1. Giới thiệu
Hợp kim nhôm có độ bền trung bình thể hiện các đặc tính xử lý thuận lợi, độ nhạy khi dập tắt, độ bền va đập và khả năng chống ăn mòn.Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như điện tử và hàng hải, để sản xuất ống, thanh, biên dạng và dây điện.Hiện nay, nhu cầu về thanh hợp kim nhôm 6082 ngày càng tăng.Để đáp ứng nhu cầu thị trường và yêu cầu của người sử dụng, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm trên các quy trình gia nhiệt ép đùn khác nhau và quy trình xử lý nhiệt cuối cùng cho thanh 6082-T6.Mục tiêu của chúng tôi là xác định một phương pháp xử lý nhiệt đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất cơ học cho các thanh này.
2.Vật liệu thí nghiệm và quy trình sản xuất
2.1 Vật liệu thí nghiệm
Các phôi đúc có kích thước Ф162×500 được sản xuất bằng phương pháp đúc bán liên tục và được xử lý không đồng nhất.Chất lượng luyện kim của phôi tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật kiểm soát nội bộ của công ty.Thành phần hóa học của hợp kim 6082 được thể hiện trong Bảng 1.
2.2 Quy trình sản xuất
6082 thanh thử nghiệm có thông số kỹ thuật là Ф14mm.Thùng đùn có đường kính Ф170mm, thiết kế đùn 4 lỗ, hệ số đùn 18,5.Luồng quy trình cụ thể bao gồm gia nhiệt phôi, ép đùn, làm nguội, kéo thẳng và lấy mẫu, làm thẳng con lăn, cắt lần cuối, lão hóa nhân tạo, kiểm tra chất lượng và giao hàng.
3. Mục tiêu thí nghiệm
Mục đích của nghiên cứu này là xác định các thông số của quá trình xử lý nhiệt ép đùn và các thông số xử lý nhiệt cuối cùng ảnh hưởng đến hiệu suất của thanh 6082-T6, cuối cùng đạt được các yêu cầu về hiệu suất tiêu chuẩn.Theo tiêu chuẩn, các tính chất cơ học dọc của hợp kim 6082 phải đáp ứng các thông số kỹ thuật được liệt kê trong Bảng 2.
4.Phương pháp thực nghiệm
4.1 Điều tra xử lý nhiệt ép đùn
Cuộc điều tra xử lý nhiệt ép đùn chủ yếu tập trung vào ảnh hưởng của nhiệt độ ép đùn phôi đúc và nhiệt độ thùng chứa ép đùn đến các tính chất cơ học.Việc lựa chọn tham số cụ thể được trình bày chi tiết trong Bảng 3.
4.2 Nghiên cứu xử lý nhiệt lão hóa và dung dịch rắn
Một thiết kế thí nghiệm trực giao đã được sử dụng cho dung dịch rắn và quy trình xử lý nhiệt lão hóa.Các mức hệ số được chọn được cung cấp trong Bảng 4, với bảng thiết kế trực giao được ký hiệu là IJ9(34).
5.Kết quả và phân tích
5.1 Kết quả và phân tích thí nghiệm xử lý nhiệt ép đùn
Kết quả của các thí nghiệm xử lý nhiệt ép đùn được trình bày trong Bảng 5 và Hình 1. Chín mẫu được lấy cho mỗi nhóm và tính năng cơ học trung bình của chúng đã được xác định.Dựa trên phân tích kim loại và thành phần hóa học, một quy trình xử lý nhiệt đã được thiết lập: làm nguội ở 520°C trong 40 phút và lão hóa ở 165°C trong 12 giờ.Từ Bảng 5 và Hình 1, có thể thấy rằng khi nhiệt độ đùn phôi đúc và nhiệt độ thùng đùn tăng lên, cả độ bền kéo và cường độ năng suất đều tăng dần.Kết quả tốt nhất thu được ở nhiệt độ ép đùn 450-500°C và nhiệt độ thùng ép đùn 450°C, đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn.Điều này là do ảnh hưởng của quá trình làm cứng nguội ở nhiệt độ ép đùn thấp hơn, gây ra các vết nứt ranh giới hạt và tăng sự phân hủy dung dịch rắn giữa A1 và Mn trong quá trình gia nhiệt trước khi làm nguội, dẫn đến sự kết tinh lại.Khi nhiệt độ ép đùn tăng lên, độ bền cuối cùng Rm của sản phẩm được cải thiện đáng kể.Khi nhiệt độ thùng ép đùn đạt đến hoặc vượt quá nhiệt độ phôi, biến dạng không đồng đều giảm, làm giảm độ sâu của các vòng hạt thô và tăng cường độ chảy Rm.Như vậy, các thông số hợp lý cho quá trình xử lý nhiệt ép đùn là: nhiệt độ ép đùn phôi là 450-500°C và nhiệt độ thùng ép đùn là 430-450°C.
5.2 Kết quả và phân tích thí nghiệm trực giao về dung dịch rắn và lão hóa
Bảng 6 cho thấy mức tối ưu là A3B1C2D3, được làm nguội ở nhiệt độ 520°C, nhiệt độ lão hóa nhân tạo trong khoảng 165-170°C và thời gian lão hóa là 12 giờ, dẫn đến độ bền và độ dẻo cao của các thanh.Quá trình làm nguội tạo thành dung dịch rắn siêu bão hòa.Ở nhiệt độ làm nguội thấp hơn, nồng độ dung dịch rắn siêu bão hòa giảm, ảnh hưởng đến độ bền.Nhiệt độ làm nguội khoảng 520°C giúp tăng cường đáng kể hiệu quả của việc tăng cường dung dịch rắn do quá trình làm nguội.Khoảng thời gian giữa quá trình làm nguội và lão hóa nhân tạo, tức là bảo quản ở nhiệt độ phòng, ảnh hưởng lớn đến tính chất cơ học.Điều này đặc biệt rõ rệt đối với các thanh không bị giãn sau khi tôi.Khi khoảng thời gian giữa quá trình làm nguội và lão hóa vượt quá 1 giờ, cường độ, đặc biệt là cường độ năng suất, sẽ giảm đáng kể.
5.3 Phân tích vi cấu trúc kim loại
Các phân tích có độ phóng đại và phân cực cao được tiến hành trên các thanh 6082-T6 ở nhiệt độ dung dịch rắn là 520°C và 530°C.Các bức ảnh có độ phóng đại cao cho thấy lượng mưa hợp chất đồng đều với các hạt pha kết tủa dồi dào phân bố đều.Phân tích ánh sáng phân cực bằng thiết bị Axiovert200 cho thấy sự khác biệt rõ rệt trong ảnh cấu trúc hạt.Khu vực trung tâm thể hiện các hạt nhỏ và đồng đều, trong khi các cạnh thể hiện sự kết tinh lại với các hạt thon dài.Điều này là do sự phát triển của hạt nhân tinh thể ở nhiệt độ cao, tạo thành kết tủa thô hình kim.
6.Đánh giá thực hành sản xuất
Trong thực tế sản xuất, thống kê hiệu suất cơ học được tiến hành trên 20 lô thanh và 20 lô biên dạng.Kết quả được thể hiện trong Bảng 7 và 8. Trong thực tế sản xuất, quy trình ép đùn của chúng tôi được thực hiện ở nhiệt độ tạo ra các mẫu ở trạng thái T6 và hiệu suất cơ học đáp ứng các giá trị mục tiêu.
7. Kết luận
(1) Thông số xử lý nhiệt ép đùn: Nhiệt độ ép đùn phôi 450-500°C;nhiệt độ thùng đùn 430-450 ° C.
(2) Các thông số xử lý nhiệt cuối cùng: Nhiệt độ dung dịch rắn tối ưu là 520-530°C;nhiệt độ lão hóa ở 165±5°C, thời gian lão hóa 12 giờ;khoảng thời gian giữa quá trình làm nguội và lão hóa không được vượt quá 1 giờ.
(3) Dựa trên đánh giá thực tế, quy trình xử lý nhiệt khả thi bao gồm: nhiệt độ ép đùn 450-530°C, nhiệt độ thùng ép đùn 400-450°C;nhiệt độ dung dịch rắn 510-520°C;chế độ lão hóa 155-170°C trong 12 giờ;không có giới hạn cụ thể về khoảng thời gian giữa quá trình làm nguội và lão hóa.Điều này có thể được đưa vào hướng dẫn vận hành quy trình.
Được chỉnh sửa bởi May Jiang từ MAT Aluminium
Thời gian đăng: 15-03-2024
