6063 alloyek aluminiumê ji rêzika Al-Mg-Si ya kêm-alloyed alûmana aluminiumê ya ku bi germahî tê derman kirin e. Ew xwedan performansa şilkirina derxistina hêja, berxwedana korozyonê ya baş û taybetmendiyên mekanîkî yên berfireh e. Di heman demê de ji ber rengê oksîdasyona wê ya hêsan di pîşesaziya otomotîvê de jî pir tê bikar anîn. Bi lezbûna meyla otomobîlên sivik re, serîlêdana 6063 materyalên derxistina aligirê aluminiumê di pîşesaziya otomotîvê de jî zêde bûye.
Mîkrostruktur û taybetmendiyên materyalên extruded ji hêla bandorên hevgirtî yên leza derxistinê, germahiya derxistinê û rêjeya derxistinê ve têne bandor kirin. Di nav wan de, rêjeya derxistinê bi giranî ji hêla zexta derxistinê, karbidestiya hilberînê û alavên hilberînê ve tê destnîşankirin. Dema ku rêjeya derxistinê piçûk e, deformasyona alloyê piçûk e û paqijkirina mîkrosaziyê ne diyar e; Zêdekirina rêjeya derxistinê dikare bi girîngî gewheran safî bike, qonaxa duyemîn a hişk bişkîne, mîkrosaziyek yekgirtî bistîne û taybetmendiyên mekanîkî yên alloyê baştir bike.
6061 û 6063 alloyên aluminiumê di pêvajoya derxistinê de ji nû ve krîstalîzasyona dînamîkî derbas dibin. Gava ku germahiya derxistinê domdar be, her ku rêjeya derxistinê zêde dibe, mezinahiya genim kêm dibe, qonaxa xurtkirinê bi hûrgulî belav dibe, û hêza çewisandinê û dirêjbûna alloyê li gorî wê zêde dibe; lebê, her ku rêjeya extrusion zêde dibe, hêza extrusion pêwîst ji bo pêvajoya extrusion jî zêde dibe, dibe sedema bandora termal mezintir, dibe sedema ku germahiya navxweyî ya alloy bilind, û performansa berhemê kêm. Vê ceribandinê bandora rêjeya derxistinê, nemaze rêjeya derxistina mezin, li ser mîkrostruktur û taybetmendiyên mekanîkî yên 6063 alloyek aluminiumê lêkolîn dike.
1 Materyal û rêbazên ezmûnî
Materyalên ceribandinê 6063 alija aluminiumê ye, û pêkhateya kîmyewî di Tablo 1-ê de tê xuyang kirin. Mezinahiya orîjînal ya ingotê Φ55 mm×165 mm e, û ew piştî homojenkirinê di nav billetek extrusionê ya bi mezinahiya Φ50 mm×150 mm de tê hilanîn. dermankirin li 560 ℃ ji bo 6 saetan. Billet heta 470 ℃ tê germ kirin û germ tê girtin. Germahiya pêş-germkirina bermîla derxistinê 420 ℃, û germahiya pêş-germkirina qalibê 450 ℃ e. Dema ku leza derxistinê (leza tevgerê ya çolê derxistinê) V = 5 mm/s neguherî dimîne, 5 komên ceribandinên rêjeya xêzkirinê yên cihêreng têne kirin, û rêjeyên derxistinê R 17 in (li gorî pîvana kula mirinê D = 12 mm), 25 (D=10 mm), 39 (D=8 mm), 69 (D=6 mm), û 156 (D=4 mm).
Tablo 1 Berhevokên kîmyewî yên 6063 Aloy (wt/%)
Piştî şilandina kaxizên şûj û paqijkirina mekanîkî, nimûneyên metallografî bi reagenta HF-ê bi perçeyek qebareya 40% bi qasî 25 seqeyan hatin xemilandin, û avahiya metallografî ya nimûneyan li ser mîkroskopa optîkî LEICA-5000 hate dîtin. Nimûneyek analîza tevnvîsê bi mezinahiya 10 mm × 10 mm ji navenda beşa dirêjî ya çopê veqetandî hate qut kirin, û qirkirin û kişandina mekanîkî hate kirin da ku tebeqeya stresa rûkal were rakirin. Hêjmarên stûnên netemam ên sê balafirên krîstal {111}, {200}, û {220} yên nimûneyê ji hêla analyzera parvekirina tîrêjê X'Pert Pro MRD ya Pargîdaniya PANalytical ve hatin pîvandin, û daneyên tevnvîsê hatin pêvajo kirin û analîz kirin. ji hêla nermalava X′Pert Data View û X′Pert Texture ve.
Nimûneya tîrêjê ya alloya avêtinê ji navenda îngotê hate girtin, û nimûneya tîrêjê piştî derxistinê li ser riya derxistinê hate birîn. Mezinahiya qada pîvanê Φ4 mm×28 mm bû. Testa tîrêjê bi karanîna makîneyek ceribandina materyalê ya gerdûnî ya SANS CMT5105 bi rêjeya tîrêjê ya 2 mm / min ve hate kirin. Nirxa navînî ya sê nimûneyên standard wekî daneyên taybetmendiya mekanîkî hate hesibandin. Morfolojiya şkestinê ya nimûneyên tenik bi karanîna mîkroskopek elektronîkî ya şopandina kêm-mezinkirin hate dîtin (Quanta 2000, FEI, USA).
2 Encam û nîqaş
Xiflteya 1 mîkrostruktura metallografî ya alloya aluminiumê ya as-cast 6063 berî û piştî dermankirina homojenkirinê nîşan dide. Wekî ku di Figure 1a de tê xuyang kirin, di mîkrostruktura wekî-hilberîn de gewriyên α-Al bi mezinahiyê diguhezin, hejmareke mezin ji qonaxên β-Al9Fe2Si2 retikular li sînorên genim kom dibin, û hejmareke mezin qonaxên Mg2Si yên granular di hundurê dexlan de hene. Piştî ku îngot 6 saetan di germahiya 560 ℃ de homojen bû, qonaxa eutektîk a ne-hevseng a di navbera dendritên alloyê de hêdî hêdî hilweşiya, hêmanên alloyê di matrixê de belav bûn, mîkroavahî yekreng bû, û mezinahiya genimê navînî bi qasî 125 μm bû (Wêne 1b. ).
Berî homojenkirinê
Piştî dermankirina yekgirtî li 600 ° C ji bo 6 saetan
Fig.1 Struktura metalografî ya 6063 alloyek aluminium berî û piştî dermankirina homojenkirinê
Xiflteya 2 xuyangê 6063 barsên alloyek aluminiumê bi rêjeyên cûda yên derxistinê nîşan dide. Wekî ku di jimar 2 de tê xuyang kirin, qalîteya rûkala 6063 barên aligirê aluminum-ê yên ku bi rêjeyên cûda yên derxistinê têne derxistin baş e, nemaze dema ku rêjeya derxistinê bi 156 zêde bibe (bi leza derketina barkê ya 48 m/min re têkildar e), hîn jî tune ne. kêmasiyên derbirînê yên wekî şikestin û pelçiqandina li ser rûyê bar, destnîşan dike ku 6063 alloy aluminium di heman demê de di bin leza bilind û rêjeya derxistina mezin de performansa çêkirina derxistina germ a baş heye.
Fig.2 Xuyabûna 6063 çîpên alloyek aluminiumê bi rêjeyên cûda yên derxistinê
Wêneyê 3 mîkrostruktura metallografî ya beşa dirêjî ya 6063 barika alûmînyûmê ya bi rêjeyên cûda yên derxistinê nîşan dide. Struktura genim a bar bi rêjeyên cûda yên derxistinê dereceyên cûda yên dirêjbûn an safîkirinê nîşan dide. Dema ku rêjeya derxistinê 17 be, genimên orîjînal li ser riya derxistinê dirêj dibin, digel pêkhatina hejmareke piçûk ji genimên ji nû ve krîstalîzekirî ne, lê genim hîn jî bi qasî gewr in, bi mezinahiya genim a navînî bi qasî 85 μm (Wêne 3a) ; dema ku rêjeya derxistinê 25 be, genim hûrtir têne kişandin, hejmara gewrên ji nû ve krîstalîzekirî zêde dibe, û mezinahiya genim a navîn kêm dibe bi qasî 71 μm (Wêne 3b); dema ku rêjeya derxistinê 39 be, ji xeynî hejmareke piçûk ji gewherên deformekirî, mîkroavahî bi bingehîn ji gewherên ji nû ve krîstalîzekirî yên hevseng ên mezinahiya neyeksan pêk tê, bi mezinahiya genim a navînî bi qasî 60 μm (Wêne 3c); gava ku rêjeya derxistinê 69 be, pêvajoya ji nû ve krîstalîzasyona dînamîkî bi bingehîn qediya, gewherên orîjînal ên qelew bi tevahî veguheztin gewriyên ji nû ve kristalkirî yên bi yekrengî hatine veguheztin, û mezinahiya genim a navîn bi qasî 41 μm tê paqij kirin (Wêne 3d); dema ku rêjeya derxistinê 156 be, bi pêşkeftina tevahî ya pêvajoya vejena krîstalîzasyona dînamîkî re, mîkroavahî yekrengtir e, û mezinahiya genim bi qasî 32 μm pir tê paqij kirin (Wêne 3e). Bi zêdebûna rêjeya derxistinê re, pêvajoya ji nû ve krîstalîzasyona dînamîkî bi tevahî pêşve diçe, mîkrosaziya alloyê yekrengtir dibe, û mezinahiya genim bi girîngî tê paqij kirin (Wêne 3f).
Fig.3 Struktura metallografî û mezinahiya genim a beşa dirêjî ya 6063 çîpên aligirê aluminiumê bi rêjeyên cûda yên derxistinê
Xiflteya 4 jimareyên pola berevajî yên 6063 barên aligirê aluminiumê yên bi rêjeyên cûda yên derxistinê li ser riya derxistinê nîşan dide. Dikare were dîtin ku mîkrostrukturên barsên alloyê yên bi rêjeyên cûda yên derxistinê hemî rêgezek bijartî ya eşkere çêdikin. Dema ku rêjeya derxistinê 17 be, qelsek <115>+<100> çêdibe (Wêne 4a); dema ku rêjeya derxistinê 39 be, hêmanên tevnvîsê bi giranî çêleka <100> bihêztir û mîqdarek piçûk a <115> qels in (Wêne 4b); gava ku rêjeya derxistinê 156 be, hêmanên tevnvîsê <100> tevna bi hêzek berbiçav zêde dibin, dema ku tevnûra <115> winda dibe (Wêne 4c). Lêkolînan destnîşan kir ku metalên kub ên rû-navenda bi piranî di dema derxistin û xêzkirinê de <111> û <100> têlan çêdikin. Dema ku tevnek çêbibe, taybetmendiyên mekanîkî yên germahiya odeyê yên alloyê anîsotropîyek eşkere nîşan dide. Hêza tevnvîsê bi zêdebûna rêjeya derxistinê re zêde dibe, ev destnîşan dike ku hejmara gewrên di rêgezek krîstal de ku paralelî arasteya derxistinê ya di alloyê de ye hêdî hêdî zêde dibe, û hêza çewisandina dirêjî ya alloyê zêde dibe. Mekanîzmayên xurtkirinê yên 6063 materyalên derxistina germ a alimê aluminiumê di nav xwe de xurtkirina genimê xweş, xurtkirina jicîhûwarkirinê, xurtkirina tevnê, hwd. Di nav rêza pîvanên pêvajoyê de ku di vê lêkolîna ceribandinê de têne bikar anîn, zêdekirina rêjeya derxistinê bandorek pêşvebirinê li ser mekanîzmayên bihêzkirina jorîn heye.
Fig.4 Diyagrama pola berevajî ya 6063 çîpên aligirê alumînyûmê bi rêjeyên cûda yên derxistinê li ser riya derxistinê
Xiflteya 5 histogramek taybetmendiya tansiyonê ya 6063 alloyek aluminiumê ye piştî deformasyonê di rêjeyên cûda yên derxistinê de. Hêza kişandinê ya alloya avêtinê 170 MPa ye û dirêjbûn 10,4%. Hêza tîrêjê û dirêjbûna alloyê piştî derxistinê bi girîngî çêtir dibe, û bi zêdebûna rêjeya derxistinê re hêz û dirêjbûn hêdî hêdî zêde dibe. Dema ku rêjeya derxistinê 156 be, hêz û dirêjbûna alloyê digihîje nirxa herî zêde, ku bi rêzê ve 228 MPa û 26.9% e, ku bi qasî 34% ji hêza tîrêjê ya alloya rijandin û bi qasî 158% ji bilindtir e. dirêjbûn. Hêza vekêşanê ya 6063 alloyek aluminiumê ya ku ji hêla rêjeyek mezin a derxistinê ve hatî wergirtin nêzîkê nirxa hêza tîrêjê (240 MPa) ye ku ji hêla 4-derbasbûna kanalîzasyona goşeyê wekhev (ECAP) ve hatî peyda kirin, ku ji nirxa hêza kişandinê (171,1 MPa) pir bilindtir e. ji hêla 1-derbasbûna ECAP-ê vekêşana 6063 alloyek aluminiumê ve hatî wergirtin. Tê dîtin ku rêjeyek mezin a derxistinê dikare taybetmendiyên mekanîkî yên alloyê heya radeyekê baştir bike.
Zêdekirina taybetmendiyên mekanîkî yên alloyê ji hêla rêjeya derxistinê ve bi giranî ji xurtkirina paqijkirina genim tê. Her ku rêjeya derxistinê zêde dibe, gewher têne paqij kirin û tîrêjiya veqetandinê zêde dibe. Zêdetir sînorên genim li ser yekîneya rûberê dikare bi bandor li tevgera veqetandinê, bi tevgera hevûdu û tevlêbûna veqetandinê re bibe asteng, bi vî rengî hêza alloyê baştir dike. Çiqas zexm be, sînorên genim ew qas ziravtir dibe, û deformasyona plastîk dikare di nav genimên din de were belav kirin, ku ev yek ji çêbûna şikestîkan re ne guncan e, bila nehêle ku şikestinan belav bibin. Zêdetir enerjî dikare di pêvajoya şikestinê de were vehewandin, bi vî rengî plastîkbûna alloyê baştir dike.
Fig.5 Taybetmendiyên tîrêjê yên 6063 alloyek aluminium piştî avêtin û derxistinê
Morfolojiya şikestineke tenik a alyeyê piştî deformasyonê bi rêjeyên derbirînê yên cihêreng di xêza 6-an de tê xuyang kirin. Di morfolojiya şkestinê ya nimûneya wek-avêtî de (Wêne 6a) de qulp nehatin dîtin, û şikestin bi giranî ji qadên şênber û keviyên çirandinê pêk dihat. , destnîşan dike ku mekanîzmaya şikestina tîrêjê ya alloya as-cast bi gelemperî şikestinek şikestî bû. Morfolojiya şkestinê ya alloyê piştî derxistinê bi girîngî guherî ye, û şikestin ji hejmareke mezin ji dilopên hevedudanî pêk tê, ku destnîşan dike ku mekanîzmaya şkestina alloyê piştî derxistinê ji şikestinek şikestî berbi şikestinek nerm ve hatîye guhertin. Dema ku rêjeya extrusion biçûk e, dilopên hûrik in û mezinahiya dimple mezin e, û belavkirin nehevseng e; her ku rêjeya derxistinê zêde dibe, hejmara dilopan zêde dibe, mezinahiya dilopan piçûktir e û dabeşbûn yekreng e (Wêne 6b~f), ku tê vê wateyê ku alloy xwedan plastîkbûnek çêtir e, ku bi encamên testa taybetmendiyên mekanîkî yên li jor re hevaheng e.
3 Encam
Di vê ceribandinê de, bandorên rêjeyên cûda yên derxistinê li ser mîkrostruktur û taybetmendiyên aleya 6063 alumînyûmê di bin şertê ku mezinahiya billetê, germahiya germkirina lingê û leza derxistinê neguhezîne hate analîz kirin. Encam wiha ne:
1) Ji nû ve krîstalîzasyona dînamîkî di 6063 alloyona aluminiumê de di dema derxistina germ de pêk tê. Bi zêdebûna rêjeya derxistinê re, genim bi domdarî têne paqij kirin, û gewherên dirêjkirî yên li ser riya derxistinê vediguhezin gewherên ji nû ve kristalkirî yên hevseng, û hêza <100> tevna têl bi domdarî zêde dibe.
2) Ji ber bandora bihêzkirina genê xweşik, taybetmendiyên mekanîkî yên alloyê bi zêdebûna rêjeya derxistinê re çêtir dibin. Di nav rêza pîvanên ceribandinê de, dema ku rêjeya derxistinê 156 be, hêza çewisandinê û dirêjbûna alloyê bi rêzê digihîje nirxên herî zêde yên 228 MPa û 26,9%.
Fig.6 Morfolojiyên şikestinên tîrêjê yên 6063 alloyona aluminiumê piştî avêtin û derxistinê
3) Morfolojiya şikestinê ya nimûneya wek-avêtî ji deverên şêrîn û kenarê hêsir pêk tê. Piştî derxistinê, şikestin ji hejmareke mezin ji dilopên hevsengî pêk tê, û mekanîzmaya şikestinê ji şikestinek şikestî vediguhezîne şikestinek ductile.
Dema şandinê: Nov-30-2024
