1. المقدمة
تتميز سبائك الألومنيوم ذات القوة المتوسطة بخصائص المعالجة المفضلة، وحساسية التبريد، وصلابة التأثير، ومقاومة التآكل. يتم توظيفهم على نطاق واسع في مختلف الصناعات، مثل الإلكترونيات والصناعات البحرية، لتصنيع الأنابيب والقضبان والمقاطع الجانبية والأسلاك. حاليا، هناك طلب متزايد على 6082 من سبائك الألومنيوم. لتلبية متطلبات السوق ومتطلبات المستخدم، أجرينا تجارب على عمليات تسخين البثق المختلفة وعمليات المعالجة الحرارية النهائية لقضبان 6082-T6. كان هدفنا هو تحديد نظام المعالجة الحرارية الذي يلبي متطلبات الأداء الميكانيكي لهذه القضبان.
2. المواد التجريبية وتدفق عملية الإنتاج
2.1 المواد التجريبية
تم إنتاج سبائك الصب بحجم Ф162×500 باستخدام طريقة الصب شبه المستمر وإخضاعها لمعاملة غير موحدة. تتوافق الجودة المعدنية للسبائك مع المعايير الفنية للرقابة الداخلية للشركة. يظهر التركيب الكيميائي للسبائك 6082 في الجدول 1.
2.2 تدفق عملية الإنتاج
كانت القضبان التجريبية البالغ عددها 6082 بارًا بمواصفات Ф14mm. يبلغ قطر حاوية البثق Ф170mm مع تصميم بثق ذو 4 فتحات ومعامل بثق يبلغ 18.5. يتضمن تدفق العملية المحددة تسخين السبيكة، والبثق، والتبريد، والتمديد والاستقامة وأخذ العينات، واستقامة الأسطوانة، والقطع النهائي، والتعمير الاصطناعي، وفحص الجودة، والتسليم.
3. الأهداف التجريبية
كان الهدف من هذه الدراسة هو تحديد معلمات عملية المعالجة الحرارية للبثق ومعلمات المعالجة الحرارية النهائية التي تؤثر على أداء قضبان 6082-T6، مما يحقق في النهاية متطلبات الأداء القياسية. وفقًا للمعايير، يجب أن تتوافق الخواص الميكانيكية الطولية لسبائك 6082 مع المواصفات المدرجة في الجدول 2.
4. المنهج التجريبي
4.1 التحقيق في المعالجة الحرارية للبثق
ركزت دراسة المعالجة الحرارية للبثق في المقام الأول على تأثيرات درجة حرارة بثق السبائك ودرجة حرارة حاوية البثق على الخواص الميكانيكية. وترد تفاصيل تحديدات المعلمات المحددة في الجدول 3.
4.2 فحص المحلول الصلب والمعالجة الحرارية القديمة
تم استخدام تصميم تجريبي متعامد للمحلول الصلب وعملية المعالجة الحرارية المتقادمة. يتم توفير مستويات العوامل المختارة في الجدول 4، مع الإشارة إلى جدول التصميم المتعامد بالرمز IJ9(34).
5. النتائج والتحليل
5.1 نتائج وتحليل تجربة المعالجة الحرارية للبثق
وترد نتائج تجارب المعالجة الحرارية للبثق في الجدول 5 والشكل 1. وتم أخذ تسع عينات لكل مجموعة، وتم تحديد متوسطات أدائها الميكانيكي. بناءً على تحليل المعادن والتركيب الكيميائي، تم إنشاء نظام المعالجة الحرارية: التبريد عند 520 درجة مئوية لمدة 40 دقيقة والتعمير عند 165 درجة مئوية لمدة 12 ساعة. من الجدول 5 والشكل 1، يمكن ملاحظة أنه مع زيادة درجة حرارة قذف سبيكة الصب ودرجة حرارة حاوية البثق، زادت قوة الشد وقوة الخضوع تدريجيًا. تم الحصول على أفضل النتائج عند درجات حرارة البثق التي تتراوح بين 450-500 درجة مئوية ودرجة حرارة حاوية البثق التي تبلغ 450 درجة مئوية، والتي تفي بالمتطلبات القياسية. كان هذا بسبب تأثير تصلب العمل البارد عند درجات حرارة البثق المنخفضة، مما تسبب في كسور حدود الحبوب وزيادة تحلل المحلول الصلب بين A1 وMn أثناء التسخين قبل التبريد، مما أدى إلى إعادة التبلور. مع زيادة درجة حرارة البثق، تحسنت القوة النهائية Rm للمنتج بشكل ملحوظ. عندما تقترب درجة حرارة حاوية البثق من درجة حرارة السبيكة أو تتجاوزها، ينخفض التشوه غير المتساوي، مما يقلل من عمق حلقات الحبوب الخشنة ويزيد من قوة الخضوع Rm. وبالتالي، فإن المعلمات المعقولة للمعالجة الحرارية للبثق هي: درجة حرارة بثق السبائك من 450 إلى 500 درجة مئوية ودرجة حرارة حاوية البثق من 430 إلى 450 درجة مئوية.
5.2 الحل الصلب والنتائج التجريبية المتعامدة والتحليل
يوضح الجدول 6 أن المستويات المثالية هي A3B1C2D3، مع التبريد عند 520 درجة مئوية، ودرجة حرارة التعتيق الاصطناعي بين 165-170 درجة مئوية، ومدة التعتيق 12 ساعة، مما يؤدي إلى قوة عالية ومرونة للقضبان. تشكل عملية التبريد محلولًا صلبًا مفرط التشبع. عند درجات حرارة التبريد المنخفضة، ينخفض تركيز المحلول الصلب المفرط، مما يؤثر على القوة. تعمل درجة حرارة التبريد التي تبلغ حوالي 520 درجة مئوية على تعزيز تأثير تقوية المحلول الصلب الناجم عن التبريد بشكل كبير. تؤثر الفترة الفاصلة بين التبريد والتعمير الاصطناعي، أي التخزين في درجة حرارة الغرفة، بشكل كبير على الخواص الميكانيكية. وهذا واضح بشكل خاص بالنسبة للقضبان التي لا يتم تمديدها بعد التبريد. عندما تتجاوز الفترة الفاصلة بين التبريد والتعمير ساعة واحدة، فإن القوة، وخاصة مقاومة الخضوع، تنخفض بشكل ملحوظ.
5.3 تحليل البنية المجهرية للمعادن
تم إجراء تحليلات عالية التكبير والاستقطاب على قضبان 6082-T6 عند درجات حرارة محلول صلب تبلغ 520 درجة مئوية و530 درجة مئوية. كشفت الصور عالية التكبير عن هطول مركب موحد مع وجود جزيئات طور راسب وفيرة موزعة بالتساوي. أظهر تحليل الضوء المستقطب باستخدام معدات Axiovert200 اختلافات واضحة في صور بنية الحبوب. أظهرت المنطقة المركزية حبيبات صغيرة وموحدة، في حين أظهرت الحواف بعض إعادة التبلور مع حبيبات مستطيلة. ويرجع ذلك إلى نمو النوى البلورية عند درجات حرارة عالية، وتشكيل رواسب خشنة تشبه الإبرة.
6. تقييم ممارسات الإنتاج
في الإنتاج الفعلي، تم إجراء إحصائيات الأداء الميكانيكي على 20 دفعة من القضبان و20 دفعة من التشكيلات الجانبية. تظهر النتائج في الجدولين 7 و8. في الإنتاج الفعلي، تم إجراء عملية البثق لدينا عند درجات حرارة مما أدى إلى عينات حالة T6، وحقق الأداء الميكانيكي القيم المستهدفة.
7.الاستنتاج
(1) معلمات المعالجة الحرارية للبثق: درجة حرارة بثق السبائك 450-500 درجة مئوية؛ درجة حرارة حاوية البثق 430-450 درجة مئوية.
(2) معلمات المعالجة الحرارية النهائية: درجة حرارة المحلول الصلب المثلى تتراوح بين 520-530 درجة مئوية؛ درجة حرارة التعتيق عند 165 ± 5 درجة مئوية، مدة التعتيق 12 ساعة؛ يجب ألا تتجاوز الفترة الفاصلة بين التبريد والشيخوخة ساعة واحدة.
(3) بناءً على التقييم العملي، تشتمل عملية المعالجة الحرارية القابلة للتطبيق على: درجة حرارة البثق من 450 إلى 530 درجة مئوية، ودرجة حرارة حاوية البثق من 400 إلى 450 درجة مئوية؛ درجة حرارة المحلول الصلب 510-520 درجة مئوية؛ نظام الشيخوخة من 155-170 درجة مئوية لمدة 12 ساعة؛ لا يوجد حد محدد للفاصل الزمني بين التبريد والشيخوخة. يمكن دمج ذلك في إرشادات تشغيل العملية.
حرره ماي جيانغ من MAT Aluminium
وقت النشر: 15 مارس 2024
