Алюминий Гуанси Наньнань: анализ экструдированных кольцевых полос из алюминиевого сплава 6061 и влияние процесса экструзии на кольцевые полосы

«Хвост» — это дефект, образующийся внутри экструдированных изделий из алюминиевого сплава на более поздних стадиях экструзии из-за неравномерного течения металла, вызванного наличием поверхностных примесей, прилипающих веществ, таких как смазочные материалы, и других загрязнений на поверхности алюминиевого сплава. слитка или внутри экструзионного цилиндра. «Кольцевые узоры» — это видимые узоры, которые появляются на поперечных образцах при малом увеличении в хвостовой части экструдированных изделий из алюминиевого сплава, напоминающие вторичные хвосты. Эти узоры обычно наблюдаются на твердых продуктах, таких как экструдированные круглые, шестиугольные и квадратные стержни. В зависимости от формы изделия и количества отверстий матрицы кольцеобразные узоры могут иметь форму концентрических кругов, полумесяцев и дуг. В отличие от первичных и вторичных хвостовиков, непрерывность структуры металла в кольцеобразных узорах остается неповрежденной.

Сравнительные исследования продольных изменений кольцеобразных узоров на разных сечениях экструдированных круглых стержней при одних и тех же условиях экструзии в настоящее время ограничены. В этом исследовании изучается влияние кольцевых узоров на характеристики изделия путем сравнения микроструктуры, свойств растяжения и морфологии изломов различных участков алюминиевого сплава 6061, демонстрирующих кольцевые узоры. В исследовании используется ортогональный экспериментальный подход для изучения влияния различных параметров процесса экструзии на длину кольцеобразных узоров. Цель состоит в том, чтобы дать представление о влияющих факторах и потенциальных мерах по смягчению последствий, связанных с этими закономерностями.

Экструзию проводили на экструзионном прессе с усилием 75 МН, начиная с литого слитка из сплава 6061 диаметром 462 мм и экструдируя его до диаметра 448 мм с использованием круглой матрицы с одним отверстием диаметром 80 мм. Процесс экструзии осуществлялся в соответствии с параметрами, указанными в Таблице 1. После экструзии продукт подвергался поточной закалке, а после снятия с линии он подвергался процессу термообработки при 170 ℃ в течение 10 часов. Впоследствии образцы были подготовлены для наблюдения при небольшом увеличении путем разрезания экструдированного продукта на расстояниях 0,5 м, 2,5 м, 3,5 м, 4,0 м, 4,5 м и 5,0 м от хвостовой части для изучения микроструктуры. Из этих секций также были извлечены образцы для испытаний на растяжение для дальнейшего анализа.

Механические свойства областей кольцеобразного рисунка в различных положениях на хвостовой части экструдированного круглого стержня из 6061 показаны в таблице 2. В соответствии со стандартом GB/T 3191-2019, критерии механических характеристик для круглых стержней из алюминиевого сплава 6061 в Условия Т6 следующие: предел прочности при растяжении (σв) ≥ 260 МПа, предел текучести (σ0,2) ≥ 240 МПа, относительное удлинение (δ) ≥ 8%.

Результаты показывают, что механические свойства областей кольцеобразного рисунка в различных положениях хвоста соответствуют стандартным требованиям. Однако образцы, отрезанные от хвостовой части на расстоянии 0,5 м, демонстрируют заметно меньшую прочность и относительно меньшее удлинение по сравнению с образцами, отрезанными от хвостовой части другой длины. Различия в механических свойствах между образцами, вырезанными на расстоянии 3,5 м от хвоста, находятся в пределах 5 МПа, что указывает на тенденцию к стабильности.

Заключение

(1) Экспериментальные результаты на отлитых слитках из сплава 6061 с различной длиной хвостового среза показывают, что при длине хвостового среза 4 м не наблюдается существенных различий в микроструктуре кольцеобразного рисунка при большом увеличении. Хотя в микроструктуре при малом увеличении все еще заметны видимые различия, это различие не влияет на структурную непрерывность. Механические свойства соответствуют другим разделам и соответствуют требуемым стандартам. Если при последующем применении продукта учитывается только прочность и не требуется обработка поверхности для улучшения внешнего вида, для распиловки можно принять хвостовую длину 4 м.

(2) Среди влияющих факторов наиболее существенное влияние на длину кольцеобразного рисунка оказывает оставшаяся длина после экструзии, за ней следует температура экструзии, тогда как скорость экструзии оказывает минимальное влияние. Увеличение длины остатка после экструзии и соответствующее снижение температуры экструзии могут эффективно уменьшить длину кольцеобразного рисунка.