 1 kemur í ljós að afköst sýnisins (togstyrkur 298MPa, ávöxtun 266MPa) er verulega minnkaður. Togstyrkur er aðeins 298MPa, sem nær ekki ávöxtunarstyrk vatnskældu endans (315MPa). Endirinn hefur myndast háls niður þegar hann er lægri en 315MPa. Fyrir beinbrot kom aðeins teygjanlegt aflögun á vatnskældu svæðinu. Þegar streitan hvarf hvarf stofninn við vatnskælda endann. Fyrir vikið hefur aflögunarmagnið á vatnskælingarsvæðinu í töflu 2 nánast enga breytingu. Úrtakið brotnar í lok seinkaðs hraða elds, afmyndaða svæðið minnkar og enda hörku er það lægsta, sem leiðir til verulegrar minnkunar á niðurstöðum árangurs.
Taktu sýni frá 100% seinkuðu svæfingarsvæðinu í lok 400 mm sýnisins. Mynd 6 sýnir hörkuferilinn. Hörku samhliða hlutans er minnkað í um það bil 83-84HB og er tiltölulega stöðugt. Vegna sama ferlis er árangurinn nokkurn veginn sá sami. Ekkert augljóst mynstur er að finna í beinbrotsstöðu. Afköst málmsins eru lægri en í vatnslímaða sýninu.
Til að kanna frekar regluleika frammistöðu og beinbrots var samhliða hluti togsýnisins valinn nálægt lægsta harki (77HB). Úr töflu 1 kom í ljós að árangurinn minnkaði verulega og beinbrotspunkturinn birtist á lægsta hörku á mynd 2.
2.3 Niðurstöður Ansys greiningar
Mynd 7 sýnir niðurstöður ANSYS uppgerðar á kælikerfum á mismunandi stöðum. Það má sjá að hitastig sýnisins á vatnskælingarsvæðinu lækkaði hratt. Eftir 5s lækkaði hitastigið undir 100 ° C og við 80 mm frá skilalínunni lækkaði hitastigið í um það bil 210 ° C við 90s. Meðalhitastig er 3,5 ° C/s. Eftir 90 sekúndur á kælingu svæði loftsins lækkar hitastigið í um það bil 360 ° C, með meðaltal lækkunarhraða 1,9 ° C/s.
Með árangursgreiningu og niðurstöðum eftirlíkinga kemur í ljós að árangur vatnskælissvæðisins og seinkað slökkt svæði er breytingarmynstur sem minnkar fyrst og eykst síðan lítillega. Hitaleiðsla hefur áhrif á vatnskælingu nálægt skiljulínunni og veldur því að sýnið á ákveðnu svæði lækkar við kælingarhraða sem er minna en vatnskæling (3,5 ° C/s). Fyrir vikið lagði Mg2SI, sem storknaði í fylkið, í miklu magni á þessu svæði og hitastigið lækkaði í um 210 ° C eftir 90 sekúndur. Mikið magn af Mg2SI, sem fellt var út leiddi til minni áhrifa vatnskælingar eftir 90 sek. Magn Mg2SI styrkingarfasa féll út eftir að öldrunarmeðferð minnkaði til muna og síðan minnkaði árangur sýnisins í kjölfarið. Samt sem áður hefur seinkað slökkvunarsvæðið langt í burtu frá skiljulínunni minni áhrif á vatnsleiðslu vatns og kólnar tiltölulega hægt við loftkælingarskilyrði (kælingarhraði 1,9 ° C/s). Aðeins lítill hluti af Mg2SI fasa fellur hægt og hitastigið 360c eftir 90s. Eftir vatnskælingu er mest af MG2SI áfanganum enn í fylkinu og það dreifist og fellur út eftir öldrun, sem gegnir styrkingarhlutverki.
3. Niðurstaða
Það fannst með tilraunum að seinkað slökkt mun valda hörku seinkaðs svala svæðisins við gatnamót venjulegs slökkts og seinkaðs slökkts til að minnka fyrst og aukast síðan þar til það loksins kemur í veg fyrir.
Fyrir 6061 álblöndu eru togstyrkur eftir venjulega slökkt og seinkað slökkt í 90 sek 342MPa og 288MPa í sömu röð, og ávöxtunarstyrkurinn er 315MPa og 252MPa, sem báðir uppfylla afköst staðla sýnisins.
Það er svæði með lægsta hörku, sem er minnkað úr 95HB í 77HB eftir venjulega slökkt. Árangurinn hér er einnig lægstur, með togstyrk 271MPa og ávöxtunarstyrkur 220MPa.
Í gegnum ANSYS greiningu kom í ljós að kælingarhraðinn við lægsta afköst á níunda áratugnum sem seinkaði svæfingarsvæði minnkaði um það bil 3,5 ° C á sekúndu, sem leiddi til ófullnægjandi fastrar lausnar á styrkingarfasa Mg2SI fasa. Samkvæmt þessari grein má sjá að afkomuhættuspunkturinn birtist á seinkuðu svala svæðinu á mótum venjulegs svala og seinkaðs svala og er ekki langt frá mótum, sem hefur mikilvæga leiðsögn fyrir hæfilega varðveislu extrusion hala lokaferli úrgangs.
Klippt af maí Jiang úr Mat ál
Pósttími: Ágúst-28-2024
