बड़ी दीवार की मोटाई 6061T6 एल्यूमीनियम मिश्र धातु को गर्म बाहर निकालने के बाद बुझाने की आवश्यकता होती है। असंतत एक्सट्रूज़न की सीमा के कारण, प्रोफ़ाइल का एक हिस्सा देरी से जल-शीतलन क्षेत्र में प्रवेश करेगा। जब अगले छोटे पिंड को बाहर निकालना जारी रखा जाता है, तो प्रोफ़ाइल का यह हिस्सा विलंबित शमन से गुजरेगा। विलंबित शमन क्षेत्र से कैसे निपटें यह एक ऐसा मुद्दा है जिस पर प्रत्येक उत्पादन कंपनी को विचार करने की आवश्यकता है। जब एक्सट्रूज़न टेल एंड प्रक्रिया अपशिष्ट कम होता है, तो लिए गए प्रदर्शन नमूने कभी-कभी योग्य होते हैं और कभी-कभी अयोग्य होते हैं। जब पक्ष से पुन: नमूनाकरण किया जाता है, तो प्रदर्शन फिर से योग्य हो जाता है। यह लेख प्रयोगों के माध्यम से तदनुरूप स्पष्टीकरण देता है।
1. परीक्षण सामग्री और विधियाँ
इस प्रयोग में प्रयुक्त सामग्री 6061 एल्यूमीनियम मिश्र धातु है। वर्णक्रमीय विश्लेषण द्वारा मापी गई इसकी रासायनिक संरचना इस प्रकार है: यह जीबी/टी 3190-1996 अंतरराष्ट्रीय 6061 एल्यूमीनियम मिश्र धातु संरचना मानक का अनुपालन करती है।
इस प्रयोग में, ठोस समाधान उपचार के लिए एक्सट्रूडेड प्रोफ़ाइल का एक हिस्सा लिया गया था। 400 मिमी लंबी प्रोफ़ाइल को दो क्षेत्रों में विभाजित किया गया था। क्षेत्र 1 को सीधे जल-ठंडा और बुझाया गया था। क्षेत्र 2 को 90 सेकंड तक हवा में ठंडा किया गया और फिर पानी से ठंडा किया गया। परीक्षण आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है।
इस प्रयोग में प्रयुक्त 6061 एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्रोफ़ाइल को 4000UST एक्सट्रूडर द्वारा बाहर निकाला गया था। मोल्ड तापमान 500 डिग्री सेल्सियस है, कास्टिंग रॉड तापमान 510 डिग्री सेल्सियस है, एक्सट्रूज़न आउटलेट तापमान 525 डिग्री सेल्सियस है, एक्सट्रूज़न गति 2.1 मिमी/सेकेंड है, एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान उच्च तीव्रता वाले पानी के शीतलन का उपयोग किया जाता है, और 400 मिमी लंबाई परीक्षण का टुकड़ा एक्सट्रूडेड तैयार प्रोफ़ाइल के बीच से लिया जाता है। नमूने की चौड़ाई 150 मिमी और ऊंचाई 10.00 मिमी है।
लिए गए नमूनों को विभाजित किया गया और फिर दोबारा समाधान उपचार के अधीन किया गया। घोल का तापमान 530°C था और घोल का समय 4 घंटे था। उन्हें बाहर निकालने के बाद, नमूनों को 100 मिमी की गहराई वाले एक बड़े पानी के टैंक में रखा गया। बड़ी पानी की टंकी यह सुनिश्चित कर सकती है कि ज़ोन 1 में नमूना पानी ठंडा होने के बाद पानी की टंकी में पानी का तापमान थोड़ा बदल जाता है, जिससे पानी के तापमान में वृद्धि को पानी की शीतलन तीव्रता को प्रभावित करने से रोका जा सकता है। पानी ठंडा करने की प्रक्रिया के दौरान, सुनिश्चित करें कि पानी का तापमान 20-25°C के दायरे में हो। बुझाए गए नमूनों की आयु 165°C*8h थी।
नमूने का 400 मिमी लंबा, 30 मिमी चौड़ा, 10 मिमी मोटा भाग लें और ब्रिनेल कठोरता परीक्षण करें। प्रत्येक 10 मिमी पर 5 माप लें। इस बिंदु पर ब्रिनेल कठोरता परिणाम के रूप में 5 ब्रिनेल कठोरताओं का औसत मान लें, और कठोरता परिवर्तन पैटर्न का निरीक्षण करें।
प्रोफ़ाइल के यांत्रिक गुणों का परीक्षण किया गया था, और तन्य गुणों और फ्रैक्चर स्थान का निरीक्षण करने के लिए 400 मिमी नमूने के विभिन्न पदों पर तन्य समानांतर खंड 60 मिमी को नियंत्रित किया गया था।
नमूने के जल-ठंडा शमन का तापमान क्षेत्र और 90 के दशक की देरी के बाद शमन को एएनएसवाईएस सॉफ्टवेयर के माध्यम से अनुकरण किया गया था, और विभिन्न स्थानों पर प्रोफाइल की शीतलन दर का विश्लेषण किया गया था।
2. प्रायोगिक परिणाम और विश्लेषण
2.1 कठोरता परीक्षण के परिणाम
चित्र 2 ब्रिनेल कठोरता परीक्षक द्वारा मापे गए 400 मिमी लंबे नमूने की कठोरता परिवर्तन वक्र दिखाता है (एब्सिस्सा की इकाई लंबाई 10 मिमी का प्रतिनिधित्व करती है, और 0 स्केल सामान्य शमन और विलंबित शमन के बीच विभाजन रेखा है)। यह पाया जा सकता है कि पानी से ठंडा किये गये सिरे पर कठोरता लगभग 95HB पर स्थिर है। जल-शीतलन शमन और विलंबित 90 के दशक के जल-शीतलन शमन के बीच विभाजन रेखा के बाद, कठोरता कम होने लगती है, लेकिन प्रारंभिक चरण में गिरावट की दर धीमी होती है। 40 मिमी (89एचबी) के बाद, कठोरता तेजी से गिरती है, और 80 मिमी पर सबसे कम मूल्य (77एचबी) तक गिर जाती है। 80 मिमी के बाद, कठोरता कम नहीं हुई, बल्कि एक निश्चित सीमा तक बढ़ गई। वृद्धि अपेक्षाकृत कम थी. 130 मिमी के बाद, कठोरता लगभग 83HB पर अपरिवर्तित रही। यह अनुमान लगाया जा सकता है कि ऊष्मा चालन के प्रभाव के कारण विलंबित शमन भाग की शीतलन दर बदल गई।
2.2 प्रदर्शन परीक्षण परिणाम और विश्लेषण
तालिका 2 समानांतर खंड की विभिन्न स्थितियों से लिए गए नमूनों पर किए गए तन्य प्रयोगों के परिणाम दिखाती है। यह पाया जा सकता है कि नंबर 1 और नंबर 2 की तन्य शक्ति और उपज शक्ति में लगभग कोई बदलाव नहीं हुआ है। जैसे-जैसे विलंबित शमन समाप्ति का अनुपात बढ़ता है, मिश्र धातु की तन्य शक्ति और उपज शक्ति में महत्वपूर्ण गिरावट देखी जाती है। हालाँकि, प्रत्येक नमूना स्थान पर तन्य शक्ति मानक शक्ति से ऊपर है। केवल सबसे कम कठोरता वाले क्षेत्र में, उपज शक्ति नमूना मानक से कम है, नमूना प्रदर्शन अयोग्य है।
चित्र 4 नमूना संख्या 3 के तन्य गुण परिणाम दिखाता है। चित्र 4 से यह पाया जा सकता है कि विभाजन रेखा से जितना दूर होगा, विलंबित शमन अंत की कठोरता उतनी ही कम होगी। कठोरता में कमी इंगित करती है कि नमूने का प्रदर्शन कम हो गया है, लेकिन कठोरता धीरे-धीरे कम हो जाती है, केवल समानांतर खंड के अंत में 95HB से घटकर लगभग 91HB हो जाती है। जैसा कि तालिका 1 में प्रदर्शन परिणामों से देखा जा सकता है, जल शीतलन के लिए तन्य शक्ति 342MPa से घटकर 320MPa हो गई। साथ ही, यह पाया गया कि तन्य नमूने का फ्रैक्चर बिंदु सबसे कम कठोरता वाले समानांतर खंड के अंत में भी है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह पानी के ठंडा होने से बहुत दूर है, मिश्र धातु का प्रदर्शन कम हो जाता है, और अंत गर्दन नीचे बनाने के लिए पहले तन्य शक्ति सीमा तक पहुंच जाता है। अंत में, सबसे कम प्रदर्शन बिंदु से ब्रेक लें, और ब्रेक की स्थिति प्रदर्शन परीक्षण परिणामों के अनुरूप है।
चित्र 5 नमूना संख्या 4 के समानांतर खंड की कठोरता वक्र और फ्रैक्चर स्थिति को दर्शाता है। यह पाया जा सकता है कि जल-शीतलन विभाजन रेखा से जितनी दूर होगी, विलंबित शमन सिरे की कठोरता उतनी ही कम होगी। साथ ही, फ्रैक्चर का स्थान भी अंत में होता है जहां कठोरता सबसे कम होती है, 86HB फ्रैक्चर। तालिका 2 से पता चलता है कि जल-ठंडा सिरे पर लगभग कोई प्लास्टिक विरूपण नहीं है। तालिका 1 से, यह पाया गया है कि नमूना प्रदर्शन (तन्य शक्ति 298MPa, उपज 266MPa) काफी कम हो गया है। तन्य शक्ति केवल 298एमपीए है, जो जल-ठंडा अंत (315एमपीए) की उपज शक्ति तक नहीं पहुंचती है। 315एमपीए से कम होने पर अंत में एक नेकिंग डाउन बन गया है। फ्रैक्चर से पहले, जल-ठंडा क्षेत्र में केवल लोचदार विरूपण हुआ था। जैसे ही तनाव गायब हुआ, पानी से ठंडे सिरे पर तनाव भी गायब हो गया। परिणामस्वरूप, तालिका 2 में जल-शीतलन क्षेत्र में विरूपण की मात्रा में लगभग कोई परिवर्तन नहीं हुआ है। विलंबित दर अग्नि के अंत में नमूना टूट जाता है, विकृत क्षेत्र कम हो जाता है, और अंतिम कठोरता सबसे कम होती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रदर्शन परिणामों में महत्वपूर्ण कमी आती है।
400 मिमी नमूने के अंत में 100% विलंबित शमन क्षेत्र से नमूने लें। चित्र 6 कठोरता वक्र दिखाता है। समानांतर खंड की कठोरता लगभग 83-84HB तक कम हो गई है और अपेक्षाकृत स्थिर है। समान प्रक्रिया के कारण, प्रदर्शन लगभग समान है। फ्रैक्चर स्थिति में कोई स्पष्ट पैटर्न नहीं पाया गया है। मिश्र धातु का प्रदर्शन पानी से बुझे नमूने की तुलना में कम है।
प्रदर्शन और फ्रैक्चर की नियमितता का और अधिक पता लगाने के लिए, तन्य नमूने के समानांतर खंड को कठोरता के निम्नतम बिंदु (77HB) के पास चुना गया था। तालिका 1 से, यह पाया गया कि प्रदर्शन काफी कम हो गया था, और फ्रैक्चर बिंदु चित्र 2 में कठोरता के निम्नतम बिंदु पर दिखाई दिया।
2.3 एएनएसवाईएस विश्लेषण परिणाम
चित्र 7 विभिन्न स्थितियों पर शीतलन वक्रों के ANSYS सिमुलेशन के परिणाम दिखाता है। यह देखा जा सकता है कि जल-शीतलन क्षेत्र में नमूने का तापमान तेजी से गिरा। 5 के दशक के बाद, तापमान 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे गिर गया, और विभाजन रेखा से 80 मिमी पर, 90 के दशक में तापमान लगभग 210 डिग्री सेल्सियस तक गिर गया। औसत तापमान में गिरावट 3.5°C/s है। टर्मिनल एयर कूलिंग क्षेत्र में 90 सेकंड के बाद, तापमान लगभग 360°C तक गिर जाता है, जिसकी औसत गिरावट दर 1.9°C/s है।
प्रदर्शन विश्लेषण और सिमुलेशन परिणामों के माध्यम से, यह पाया गया कि जल-शीतलन क्षेत्र और विलंबित शमन क्षेत्र का प्रदर्शन एक परिवर्तन पैटर्न है जो पहले घटता है और फिर थोड़ा बढ़ जाता है। विभाजन रेखा के पास पानी के ठंडा होने से प्रभावित, ऊष्मा चालन के कारण एक निश्चित क्षेत्र में नमूना पानी के ठंडा होने की दर (3.5°C/s) से कम शीतलन दर पर गिरता है। परिणामस्वरूप, Mg2Si, जो मैट्रिक्स में जम गया, इस क्षेत्र में बड़ी मात्रा में अवक्षेपित हो गया, और तापमान 90 सेकंड के बाद लगभग 210°C तक गिर गया। अवक्षेपित Mg2Si की बड़ी मात्रा के कारण 90 सेकंड के बाद पानी ठंडा होने का प्रभाव कम हो गया। उम्र बढ़ने के उपचार के बाद उत्पन्न होने वाले Mg2Si सुदृढ़ीकरण चरण की मात्रा बहुत कम हो गई थी, और नमूना प्रदर्शन बाद में कम हो गया था। हालाँकि, विभाजन रेखा से दूर विलंबित शमन क्षेत्र जल शीतलन ऊष्मा चालन से कम प्रभावित होता है, और मिश्र धातु वायु शीतलन स्थितियों (शीतलन दर 1.9°C/s) के तहत अपेक्षाकृत धीरे-धीरे ठंडा होता है। Mg2Si चरण का केवल एक छोटा सा हिस्सा धीरे-धीरे अवक्षेपित होता है, और 90 के दशक के बाद तापमान 360C होता है। पानी ठंडा होने के बाद, अधिकांश Mg2Si चरण अभी भी मैट्रिक्स में है, और यह उम्र बढ़ने के बाद फैल जाता है और अवक्षेपित हो जाता है, जो एक मजबूत भूमिका निभाता है।
3. निष्कर्ष
प्रयोगों के माध्यम से यह पाया गया कि विलंबित शमन से सामान्य शमन और विलंबित शमन के चौराहे पर विलंबित शमन क्षेत्र की कठोरता पहले कम हो जाएगी और फिर अंततः स्थिर होने तक थोड़ी बढ़ जाएगी।
6061 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के लिए, सामान्य शमन के बाद तन्य शक्ति और 90 सेकंड के लिए विलंबित शमन क्रमशः 342 एमपीए और 288 एमपीए हैं, और उपज शक्ति 315 एमपीए और 252 एमपीए हैं, जो दोनों नमूना प्रदर्शन मानकों को पूरा करते हैं।
सबसे कम कठोरता वाला एक क्षेत्र है, जो सामान्य शमन के बाद 95HB से घटकर 77HB हो जाता है। 271MPa की तन्य शक्ति और 220MPa की उपज शक्ति के साथ यहां प्रदर्शन भी सबसे कम है।
एएनएसवाईएस विश्लेषण के माध्यम से, यह पाया गया कि 90 के दशक के विलंबित शमन क्षेत्र में सबसे कम प्रदर्शन बिंदु पर शीतलन दर लगभग 3.5 डिग्री सेल्सियस प्रति सेकंड कम हो गई, जिसके परिणामस्वरूप मजबूतीकरण चरण एमजी2एसआई चरण का अपर्याप्त ठोस समाधान हुआ। इस लेख के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि प्रदर्शन खतरा बिंदु सामान्य शमन और विलंबित शमन के जंक्शन पर विलंबित शमन क्षेत्र में दिखाई देता है, और जंक्शन से दूर नहीं है, जिसका एक्सट्रूज़न पूंछ के उचित प्रतिधारण के लिए महत्वपूर्ण मार्गदर्शक महत्व है। अंतिम प्रक्रिया अपशिष्ट.
MAT एल्यूमिनियम से मे जियांग द्वारा संपादित
पोस्ट करने का समय: अगस्त-28-2024
