Alumínio Guangxi Nannan: Análise de listras de anéis extrudados de liga de alumínio 6061 e o efeito do processo de extrusão em listras de anéis

"Tail-in" é um defeito formado no interior de produtos de liga de alumínio extrudado durante os últimos estágios de extrusão devido ao fluxo irregular de metal causado pela presença de impurezas superficiais, aderentes como lubrificantes e outros contaminantes na superfície do lingote de liga de alumínio ou dentro do cilindro de extrusão. "Padrões em forma de anel" são padrões visíveis que aparecem nas amostras transversais de baixa ampliação na extremidade final dos produtos extrudados de liga de alumínio, assemelhando-se a rejeições secundárias. Esses padrões são comumente observados em produtos sólidos, como barras redondas extrudadas, barras hexagonais e barras quadradas. Dependendo do formato do produto e do número de orifícios da matriz, os padrões em forma de anel podem assumir a forma de círculos concêntricos, crescentes e arcos. Ao contrário dos tail-ins primários e secundários, a continuidade da estrutura metálica permanece intacta em padrões semelhantes a anéis.

Estudos comparativos relativos às variações longitudinais de padrões semelhantes a anéis em diferentes seções de hastes redondas extrudadas sob as mesmas condições de extrusão são atualmente limitados. Este estudo investiga a influência de padrões semelhantes a anéis no desempenho do produto, comparando a microestrutura, propriedades de tração e morfologia de fratura de diferentes seções da liga de alumínio 6061 exibindo padrões semelhantes a anéis. O estudo emprega uma abordagem experimental ortogonal para examinar o efeito de vários parâmetros do processo de extrusão no comprimento de padrões semelhantes a anéis. O objectivo é fornecer informações sobre os factores que influenciam e as potenciais medidas de mitigação associadas a estes padrões.

A extrusão foi conduzida em uma prensa de extrusão 75MN, começando com um lingote fundido de liga 6061 com diâmetro de ϕ462mm e extrusando-o até um diâmetro de ϕ448mm usando uma matriz circular de furo único com diâmetro de ϕ80mm. O processo de extrusão foi realizado de acordo com os parâmetros descritos na Tabela 1. Após a extrusão, o produto passou por têmpera em linha e, após ser retirado da linha, foi submetido a um processo de tratamento térmico a 170°C por 10 horas. Posteriormente, os corpos de prova foram preparados para observação em baixa ampliação, seccionando o produto extrusado a distâncias de 0,5m, 2,5m, 3,5m, 4,0m, 4,5m e 5,0m da extremidade da cauda, ​​para examinar a microestrutura. Corpos de prova de tração também foram extraídos dessas seções para análise posterior.

As propriedades mecânicas das regiões de padrão em forma de anel em diferentes posições na cauda da haste redonda 6061 extrudada são mostradas na Tabela 2. De acordo com o padrão GB/T 3191-2019, os critérios de desempenho mecânico para hastes redondas de liga de alumínio 6061 na condição T6 são os seguintes: resistência à tração final (σb) ≥ 260 MPa, resistência ao escoamento (σ0,2) ≥ 240 MPa e alongamento (δ) ≥ 8%.

Os resultados indicam que as propriedades mecânicas das regiões do padrão em forma de anel em diferentes posições da cauda atendem aos requisitos padrão. No entanto, as amostras cortadas a partir da extremidade da cauda a 0,5 m apresentam uma resistência visivelmente menor e um alongamento relativamente menor em comparação com as amostras de outros comprimentos de corte da cauda. As diferenças nas propriedades mecânicas entre as amostras cortadas após 3,5m da cauda estão dentro de 5 MPa, indicando uma tendência à estabilidade.

Conclusão

(1) Resultados experimentais em lingotes fundidos em liga 6061 com comprimentos de corte de cauda variados revelam que em um comprimento de corte de cauda de 4m, não há diferenças significativas observadas na microestrutura de alta ampliação do padrão em forma de anel. Embora ainda existam diferenças visíveis na microestrutura de baixa ampliação, esta diferença não afeta a continuidade estrutural. As propriedades mecânicas são consistentes com outras seções e atendem aos padrões exigidos. Caso a aplicação posterior do produto considere apenas a resistência e não envolva tratamento superficial para fins de aparência, pode-se adotar um comprimento de corte de cauda de 4m para serrar.

(2) Entre os fatores de influência, o comprimento remanescente após a extrusão tem o impacto mais significativo no comprimento do padrão em forma de anel, seguido pela temperatura de extrusão, enquanto a velocidade de extrusão tem influência mínima. Aumentar o comprimento remanescente após a extrusão e reduzir adequadamente a temperatura de extrusão pode efetivamente reduzir o comprimento do padrão em forma de anel.