يجب إخماد سبيكة الألومنيوم 6061T6T6 THE6T6 بعد البثق الساخن. نظرًا للحد من البثق غير المستمر ، فإن جزءًا من الملف الشخصي سيدخل منطقة تبريد الماء مع تأخير. عندما يستمر البروتينات القصيرة التالية ، سيخضع هذا الجزء من الملف الشخصي للتأخر في التغلب. كيفية التعامل مع منطقة التبريد المتأخرة هي مشكلة تحتاج كل شركة إنتاج إلى مراعاتها. عندما تكون نفايات عملية نهاية الذيل البثق قصيرة ، تكون عينات الأداء المؤهلة في بعض الأحيان مؤهلة وأحيانًا غير مؤهلة. عند إعادة أخذ عينات من الجانب ، يكون الأداء مؤهلاً مرة أخرى. هذه المقالة تعطي التفسير المقابل من خلال التجارب.
1. اختبار المواد والطرق
المواد المستخدمة في هذه التجربة هي سبيكة الألومنيوم 6061. إن تركيبها الكيميائي المقاس بالتحليل الطيفي هو كما يلي: يتوافق مع معيار تكوين سبائك الألومنيوم الدولي 6061 الدولي 6061.
في هذه التجربة ، تم أخذ جزء من الملف الشخصي المقذوف لعلاج الحل الصلب. تم تقسيم ملف تعريف طوله 400 مم إلى منطقتين. كانت المنطقة 1 تبريدها مباشرة وتخفيفها. تم تبريد المنطقة 2 في الهواء لمدة 90 ثانية ثم تبريد المياه. يظهر مخطط الاختبار في الشكل 1.
تم البث المظهر الجانبي لسبائك الألومنيوم 6061 المستخدمة في هذه التجربة بواسطة بثق 4000 مكون. درجة حرارة القالب هي 500 درجة مئوية ، ودرجة حرارة قضيب الصب هي 510 درجة مئوية ، ودرجة حرارة مخرج البثق هي 525 درجة مئوية ، وسرعة البثق 2.1 مم/ثانية ، ويتم استخدام تبريد الماء عالي الكثافة أثناء عملية البثق ، و 400 ملم يتم أخذ قطعة اختبار الطول من منتصف ملف التعريف النهائي المقذوف. عرض العينة 150 مم والارتفاع 10.00 مم.
تم تقسيم العينات التي تم التقاطها ثم تعرضت لعلاج الحل مرة أخرى. كانت درجة حرارة المحلول 530 درجة مئوية وكان وقت المحلول 4 ساعات. بعد إخراجها ، تم وضع العينات في خزان مياه كبير مع عمق الماء 100 مم. يمكن أن يضمن خزان المياه الأكبر أن درجة حرارة الماء في خزان المياه تتغير قليلاً بعد أن يتم تبريد العينة في المنطقة 1 ، مما يمنع زيادة درجة حرارة الماء من التأثير على كثافة تبريد الماء. أثناء عملية تبريد الماء ، تأكد من أن درجة حرارة الماء في حدود 20-25 درجة مئوية. كانت العينات التي تم إخمادها تتراوح أعمارهم بين 165 درجة مئوية*8H.
خذ جزءًا من العينة التي يبلغ طولها 400 مم طولها 10 مم ، وقم بإجراء اختبار صلابة برينيل. جعل 5 قياسات كل 10 مم. خذ متوسط قيمة صلابة Brinell 5 مع ارتفاع صلابة Brinell في هذه المرحلة ، ومراقبة نمط تغيير الصلابة.
تم اختبار الخصائص الميكانيكية للملف تعريف ، وتم التحكم في القسم الموازي الشد 60 مم في مواضع مختلفة من عينة 400 مم لمراقبة خصائص الشد وموقع الكسر.
تم محاكاة حقل درجة حرارة التبريد المبرد بالمياه للعينة والتخفيف بعد تأخير التسعينيات من خلال برنامج ANSYS ، وتم تحليل معدلات تبريد الملفات الشخصية في مواقع مختلفة.
2. النتائج التجريبية والتحليل
2.1 نتائج اختبار الصلابة
يوضح الشكل 2 منحنى تغيير الصلابة لعينة طولها 400 مم تقاس بواسطة اختبار صلابة Brinell (يمثل طول وحدة Abscissa 10 مم ، والمقياس 0 هو الخط الفاصل بين التبريد الطبيعي والتأخير التبريد). يمكن العثور على أن الصلابة في الطرف المبرد بالمياه مستقرة عند حوالي 95hb. بعد الخط الفاصل بين تبريد الماء والتأخر في تبريد الماء في التسعينيات ، تبدأ الصلابة في الانخفاض ، لكن معدل الانخفاض بطيء في المرحلة المبكرة. بعد 40 مم (89HB) ، تنخفض صلابة بشكل حاد ، وتنخفض إلى أدنى قيمة (77HB) عند 80 مم. بعد 80 مم ، لم تستمر الصلابة في الانخفاض ، ولكنها زادت إلى حد ما. كانت الزيادة صغيرة نسبيا. بعد 130 ملم ، ظلت الصلابة دون تغيير عند حوالي 83hb. يمكن التكهن بأنه بسبب تأثير التوصيل الحراري ، تغير معدل تبريد جزء التبريد المتأخر.
2.2 نتائج اختبار الأداء وتحليلها
يوضح الجدول 2 نتائج تجارب الشد التي أجريت على عينات مأخوذة من مواقع مختلفة من القسم الموازي. يمكن العثور على أن قوة الشد وقوة العائد من رقم 1 ورقم 2 ليس لديهم أي تغيير تقريبًا. مع زيادة نسبة التأخير في التبريد ، تُظهر قوة الشد وقوة العائد للسبائك اتجاهًا هبوطيًا كبيرًا. ومع ذلك ، فإن قوة الشد في كل موقع أخذ العينات أعلى من القوة القياسية. فقط في المنطقة التي لها أدنى صلابة ، تكون قوة العائد أقل من معيار العينة ، وأداء العينة غير مؤهل.
يوضح الشكل 4 نتائج خصائص الشد من العينة رقم 3. يمكن العثور على الشكل 4 على أنه كلما أبعد عن الخط الفاصل ، كلما انخفضت صلابة نهاية التبريد المتأخرة. يشير الانخفاض في الصلابة إلى انخفاض أداء العينة ، لكن الصلابة تنخفض ببطء ، وتناقص فقط من 95hb إلى حوالي 91hb في نهاية القسم المتوازي. كما يتضح من نتائج الأداء في الجدول 1 ، انخفضت قوة الشد من 342 ميجا بايت إلى 320 ميجا باسا لتبريد المياه. في الوقت نفسه ، وجد أن نقطة الكسر لعينة الشد هي أيضًا في نهاية القسم المتوازي مع أدنى صلابة. هذا لأنه بعيد عن تبريد الماء ، يتم تقليل أداء السبائك ، وتصل النهاية إلى حد قوة الشد أولاً لتشكيل ترقي. أخيرًا ، استراحة من أدنى نقطة أداء ، ويتوافق موضع الاستراحة مع نتائج اختبار الأداء.
يوضح الشكل 5 منحنى صلابة القسم الموازي من العينة رقم 4 وموضع الكسر. يمكن العثور على أن أبعد من خط تقسيم الماء ، كلما انخفضت صلابة نهاية التبريد المتأخرة. في الوقت نفسه ، يكون موقع الكسر أيضًا في النهاية حيث تكون الصلابة أدنى ، كسور 86HB. من الجدول 2 ، وجد أنه لا يوجد تشوه بلاستيكي تقريبًا في الطرف المبرد بالماء. من الجدول 1 ، وجد أن أداء العينة (قوة الشد 298MPa ، العائد 266MPa) قد انخفض بشكل كبير. قوة الشد هي فقط 298 ميجا باسكال ، والتي لا تصل إلى قوة العائد في الطرف المبرد بالماء (315 ميجا باسا). لقد شكلت النهاية انخفاضًا عندما يكون أقل من 315 ميجا باسكال. قبل الكسر ، حدث تشوه مرن فقط في المنطقة المبردة بالماء. عندما اختفى الإجهاد ، اختفت السلالة في النهاية المبردة بالماء. ونتيجة لذلك ، فإن كمية التشوه في منطقة تبريد المياه في الجدول 2 لا يوجد تغيير تقريبًا. تنكسر العينة في نهاية حريق معدل تأخر ، يتم تقليل المنطقة المشوهة ، وتكون صلابة النهاية هي أدنى ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في نتائج الأداء.
خذ عينات من منطقة التبريد المتأخرة بنسبة 100 ٪ في نهاية عينة 400 مم. يوضح الشكل 6 منحنى الصلابة. يتم تقليل صلابة القسم الموازي إلى حوالي 83-84HB وهي مستقرة نسبيا. بسبب نفس العملية ، يكون الأداء هو نفسه تقريبًا. لم يتم العثور على نمط واضح في وضع الكسر. أداء السبائك أقل من عينة المائية التي تم تفسيرها.
من أجل المزيد من استكشاف انتظام الأداء والكسر ، تم اختيار القسم الموازي من عينة الشد بالقرب من أدنى نقطة صلابة (77HB). من الجدول 1 ، وجد أن الأداء قد انخفض بشكل كبير ، وظهرت نقطة الكسر في أدنى نقطة صلابة في الشكل 2.
2.3 نتائج تحليل ANSYS
يوضح الشكل 7 نتائج محاكاة ANSYS من منحنيات التبريد في مواقع مختلفة. يمكن ملاحظة أن درجة حرارة العينة في منطقة تبريد الماء انخفضت بسرعة. بعد 5s ، انخفضت درجة الحرارة إلى أقل من 100 درجة مئوية ، و 80 مم من الخط الفاصل ، انخفضت درجة الحرارة إلى حوالي 210 درجة مئوية في 90s. متوسط انخفاض درجة الحرارة هو 3.5 درجة مئوية/ثانية. بعد 90 ثانية في منطقة تبريد الهواء الطرفية ، تنخفض درجة الحرارة إلى حوالي 360 درجة مئوية ، بمتوسط معدل انخفاض قدره 1.9 درجة مئوية/ثانية.
من خلال تحليل الأداء ونتائج المحاكاة ، وجد أن أداء منطقة تبريد المياه ومنطقة التبريد المتأخرة هو نمط تغيير ينخفض أولاً ثم يزيد قليلاً. يتأثر التوصيل بالحرارة ، المتأثر بتبريد الماء بالقرب من خط الفجوة ، إلى انخفاض العينة في منطقة معينة بمعدل تبريد أقل من تبريد الماء (3.5 درجة مئوية/ثانية). ونتيجة لذلك ، تراجعت Mg2SI ، التي ترددت في المصفوفة ، بكميات كبيرة في هذه المنطقة ، وانخفضت درجة الحرارة إلى حوالي 210 درجة مئوية بعد 90 ثانية. أدت الكمية الكبيرة من Mg2SI المترسبة إلى تأثير أصغر من تبريد الماء بعد 90 ثانية. تم تخفيض كمية مرحلة تعزيز MG2SI بعد تقليص علاج الشيخوخة بشكل كبير ، وتم تقليل أداء العينة لاحقًا. ومع ذلك ، فإن منطقة التبريد المتأخرة بعيدًا عن الخط الفاصل أقل تأثراً بتوصيل حرارة تبريد الماء ، وتبرد السبائك ببطء نسبيًا تحت ظروف تبريد الهواء (معدل التبريد 1.9 درجة مئوية). فقط جزء صغير من مرحلة MG2SI يترسب ببطء ، ودرجة الحرارة 360 درجة مئوية بعد التسعينيات. بعد تبريد الماء ، لا تزال معظم مرحلة MG2SI في المصفوفة ، وتتخلص وترسب بعد الشيخوخة ، والتي تلعب دورًا تقويًا.
3. الخلاصة
وقد وجد من خلال التجارب التي تفيد بأن التأخير في التبريد سيؤدي إلى صلابة منطقة التبريد المتأخرة عند تقاطع التبريد الطبيعي وتأخير التبريد للانخفاض أولاً ثم يزداد قليلاً حتى يستقر أخيرًا.
بالنسبة لسبائك الألومنيوم 6061 ، تبلغ نقاط القوة الشد بعد التبريد الطبيعي والتأخير التأخير لمدة 90 ثانية 342 ميجا باسا و 288 ميجا بايت على التوالي ، وقوة العائد هي 315 ميجا باسا و 252 ميجا بايت ، وكلاهما يفي بمعايير أداء العينة.
هناك منطقة لها أدنى صلابة ، والتي يتم تقليلها من 95HB إلى 77HB بعد التبريد العادي. الأداء هنا هو أيضًا الأدنى ، مع قوة شد قدرها 271 ميجا باسكال وقوة إنتاجية قدرها 220 ميجا باسكال.
من خلال تحليل ANSYS ، وجد أن معدل التبريد عند أدنى نقطة أداء في التسعينيات المتأخرة انخفض بمقدار 3.5 درجة مئوية في الثانية ، مما أدى إلى عدم كفاية محلول صلبة كافية لمرحلة تعزيز MG2SI. وفقًا لهذه المقالة ، يمكن ملاحظة أن نقطة خطر الأداء تظهر في منطقة التبريد المتأخرة عند تقاطع التبريد الطبيعي والتأخير ، وهي ليست بعيدة عن التقاطع ، والتي لها أهمية توجيهية مهمة للاحتفاظ المعقول بذيل البثق نهاية العملية النفايات.
حرره ماي جيانغ من Mat Aluminium
وقت النشر: أغسطس -28-2024
