Ang 6063 aluminum alloy iya sa low-alloyed Al-Mg-Si series heat-treatable aluminum alloy. Kini adunay maayo kaayo nga extrusion molding performance, maayo nga corrosion resistance ug komprehensibo nga mekanikal nga mga kabtangan. Kaylap usab kini nga gigamit sa industriya sa automotiko tungod sa dali nga pagkolor sa oksihenasyon. Uban sa pagpadali sa uso sa gaan nga mga awto, ang aplikasyon sa 6063 aluminum alloy extrusion nga mga materyales sa industriya sa automotiko miuswag usab.
Ang microstructure ug mga kabtangan sa mga extruded nga mga materyales naapektuhan sa hiniusa nga mga epekto sa extrusion speed, extrusion temperature ug extrusion ratio. Lakip kanila, ang extrusion ratio nag-una nga gitino sa extrusion pressure, produksyon efficiency ug produksyon ekipo. Kung ang extrusion ratio gamay ra, ang alloy deformation gamay ug ang microstructure refinement dili klaro; Ang pagdugang sa extrusion ratio mahimo nga makapadalisay sa mga lugas, makaguba sa coarse second phase, makakuha og uniporme nga microstructure, ug makapauswag sa mekanikal nga mga kabtangan sa alloy.
Ang 6061 ug 6063 nga mga aluminyo nga haluang metal nakaagi sa dinamikong pag-rekristal sa panahon sa proseso sa extrusion. Sa diha nga ang extrusion temperatura mao ang makanunayon, ingon nga ang extrusion ratio pagtaas, ang grain gidak-on mikunhod, ang pagpalig-on nga bahin mao ang maayong pagkatibulaag, ug ang tensile kusog ug elongation sa haluang metal nagdugang sumala niana; bisan pa, samtang ang extrusion ratio nagdugang, ang extrusion force nga gikinahanglan alang sa extrusion nga proseso usab nagdugang, hinungdan sa usa ka mas dako nga thermal effect, hinungdan sa internal nga temperatura sa alloy nga mosaka, ug ang performance sa produkto sa pagkunhod. Kini nga eksperimento nagtuon sa epekto sa extrusion ratio, ilabi na sa dako nga extrusion ratio, sa microstructure ug mekanikal nga mga kabtangan sa 6063 aluminum subong.
1 Mga eksperimento nga materyales ug pamaagi
Ang eksperimento nga materyal mao ang 6063 aluminum alloy, ug ang kemikal nga komposisyon gipakita sa Table 1. Ang orihinal nga gidak-on sa ingot mao ang Φ55 mm × 165 mm, ug kini giproseso ngadto sa usa ka extrusion billet nga adunay gidak-on nga Φ50 mm × 150 mm human sa homogenization pagtambal sa 560 ℃ sulod sa 6 ka oras. Ang billet gipainit sa 470 ℃ ug gipainit. Ang preheating nga temperatura sa extrusion barrel mao ang 420 ℃, ug ang preheating temperatura sa agup-op mao ang 450 ℃. Sa diha nga ang extrusion speed (extrusion rod moving speed) V=5 mm/s nagpabilin nga wala mausab, 5 ka grupo sa lain-laing mga extrusion ratio pagsulay ang gidala sa gawas, ug ang extrusion ratios R mao ang 17 (katumbas sa die hole diametro D=12 mm), 25 (D=10 mm), 39 (D=8 mm), 69 (D=6 mm), ug 156 (D=4 mm).
Talaan 1 Mga kemikal nga komposisyon sa 6063 Al alloy (wt/%)
Human sa sandpaper grinding ug mechanical polishing, ang metallographic nga mga sample gikulit sa HF reagent nga adunay volume fraction nga 40% sulod sa mga 25 s, ug ang metallographic nga istruktura sa mga sample naobserbahan sa LEICA-5000 optical microscope. Usa ka sampol sa pag-analisa sa texture nga adunay gidak-on nga 10 mm × 10 mm ang giputol gikan sa sentro sa longhitudinal nga seksyon sa extruded rod, ug ang mekanikal nga paggaling ug pag-etching gihimo aron makuha ang layer sa stress sa nawong. Ang dili kompleto nga mga numero sa poste sa tulo ka kristal nga eroplano {111}, {200}, ug {220} sa sample gisukod sa X′Pert Pro MRD X-ray diffraction analyzer sa PANalytical Company, ug ang texture data giproseso ug gisusi. pinaagi sa X′Pert Data View ug X′Pert Texture software.
Ang tensile specimen sa cast alloy gikuha gikan sa sentro sa ingot, ug ang tensile specimen giputol sa direksyon sa extrusion human sa extrusion. Ang gidak-on sa gauge area kay Φ4 mm × 28 mm. Ang tensile test gihimo gamit ang SANS CMT5105 universal material testing machine nga adunay tensile rate nga 2 mm/min. Ang kasagaran nga bili sa tulo ka standard nga mga espesimen gikalkulo isip mekanikal nga datos sa kabtangan. Ang fracture morphology sa tensile specimens naobserbahan gamit ang low-magnification scanning electron microscope (Quanta 2000, FEI, USA).
2 Mga resulta ug panaghisgot
Gipakita sa Figure 1 ang metallographic microstructure sa as-cast 6063 aluminum alloy sa wala pa ug pagkahuman sa homogenization treatment. Sama sa gipakita sa Figure 1a, ang α-Al nga mga lugas sa as-cast microstructure lainlain ang gidak-on, usa ka dako nga gidaghanon sa reticular β-Al9Fe2Si2 nga mga hugna nagpundok sa mga utlanan sa lugas, ug usa ka dako nga gidaghanon sa mga granular nga Mg2Si nga mga hugna anaa sa sulod sa mga lugas. Human ang ingot homogenized sa 560 ℃ sulod sa 6 ka oras, ang non-equilibrium eutectic phase tali sa mga haluang metal dendrite hinay-hinay nga natunaw, ang mga elemento sa haluang metal natunaw sa matrix, ang microstructure managsama, ug ang kasagaran nga gidak-on sa lugas mga 125 μm (Figure 1b ).
Sa wala pa ang homogenization
Human sa pag-uniformize sa pagtambal sa 600 ° C sulod sa 6 ka oras
Fig.1 Metallographic nga gambalay sa 6063 aluminum subong sa wala pa ug human sa homogenization pagtambal
Ang Figure 2 nagpakita sa dagway sa 6063 aluminum alloy bars nga adunay lain-laing mga extrusion ratios. Sama sa gipakita sa Figure 2, ang kalidad sa nawong sa 6063 aluminum alloy bars extruded uban sa lain-laing mga extrusion ratios maayo, ilabi na sa diha nga ang extrusion ratio misaka ngadto sa 156 (nga katumbas sa bar extrusion outlet speed sa 48 m/min), wala pa mga depekto sa extrusion sama sa mga liki ug pagpanit sa ibabaw sa bar, nga nagpakita nga ang 6063 aluminum alloy adunay maayo usab nga init nga extrusion nga nagporma sa performance ubos sa high speed ug dako nga extrusion ratio.
Fig.2 Panagway sa 6063 aluminum alloy rods uban sa lain-laing mga extrusion ratios
Ang Figure 3 nagpakita sa metallographic microstructure sa longhitudinal nga seksyon sa 6063 aluminum alloy bar nga adunay lain-laing mga extrusion ratios. Ang istruktura sa lugas sa bar nga adunay lainlaing mga ratios sa extrusion nagpakita sa lainlaing mga ang-ang sa elongation o pagpino. Sa diha nga ang extrusion ratio mao ang 17, ang orihinal nga mga lugas elongated sa daplin sa extrusion direksyon, inubanan sa pagporma sa usa ka gamay nga gidaghanon sa recrystallized mga lugas, apan ang mga lugas sa gihapon medyo coarse, uban sa usa ka average nga grain gidak-on sa mga 85 μm (Figure 3a) ; sa diha nga ang extrusion ratio mao ang 25, ang mga lugas gibira nga mas yagpis, ang gidaghanon sa mga recrystallized nga mga lugas nagdugang, ug ang kasagaran nga gidak-on sa lugas mikunhod ngadto sa mga 71 μm (Figure 3b); sa diha nga ang extrusion ratio mao ang 39, gawas sa usa ka gamay nga gidaghanon sa deformed lugas, ang microstructure batakan gilangkuban sa equiaxed recrystallized lugas sa dili patas gidak-on, uban sa usa ka average nga grain gidak-on sa mga 60 μm (Figure 3c); sa diha nga ang extrusion ratio mao ang 69, ang dinamikong proseso recrystallization batakan nahuman, ang coarse orihinal nga mga lugas bug-os nga mausab ngadto sa uniporme structured recrystallized mga lugas, ug ang average nga gidak-on sa lugas dalisay sa mahitungod sa 41 μm (Figure 3d); sa diha nga ang extrusion ratio mao ang 156, uban sa bug-os nga pag-uswag sa dinamikong proseso sa recrystallization, ang microstructure mao ang labaw nga uniporme, ug ang grain gidak-on mao ang hilabihan refined ngadto sa mahitungod sa 32 μm (Figure 3e). Uban sa pagtaas sa extrusion ratio, ang dinamikong proseso sa recrystallization nagpadayon nga mas bug-os, ang haluang metal nga microstructure nahimong mas uniporme, ug ang gidak-on sa lugas gipadalisay pag-ayo (Figure 3f).
Fig.3 Metallographic nga istruktura ug gidak-on sa lugas sa longhitudinal nga seksyon sa 6063 aluminum alloy rods nga adunay lain-laing extrusion ratios
Ang Figure 4 nagpakita sa inverse pole figures sa 6063 aluminum alloy bars nga adunay lain-laing mga extrusion ratios sa direksyon sa extrusion. Makita nga ang mga microstructure sa mga alloy bar nga adunay lain-laing mga extrusion ratios tanan nagpatunghag klaro nga pinalabi nga oryentasyon. Sa diha nga ang extrusion ratio mao ang 17, usa ka mahuyang <115>+<100> texture naporma (Figure 4a); sa diha nga ang extrusion ratio mao ang 39, ang mga sangkap sa texture nag-una sa mas lig-on <100> texture ug gamay nga kantidad sa mahuyang <115> texture (Figure 4b); kung ang extrusion ratio mao ang 156, ang mga sangkap sa texture mao ang <100> texture nga adunay labi nga pagtaas sa kusog, samtang ang <115> texture mawala (Figure 4c). Gipakita sa mga pagtuon nga ang mga cubic metal nga nakasentro sa nawong nag-una nga nagporma og <111> ug <100> nga wire texture sa panahon sa extrusion ug drawing. Sa diha nga ang texture naporma, ang temperatura sa lawak nga mekanikal nga mga kabtangan sa alloy nagpakita sa dayag nga anisotropy. Ang kalig-on sa texture nagdugang sa pagtaas sa extrusion ratio, nga nagpakita nga ang gidaghanon sa mga lugas sa usa ka piho nga direksyon sa kristal nga parallel sa extrusion nga direksyon sa haluang metal anam-anam nga nagdugang, ug ang longhitudinal tensile strength sa alloy nagdugang. Ang mga mekanismo sa pagpalig-on sa 6063 aluminum alloy nga init nga extrusion nga mga materyales naglakip sa maayo nga pagpalig-on sa lugas, pagpalig-on sa dislokasyon, pagpalig-on sa texture, ug uban pa.
Fig.4 Reverse pole diagram sa 6063 aluminum alloy rods nga adunay lain-laing extrusion ratios sa direksyon sa extrusion
Figure 5 mao ang usa ka histogram sa tensile kabtangan sa 6063 aluminum subong human sa deformation sa lain-laing mga extrusion ratios. Ang tensile strength sa cast alloy mao ang 170 MPa ug ang elongation mao ang 10.4%. Ang tensile strength ug elongation sa haluang metal human sa extrusion labi nga gipauswag, ug ang tensile strength ug elongation anam-anam nga nagdugang sa pagdugang sa extrusion ratio. Kung ang extrusion ratio mao ang 156, ang tensile strength ug elongation sa alloy makaabot sa pinakataas nga bili, nga 228 MPa ug 26.9%, matag usa, nga mga 34% nga mas taas kay sa tensile strength sa cast alloy ug mga 158% nga mas taas kay sa ang elongation. Ang tensile strength sa 6063 aluminum alloy nga nakuha sa usa ka dako nga extrusion ratio duol sa tensile strength value (240 MPa) nga nakuha sa 4-pass equal channel angular extrusion (ECAP), nga mas taas kay sa tensile strength value (171.1 MPa) nakuha pinaagi sa 1-pass ECAP extrusion sa 6063 aluminum subong. Makita nga ang usa ka dako nga extrusion ratio makapauswag sa mekanikal nga mga kabtangan sa haluang metal sa usa ka sukod.
Ang pagpauswag sa mekanikal nga mga kabtangan sa haluang metal pinaagi sa extrusion ratio nag-una gikan sa pagpalig-on sa pagpino sa lugas. Samtang nagkadako ang extrusion ratio, ang mga lugas gipadalisay ug ang dislokasyon nga densidad nagdugang. Ang dugang nga mga utlanan sa lugas kada yunit nga lugar epektibong makababag sa paglihok sa mga dislokasyon, inubanan sa usag usa nga paglihok ug pagkasabod sa mga dislokasyon, sa ingon makapauswag sa kalig-on sa haluang metal. Ang mas pino nga mga lugas, ang labi ka tortuous ang mga utlanan sa lugas, ug ang plastik nga deformation mahimong magkatibulaag sa dugang nga mga lugas, nga dili maayo sa pagporma sa mga liki, labi na ang pagpadaghan sa mga liki. Dugang nga enerhiya ang masuhop sa panahon sa proseso sa pagkabali, sa ingon nagpauswag sa pagkaplastikan sa haluang metal.
Fig.5 Tensile properties sa 6063 aluminum alloy human sa casting ug extrusion
Ang tensile fracture morphology sa alloy human sa deformation nga adunay lain-laing mga extrusion ratios gipakita sa Figure 6. Walay mga dimples nga nakit-an sa fracture morphology sa as-cast sample (Figure 6a), ug ang fracture kasagaran gilangkuban sa patag nga mga lugar ug gisi nga mga ngilit , nga nagpakita nga ang tensile fracture nga mekanismo sa as-cast alloy kay kasagaran brittle fracture. Ang fracture morphology sa alloy human sa extrusion nausab pag-ayo, ug ang fracture gilangkuban sa daghang gidaghanon sa equiaxed dimples, nga nagpakita nga ang fracture mechanism sa alloy human sa extrusion nausab gikan sa brittle fracture ngadto sa ductile fracture. Kung ang extrusion ratio gamay ra, ang mga dimples mabaw ug ang dimple nga gidak-on dako, ug ang pag-apod-apod dili parehas; samtang ang extrusion ratio nagdugang, ang gidaghanon sa mga dimples nagdugang, ang dimple nga gidak-on mas gamay ug ang pag-apod-apod mao ang uniporme (Figure 6b ~ f), nga nagpasabot nga ang alloy adunay mas maayo nga plasticity, nga nahiuyon sa mekanikal nga mga resulta sa pagsulay sa ibabaw.
3 Konklusyon
Sa niini nga eksperimento, ang mga epekto sa lain-laing mga extrusion ratios sa microstructure ug mga kabtangan sa 6063 aluminum subong gisusi ubos sa kondisyon nga ang billet gidak-on, ingot pagpainit temperatura ug extrusion speed nagpabilin nga wala mausab. Ang mga konklusyon mao ang mosunod:
1) Ang dinamikong recrystallization mahitabo sa 6063 aluminum alloy atol sa init nga extrusion. Uban sa pagtaas sa extrusion ratio, ang mga lugas padayon nga dalisay, ug ang mga lugas elongated sa daplin sa extrusion direksyon mausab ngadto sa equiaxed recrystallized lugas, ug ang kalig-on sa <100> wire texture padayon nga misaka.
2) Tungod sa epekto sa maayo nga pagpalig-on sa lugas, ang mekanikal nga mga kabtangan sa haluang metal gipaayo sa pagdugang sa extrusion ratio. Sulod sa han-ay sa mga parameter sa pagsulay, kung ang extrusion ratio mao ang 156, ang tensile strength ug elongation sa haluang metal makaabot sa maximum nga mga kantidad nga 228 MPa ug 26.9%, matag usa.
Fig.6 Tensile fracture morphologies sa 6063 aluminum alloy human sa casting ug extrusion
3) Ang fracture morphology sa as-cast nga ispesimen gilangkuban sa patag nga mga lugar ug gisi nga mga ngilit. Human sa extrusion, ang bali gilangkuban sa usa ka dako nga gidaghanon sa equiaxed dimples, ug ang fracture mekanismo mausab gikan sa brittle fracture ngadto sa ductile fracture.
Oras sa pag-post: Nob-30-2024
