6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु कम मिश्र धातु अल-एमजी-सी श्रृंखला गर्मी-उपचार योग्य एल्यूमीनियम मिश्र धातु से संबंधित है। इसमें उत्कृष्ट एक्सट्रूज़न मोल्डिंग प्रदर्शन, अच्छा संक्षारण प्रतिरोध और व्यापक यांत्रिक गुण हैं। इसका आसान ऑक्सीकरण रंग के कारण ऑटोमोटिव उद्योग में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हल्के ऑटोमोबाइल्स की प्रवृत्ति के त्वरण के साथ, मोटर वाहन उद्योग में 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु एक्सट्रूज़न सामग्री के आवेदन में भी वृद्धि हुई है।
एक्सट्रूडेड सामग्रियों के माइक्रोस्ट्रक्चर और गुण एक्सट्रूज़न स्पीड, एक्सट्रूज़न तापमान और एक्सट्रूज़न अनुपात के संयुक्त प्रभावों से प्रभावित होते हैं। उनमें से, एक्सट्रूज़न अनुपात मुख्य रूप से एक्सट्रूज़न दबाव, उत्पादन दक्षता और उत्पादन उपकरणों द्वारा निर्धारित किया जाता है। जब एक्सट्रूज़न अनुपात छोटा होता है, तो मिश्र धातु विरूपण छोटा होता है और माइक्रोस्ट्रक्चर शोधन स्पष्ट नहीं होता है; एक्सट्रूज़न अनुपात बढ़ाने से अनाज को काफी परिष्कृत किया जा सकता है, मोटे दूसरे चरण को तोड़ सकते हैं, एक समान माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त कर सकते हैं, और मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकते हैं।
6061 और 6063 एल्यूमीनियम मिश्र, एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान गतिशील पुनरावर्तन से गुजरते हैं। जब एक्सट्रूज़न तापमान स्थिर होता है, जैसे -जैसे एक्सट्रूज़न अनुपात बढ़ता जाता है, अनाज का आकार कम हो जाता है, मजबूत चरण बारीक रूप से बिखर जाता है, और तन्य शक्ति और मिश्र धातु की बढ़ाव तदनुसार बढ़ जाती है; हालांकि, जैसे -जैसे एक्सट्रूज़न अनुपात बढ़ता है, एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के लिए आवश्यक एक्सट्रूज़न बल भी बढ़ जाता है, जिससे अधिक थर्मल प्रभाव होता है, जिससे मिश्र धातु का आंतरिक तापमान बढ़ जाता है, और उत्पाद का प्रदर्शन कम हो जाता है। यह प्रयोग 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के माइक्रोस्ट्रक्चर और यांत्रिक गुणों पर एक्सट्रूज़न अनुपात, विशेष रूप से बड़े एक्सट्रूज़न अनुपात के प्रभाव का अध्ययन करता है।
1 प्रयोगात्मक सामग्री और विधियाँ
प्रायोगिक सामग्री 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु है, और रासायनिक संरचना तालिका 1 में दिखाया गया है। इंगोट का मूल आकार φ55 मिमी × 165 मिमी है, और इसे एक एक्सट्रूज़न बिलेट में संसाधित किया जाता है। 6 घंटे के लिए 560 ℃ पर उपचार। बिलेट को 470 ℃ तक गर्म किया जाता है और गर्म रखा जाता है। एक्सट्रूज़न बैरल का प्रीहीटिंग तापमान 420 ℃ है, और मोल्ड का प्रीहीटिंग तापमान 450 ℃ है। जब एक्सट्रूज़न स्पीड (एक्सट्रूज़न रॉड मूविंग स्पीड) v = 5 मिमी/s अपरिवर्तित रहती है, तो विभिन्न एक्सट्रूज़न अनुपात परीक्षणों के 5 समूह किए जाते हैं, और एक्सट्रूज़न अनुपात आर 17 (डाई होल व्यास d = 12 मिमी के अनुरूप) हैं, 25 (डी = 10 मिमी), 39 (डी = 8 मिमी), 69 (डी = 6 मिमी), और 156 (डी = 4 मिमी)।
तालिका 1 6063 अल मिश्र धातु (wt/%) की रासायनिक रचनाएँ
सैंडपेपर पीसने और मैकेनिकल पॉलिशिंग के बाद, मेटालोग्राफिक नमूनों को लगभग 25 एस के लिए 40% के वॉल्यूम अंश के साथ एचएफ अभिकर्मक के साथ etched किया गया था, और नमूनों की मेटालोग्राफिक संरचना एक Leica-5000 ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप पर देखी गई थी। 10 मिमी × 10 मिमी के आकार के साथ एक बनावट विश्लेषण नमूना एक्सट्रूडेड रॉड के अनुदैर्ध्य खंड के केंद्र से काट दिया गया था, और सतह के तनाव परत को हटाने के लिए यांत्रिक पीस और नक़्क़ाशी का प्रदर्शन किया गया था। तीन क्रिस्टल विमानों {111}, {200}, और {220} के अधूरे पोल के आंकड़े X′PERT प्रो एमआरडी एक्स-रे विवर्तन विश्लेषक द्वारा पैनालिटिकल कंपनी के द्वारा मापा गया था, और बनावट डेटा को संसाधित और विश्लेषण किया गया था। X ‘पर्ट डेटा व्यू और X′PERT बनावट सॉफ्टवेयर द्वारा।
कास्ट मिश्र धातु के तन्य नमूने को इंगोट के केंद्र से लिया गया था, और एक्सनिल नमूना को एक्सट्रूज़न के बाद एक्सट्रूज़न दिशा के साथ काट दिया गया था। गेज क्षेत्र का आकार φ4 मिमी × 28 मिमी था। 2 मिमी/मिनट की तन्यता दर के साथ SANS CMT5105 यूनिवर्सल मटेरियल टेस्टिंग मशीन का उपयोग करके तन्यता परीक्षण किया गया था। तीन मानक नमूनों के औसत मूल्य की गणना यांत्रिक संपत्ति डेटा के रूप में की गई थी। तन्यता नमूनों के फ्रैक्चर आकृति विज्ञान को एक कम-आवरण स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (क्वांटा 2000, एफईआई, यूएसए) का उपयोग करके देखा गया था।
2 परिणाम और चर्चा
चित्रा 1 होमोजेनाइजेशन उपचार से पहले और बाद में एएस-कास्ट 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के मेटालोग्राफिक माइक्रोस्ट्रक्चर को दर्शाता है। जैसा कि चित्र 1 ए में दिखाया गया है, एएस-कास्ट माइक्रोस्ट्रक्चर में α-AL अनाज आकार में भिन्न होते हैं, बड़ी संख्या में रेटिकुलर β-al9fe2si2 चरण अनाज की सीमाओं पर इकट्ठा होते हैं, और बड़ी संख्या में दानेदार mg2si चरण अनाज के अंदर मौजूद होते हैं। इंगॉट को 6 घंटे के लिए 560 ℃ पर समरूप बनाने के बाद, मिश्र धातु डेंड्राइट्स के बीच गैर-संतुलन यूटेक्टिक चरण धीरे-धीरे भंग हो गया, मिश्र धातु तत्व मैट्रिक्स में भंग हो गए, माइक्रोस्ट्रक्चर एक समान था, और औसत अनाज का आकार लगभग 125 माइक्रोन (चित्रा 1B (चित्रा 1B (चित्रा 1B (चित्रा 1B) था )।
समरूपता से पहले
6 घंटे के लिए 600 डिग्री सेल्सियस पर उपचार के बाद एक समान
अंजीर।
चित्रा 2 अलग -अलग एक्सट्रूज़न अनुपात के साथ 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु बार की उपस्थिति को दर्शाता है। जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, अलग -अलग एक्सट्रूज़न अनुपातों के साथ बाहर निकाले गए 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु सलाखों की सतह की गुणवत्ता अच्छी है, खासकर जब एक्सट्रूज़न अनुपात 156 तक बढ़ जाता है (48 मीटर/मिनट के बार एक्सट्रूज़न आउटलेट गति के अनुरूप), अभी भी नहीं हैं एक्सट्रूज़न दोष जैसे कि दरारें और बार की सतह पर छीलने से, यह दर्शाता है कि 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु भी उच्च गति और बड़े एक्सट्रूज़न अनुपात के तहत अच्छा गर्म एक्सट्रूज़न का प्रदर्शन है।
Fig.2 विभिन्न एक्सट्रूज़न अनुपात के साथ 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु की छड़ की उपस्थिति
चित्रा 3 अलग -अलग एक्सट्रूज़न अनुपात के साथ 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु बार के अनुदैर्ध्य खंड के मेटालोग्राफिक माइक्रोस्ट्रक्चर को दर्शाता है। अलग -अलग एक्सट्रूज़न अनुपातों के साथ बार की अनाज संरचना विभिन्न डिग्री बढ़ाव या शोधन दिखाती है। जब एक्सट्रूज़न अनुपात 17 होता है, तो मूल अनाज एक्सट्रूज़न दिशा के साथ बढ़ जाते हैं, साथ ही साथ छोटी संख्या में पुनर्नवीनीकरण अनाज के गठन के साथ, लेकिन अनाज अभी भी अपेक्षाकृत मोटे होते हैं, लगभग 85 माइक्रोन (चित्रा 3 ए) के औसत अनाज आकार के साथ ; जब एक्सट्रूज़न अनुपात 25 होता है, तो अनाज को अधिक पतला किया जाता है, पुनर्गणना वाले अनाज की संख्या बढ़ जाती है, और औसत अनाज का आकार लगभग 71 माइक्रोन (चित्रा 3 बी) तक घट जाता है; जब एक्सट्रूज़न अनुपात 39 होता है, तो विकृत अनाज की एक छोटी संख्या को छोड़कर, माइक्रोस्ट्रक्चर मूल रूप से असमान आकार के समतुल्य पुनर्नवीनीकरण अनाज से बना होता है, लगभग 60 माइक्रोन (चित्रा 3 सी) के औसत अनाज आकार के साथ; जब एक्सट्रूज़न अनुपात 69 होता है, तो डायनामिक रिक्रिस्टलाइज़ेशन प्रक्रिया मूल रूप से पूरी हो जाती है, मोटे मूल अनाज को पूरी तरह से समान रूप से संरचित पुनरावर्ती अनाज में बदल दिया गया है, और औसत अनाज का आकार लगभग 41 माइक्रोन (चित्रा 3 डी) को परिष्कृत किया जाता है; जब एक्सट्रूज़न अनुपात 156 होता है, तो डायनेमिक रिक्रिस्टलाइज़ेशन प्रक्रिया की पूरी प्रगति के साथ, माइक्रोस्ट्रक्चर अधिक समान होता है, और अनाज का आकार लगभग 32 माइक्रोन (चित्रा 3 ई) के लिए बहुत परिष्कृत होता है। एक्सट्रूज़न अनुपात की वृद्धि के साथ, गतिशील पुनरावर्तन प्रक्रिया अधिक पूरी तरह से आगे बढ़ती है, मिश्र धातु माइक्रोस्ट्रक्चर अधिक समान हो जाती है, और अनाज का आकार काफी परिष्कृत होता है (चित्र 3 एफ)।
Fig.3 विभिन्न एक्सट्रूज़न अनुपात के साथ 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु की छड़ के अनुदैर्ध्य खंड के मेटालोग्राफिक संरचना और अनाज का आकार
चित्रा 4 एक्सट्रूज़न दिशा के साथ अलग -अलग एक्सट्रूज़न अनुपात के साथ 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु बार के व्युत्क्रम पोल के आंकड़े दिखाता है। यह देखा जा सकता है कि विभिन्न एक्सट्रूज़न अनुपातों के साथ मिश्र धातु बार के माइक्रोस्ट्रक्चर सभी स्पष्ट अधिमान्य अभिविन्यास का उत्पादन करते हैं। जब एक्सट्रूज़न अनुपात 17 होता है, तो एक कमजोर <115>+<100> बनावट बनती है (चित्र 4 ए); जब एक्सट्रूज़न अनुपात 39 होता है, तो बनावट घटक मुख्य रूप से मजबूत होते हैं <110> बनावट और कमजोर की एक छोटी मात्रा <115> बनावट (चित्रा 4 बी); जब एक्सट्रूज़न अनुपात 156 होता है, तो बनावट घटक <100> बनावट होते हैं, जिसमें काफी बढ़ी हुई ताकत होती है, जबकि <115> बनावट गायब हो जाती है (चित्र 4C)। अध्ययनों से पता चला है कि चेहरे पर केंद्रित घन धातु मुख्य रूप से <111> और <110> एक्सट्रूज़न और ड्राइंग के दौरान वायर बनावट बनते हैं। एक बार बनावट बनने के बाद, मिश्र धातु के कमरे के तापमान यांत्रिक गुण स्पष्ट अनिसोट्रॉपी दिखाते हैं। एक्सट्रूज़न अनुपात की वृद्धि के साथ बनावट की ताकत बढ़ जाती है, यह दर्शाता है कि मिश्र धातु में एक्सट्रूज़न दिशा के समानांतर एक निश्चित क्रिस्टल दिशा में अनाज की संख्या धीरे -धीरे बढ़ जाती है, और मिश्र धातु की अनुदैर्ध्य तन्य शक्ति बढ़ जाती है। 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु हॉट एक्सट्रूज़न सामग्री के मजबूत तंत्रों में ठीक अनाज को मजबूत करना, अव्यवस्था को मजबूत करना, बनावट को मजबूत करना आदि शामिल हैं। इस प्रयोगात्मक अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले प्रक्रिया मापदंडों की सीमा के भीतर, एक्सट्रूज़न अनुपात में वृद्धि से उपरोक्त मजबूत तंत्र पर एक बढ़ावा प्रभाव पड़ता है।
Fig.4 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु की छड़ का रिवर्स पोल आरेख अलग -अलग एक्सट्रूज़न अनुपात के साथ एक्सट्रूज़न दिशा के साथ
चित्रा 5 विभिन्न एक्सट्रूज़न अनुपात में विरूपण के बाद 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के तन्यता गुणों का एक हिस्टोग्राम है। कास्ट मिश्र धातु की तन्यता ताकत 170 एमपीए है और बढ़ाव 10.4%है। एक्सट्रूज़न के बाद मिश्र धातु की तन्यता ताकत और बढ़ाव में काफी सुधार होता है, और एक्सनिल ताकत और बढ़ाव धीरे -धीरे एक्सट्रूज़न अनुपात में वृद्धि के साथ बढ़ता है। जब एक्सट्रूज़न अनुपात 156 है, तो मिश्र धातु की तन्यता ताकत और बढ़ाव अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाता है, जो क्रमशः 228 एमपीए और 26.9% है, जो कि कास्ट मिश्र धातु की तन्य शक्ति से लगभग 34% अधिक है और लगभग 158% अधिक है। बढ़ाव। एक बड़े एक्सट्रूज़न अनुपात द्वारा प्राप्त 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु की तन्यता ताकत 4-पास समान चैनल कोणीय एक्सट्रूज़न (ECAP) द्वारा प्राप्त तन्यता शक्ति मूल्य (240 एमपीए) के करीब है, जो कि तन्य शक्ति मूल्य (171.1 एमपीए) से बहुत अधिक है 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के 1-पास ECAP एक्सट्रूज़न द्वारा प्राप्त किया गया। यह देखा जा सकता है कि एक बड़ा एक्सट्रूज़न अनुपात एक निश्चित सीमा तक मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकता है।
एक्सट्रूज़न अनुपात द्वारा मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों की वृद्धि मुख्य रूप से अनाज शोधन को मजबूत करने से आती है। जैसे -जैसे एक्सट्रूज़न अनुपात बढ़ता है, अनाज को परिष्कृत किया जाता है और अव्यवस्था घनत्व बढ़ जाता है। प्रति यूनिट क्षेत्र में अधिक अनाज की सीमाएं प्रभावी रूप से अव्यवस्थाओं के आंदोलन में बाधा डाल सकती हैं, पारस्परिक आंदोलन और अव्यवस्थाओं के उलझाव के साथ संयुक्त, जिससे मिश्र धातु की ताकत में सुधार होता है। अनाज जितने महीन होते हैं, अनाज की सीमाओं को अधिक यातनापूर्ण, और प्लास्टिक विरूपण को अधिक अनाज में फैलाया जा सकता है, जो दरारें के गठन के लिए अनुकूल नहीं है, अकेले दरारों के प्रसार को छोड़ दें। फ्रैक्चर प्रक्रिया के दौरान अधिक ऊर्जा को अवशोषित किया जा सकता है, जिससे मिश्र धातु की प्लास्टिसिटी में सुधार होता है।
Fig.5 कास्टिंग और एक्सट्रूज़न के बाद 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के तन्यता गुण
अलग-अलग एक्सट्रूज़न अनुपात के साथ विरूपण के बाद मिश्र धातु के तन्य फ्रैक्चर आकारिकी को चित्र 6 में दिखाया गया है। एएस-कास्ट सैंपल (चित्रा 6 ए) के फ्रैक्चर आकारिकी में कोई डिम्पल नहीं पाया गया, और फ्रैक्चर मुख्य रूप से सपाट क्षेत्रों और फाड़ किनारों से बना था , यह दर्शाता है कि एएस-कास्ट मिश्र धातु का तन्यता फ्रैक्चर तंत्र मुख्य रूप से भंगुर फ्रैक्चर था। एक्सट्रूज़न के बाद मिश्र धातु के फ्रैक्चर आकृति विज्ञान में काफी बदलाव आया है, और फ्रैक्चर बड़ी संख्या में इक्विएक्स्ड डिम्पल से बना है, यह दर्शाता है कि एक्सट्रूज़न के बाद मिश्र धातु का फ्रैक्चर तंत्र भंगुर फ्रैक्चर से डक्टाइल फ्रैक्चर में बदल गया है। जब एक्सट्रूज़न अनुपात छोटा होता है, तो डिम्पल उथले होते हैं और डिम्पल का आकार बड़ा होता है, और वितरण असमान होता है; जैसे -जैसे एक्सट्रूज़न अनुपात बढ़ता है, डिम्पल की संख्या बढ़ जाती है, डिम्पल का आकार छोटा होता है और वितरण समान होता है (चित्रा 6 बी ~ एफ), जिसका अर्थ है कि मिश्र धातु में बेहतर प्लास्टिसिटी है, जो ऊपर यांत्रिक गुण परीक्षण परिणामों के अनुरूप है।
3 निष्कर्ष
इस प्रयोग में, 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के माइक्रोस्ट्रक्चर और गुणों पर विभिन्न एक्सट्रूज़न अनुपातों के प्रभावों का विश्लेषण इस स्थिति के तहत किया गया था कि बिलेट आकार, इनटोट हीटिंग तापमान और एक्सट्रूज़न की गति अपरिवर्तित रही। निष्कर्ष इस प्रकार हैं:
1) हॉट एक्सट्रूज़न के दौरान 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु में डायनेमिक रिक्रिस्टलाइज़ेशन होता है। एक्सट्रूज़न अनुपात की वृद्धि के साथ, अनाज को लगातार परिष्कृत किया जाता है, और एक्सट्रूज़न दिशा के साथ लम्बी अनाज को समान रूप से पुनरावर्ती अनाज में बदल दिया जाता है, और <110> वायर बनावट की ताकत लगातार बढ़ जाती है।
2) ठीक अनाज को मजबूत करने के प्रभाव के कारण, मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों को एक्सट्रूज़न अनुपात में वृद्धि के साथ सुधार किया जाता है। परीक्षण मापदंडों की सीमा के भीतर, जब एक्सट्रूज़न अनुपात 156 है, तो मिश्र धातु की तन्यता ताकत और बढ़ाव क्रमशः 228 एमपीए और 26.9%के अधिकतम मूल्यों तक पहुंचता है।
Fig.6 कास्टिंग और एक्सट्रूज़न के बाद 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के तन्यता फ्रैक्चर आकारिकी
3) एएस-कास्ट नमूना का फ्रैक्चर आकारिकी सपाट क्षेत्रों और आंसू किनारों से बना है। एक्सट्रूज़न के बाद, फ्रैक्चर बड़ी संख्या में समान डिम्पल से बना होता है, और फ्रैक्चर तंत्र भंगुर फ्रैक्चर से डक्टाइल फ्रैक्चर में बदल जाता है।
पोस्ट टाइम: NOV-30-2024
