อิทธิพลของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนต่อโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติเชิงกลของแท่งอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6082 เกรดสูงที่รีดขึ้นรูป

2.2 ผังกระบวนการผลิต

แท่งทดลอง 6082 แท่งมีข้อกำหนด Ф14 มม. ภาชนะอัดรีดมีเส้นผ่านศูนย์กลาง Ф170 มม. พร้อมการออกแบบอัดรีด 4 รูและค่าสัมประสิทธิ์การอัดรีด 18.5 กระบวนการเฉพาะ ได้แก่ การให้ความร้อนแท่ง การอัดรีด การดับ การยืด การยืดและการสุ่มตัวอย่าง การทำให้ตรงด้วยลูกกลิ้ง การตัดขั้นสุดท้าย การบ่มด้วยเทียม การตรวจสอบคุณภาพ และการจัดส่ง

3.วัตถุประสงค์ของการทดลอง

วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการระบุพารามิเตอร์ของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนแบบอัดรีดและพารามิเตอร์การอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้ายที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของแท่ง 6082-T6 เพื่อให้บรรลุข้อกำหนดประสิทธิภาพมาตรฐานในที่สุด ตามมาตรฐาน คุณสมบัติเชิงกลตามยาวของโลหะผสม 6082 ควรเป็นไปตามข้อกำหนดที่ระบุไว้ในตารางที่ 2

4.แนวทางการทดลอง

4.1 การตรวจสอบการอบชุบด้วยความร้อนแบบอัดรีด

การตรวจสอบการให้ความร้อนด้วยการอัดรีดมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบของอุณหภูมิการอัดรีดแท่งโลหะและอุณหภูมิภาชนะอัดรีดต่อคุณสมบัติเชิงกลเป็นหลัก การเลือกพารามิเตอร์เฉพาะมีรายละเอียดอยู่ในตารางที่ 3

4.2 การตรวจสอบการอบด้วยความร้อนด้วยสารละลายของแข็งและการเสื่อมสภาพ

การออกแบบการทดลองแบบตั้งฉากถูกนำมาใช้สำหรับกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนด้วยสารละลายของแข็งและการบ่ม ระดับปัจจัยที่เลือกมีอยู่ในตารางที่ 4 โดยตารางการออกแบบแบบตั้งฉากแสดงเป็น IJ9(34)

5.ผลลัพธ์และการวิเคราะห์

5.1 ผลการทดลองและการวิเคราะห์การอบชุบด้วยความร้อนแบบอัดรีด

ผลการทดลองการอบชุบด้วยความร้อนแบบอัดรีดแสดงไว้ในตารางที่ 5 และรูปที่ 1 โดยเก็บตัวอย่าง 9 ตัวอย่างสำหรับแต่ละกลุ่ม และคำนวณค่าเฉลี่ยประสิทธิภาพเชิงกลของตัวอย่างเหล่านั้น จากการวิเคราะห์โลหะวิทยาและองค์ประกอบทางเคมี จึงได้กำหนดระเบียบการอบชุบด้วยความร้อน ได้แก่ การชุบแข็งที่อุณหภูมิ 520°C เป็นเวลา 40 นาที และการบ่มที่อุณหภูมิ 165°C เป็นเวลา 12 ชั่วโมง จากตารางที่ 5 และรูปที่ 1 จะสังเกตได้ว่า เมื่ออุณหภูมิการอัดขึ้นรูปแท่งโลหะและอุณหภูมิภาชนะอัดขึ้นรูปเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงในการดึงและความแข็งแรงในการยืดตัวจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดได้ที่อุณหภูมิการอัดขึ้นรูป 450-500°C และอุณหภูมิภาชนะอัดขึ้นรูป 450°C ซึ่งตรงตามข้อกำหนดมาตรฐาน ซึ่งเกิดจากผลของการชุบแข็งด้วยความเย็นที่อุณหภูมิการอัดขึ้นรูปที่ต่ำกว่า ทำให้เกิดการแตกร้าวที่ขอบเกรนและการสลายตัวของสารละลายของแข็งที่เพิ่มขึ้นระหว่าง A1 และ Mn ในระหว่างการให้ความร้อนก่อนการชุบแข็ง ซึ่งนำไปสู่การตกผลึกใหม่ เมื่ออุณหภูมิการอัดรีดเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงสูงสุด Rm ของผลิตภัณฑ์จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เมื่ออุณหภูมิภาชนะอัดรีดเข้าใกล้หรือเกินอุณหภูมิแท่งโลหะ การเสียรูปที่ไม่สม่ำเสมอจะลดลง ทำให้ความลึกของวงแหวนเกรนหยาบลดลง และความแข็งแรงผลผลิต Rm เพิ่มขึ้น ดังนั้น พารามิเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับการอบชุบด้วยความร้อนด้วยการอัดรีดคือ อุณหภูมิการอัดรีดแท่งโลหะอยู่ที่ 450-500°C และอุณหภูมิภาชนะอัดรีดอยู่ที่ 430-450°C

5.2 ผลการทดลองและการวิเคราะห์เชิงมุมฉากของสารละลายของแข็งและการเสื่อมสภาพ

ตารางที่ 6 แสดงให้เห็นว่าระดับที่เหมาะสมคือ A3B1C2D3 โดยทำการดับที่อุณหภูมิ 520°C อุณหภูมิการบ่มเทียมระหว่าง 165-170°C และระยะเวลาการบ่ม 12 ชั่วโมง ส่งผลให้แท่งเหล็กมีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสูง กระบวนการดับจะสร้างสารละลายของแข็งอิ่มตัวเกิน ที่อุณหภูมิการดับที่ต่ำกว่า ความเข้มข้นของสารละลายของแข็งอิ่มตัวเกินจะลดลง ส่งผลต่อความแข็งแรง อุณหภูมิการดับที่ประมาณ 520°C ช่วยเพิ่มผลของการเพิ่มความแข็งแรงของสารละลายของแข็งที่เกิดจากการดับได้อย่างมีนัยสำคัญ ช่วงเวลาระหว่างการดับและการบ่มเทียม เช่น การเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้อง มีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติเชิงกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งแท่งเหล็กที่ไม่ได้รับการยืดหลังจากการดับ เมื่อช่วงเวลาระหว่างการดับและการบ่มเกิน 1 ชั่วโมง ความแข็งแรง โดยเฉพาะความแข็งแรงการยืดตัวจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

5.3 การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคทางโลหะวิทยา

การวิเคราะห์กำลังขยายสูงและโพลาไรซ์ดำเนินการกับแท่ง 6082-T6 ที่อุณหภูมิสารละลายของแข็ง 520°C และ 530°C ภาพถ่ายกำลังขยายสูงเผยให้เห็นการตกตะกอนของสารประกอบที่สม่ำเสมอโดยมีอนุภาคเฟสของตะกอนจำนวนมากกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ การวิเคราะห์แสงโพลาไรซ์โดยใช้อุปกรณ์ Axiovert200 แสดงให้เห็นความแตกต่างที่ชัดเจนในภาพถ่ายโครงสร้างเกรน พื้นที่ตรงกลางแสดงเกรนขนาดเล็กและสม่ำเสมอ ในขณะที่ขอบแสดงการตกผลึกใหม่บางส่วนด้วยเกรนรูปยาว ซึ่งเกิดจากการเติบโตของนิวเคลียสผลึกที่อุณหภูมิสูง ซึ่งก่อให้เกิดตะกอนรูปเข็มหยาบ

6.การประเมินการปฏิบัติงานการผลิต

ในการผลิตจริง สถิติประสิทธิภาพเชิงกลถูกดำเนินการกับแท่ง 20 ชุดและโปรไฟล์ 20 ชุด ผลลัพธ์แสดงอยู่ในตารางที่ 7 และ 8 ในการผลิตจริง กระบวนการอัดรีดของเราดำเนินการที่อุณหภูมิที่ส่งผลให้ได้ตัวอย่างสถานะ T6 และประสิทธิภาพเชิงกลตรงตามค่าเป้าหมาย

 

7.บทสรุป

(1) พารามิเตอร์การอบชุบด้วยความร้อนแบบอัดรีด: อุณหภูมิการอัดรีดแท่ง 450-500°C; อุณหภูมิภาชนะอัดรีด 430-450°C

(2) พารามิเตอร์การอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้าย: อุณหภูมิสารละลายของแข็งที่เหมาะสมคือ 520-530°C อุณหภูมิการบ่มที่ 165±5°C ระยะเวลาการบ่ม 12 ชั่วโมง ช่วงเวลาระหว่างการดับและการบ่มไม่ควรเกิน 1 ชั่วโมง

(3) จากการประเมินเชิงปฏิบัติ กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนที่เหมาะสมประกอบด้วย: อุณหภูมิการอัดรีด 450-530°C อุณหภูมิภาชนะอัดรีด 400-450°C อุณหภูมิของสารละลายของแข็ง 510-520°C ระบบการบ่ม 155-170°C เป็นเวลา 12 ชั่วโมง ไม่มีขีดจำกัดเฉพาะสำหรับช่วงเวลาระหว่างการดับและการบ่ม ซึ่งสามารถรวมไว้ในแนวทางปฏิบัติของกระบวนการได้

เรียบเรียงโดย เมย์ เจียง จาก MAT Aluminum