పెద్ద గోడ మందం 6061T6 అల్యూమినియం మిశ్రమం వేడిగా వెలికితీసిన తర్వాత చల్లార్చాలి. నిరంతరాయమైన వెలికితీత యొక్క పరిమితి కారణంగా, ప్రొఫైల్లోని కొంత భాగం ఆలస్యంతో నీటి-శీతలీకరణ జోన్లోకి ప్రవేశిస్తుంది. తదుపరి షార్ట్ కడ్డీని ఎక్స్ట్రూడ్ చేయడాన్ని కొనసాగించినప్పుడు, ప్రొఫైల్లోని ఈ భాగం ఆలస్యమైన అణచివేతకు గురవుతుంది. ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ ప్రాంతాన్ని ఎలా ఎదుర్కోవాలి అనేది ప్రతి ఉత్పత్తి సంస్థ పరిగణించవలసిన సమస్య. ఎక్స్ట్రాషన్ టెయిల్ ఎండ్ ప్రాసెస్ వేస్ట్ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, తీసుకున్న పనితీరు నమూనాలు కొన్నిసార్లు అర్హత మరియు కొన్నిసార్లు అర్హత లేనివిగా ఉంటాయి. వైపు నుండి రీసాంప్లింగ్ చేసినప్పుడు, పనితీరు మళ్లీ అర్హత పొందుతుంది. ఈ వ్యాసం ప్రయోగాల ద్వారా సంబంధిత వివరణను ఇస్తుంది.
1. పరీక్ష పదార్థాలు మరియు పద్ధతులు
ఈ ప్రయోగంలో ఉపయోగించిన పదార్థం 6061 అల్యూమినియం మిశ్రమం. స్పెక్ట్రల్ విశ్లేషణ ద్వారా కొలవబడిన దాని రసాయన కూర్పు క్రింది విధంగా ఉంది: ఇది GB/T 3190-1996 అంతర్జాతీయ 6061 అల్యూమినియం మిశ్రమం కూర్పు ప్రమాణానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.
ఈ ప్రయోగంలో, సాలిడ్ సొల్యూషన్ ట్రీట్మెంట్ కోసం వెలికితీసిన ప్రొఫైల్లో కొంత భాగం తీసుకోబడింది. 400mm పొడవైన ప్రొఫైల్ రెండు ప్రాంతాలుగా విభజించబడింది. ఏరియా 1 నేరుగా నీటితో చల్లబడి, చల్లార్చబడింది. ఏరియా 2 గాలిలో 90 సెకన్ల పాటు చల్లబడి ఆపై నీటితో చల్లబడుతుంది. పరీక్ష రేఖాచిత్రం మూర్తి 1 లో చూపబడింది.
ఈ ప్రయోగంలో ఉపయోగించిన 6061 అల్యూమినియం అల్లాయ్ ప్రొఫైల్ 4000UST ఎక్స్ట్రూడర్ ద్వారా వెలికితీయబడింది. అచ్చు ఉష్ణోగ్రత 500°C, కాస్టింగ్ రాడ్ ఉష్ణోగ్రత 510°C, ఎక్స్ట్రూషన్ అవుట్లెట్ ఉష్ణోగ్రత 525°C, ఎక్స్ట్రాషన్ వేగం 2.1mm/s, ఎక్స్ట్రాషన్ ప్రక్రియలో అధిక-తీవ్రత నీటి శీతలీకరణ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు 400mm పొడవు పరీక్ష ముక్క వెలికితీసిన పూర్తి ప్రొఫైల్ మధ్యలో నుండి తీసుకోబడింది. నమూనా వెడల్పు 150mm మరియు ఎత్తు 10.00mm.
తీసుకున్న నమూనాలు విభజించబడ్డాయి మరియు మళ్లీ పరిష్కార చికిత్సకు లోబడి ఉంటాయి. పరిష్కారం ఉష్ణోగ్రత 530 ° C మరియు పరిష్కారం సమయం 4 గంటలు. వాటిని తీసిన తర్వాత, నమూనాలను 100 మిల్లీమీటర్ల నీటి లోతుతో పెద్ద నీటి ట్యాంక్లో ఉంచారు. పెద్ద వాటర్ ట్యాంక్, జోన్ 1లోని నమూనా నీరు చల్లబడిన తర్వాత నీటి ట్యాంక్లోని నీటి ఉష్ణోగ్రత కొద్దిగా మారుతుందని నిర్ధారిస్తుంది, నీటి ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల నీటి శీతలీకరణ తీవ్రతను ప్రభావితం చేయకుండా చేస్తుంది. నీటి శీతలీకరణ ప్రక్రియలో, నీటి ఉష్ణోగ్రత 20-25 ° C పరిధిలో ఉండేలా చూసుకోండి. చల్లబడిన నమూనాల వయస్సు 165 ° C * 8h.
నమూనా 400 మిమీ పొడవు 30 మిమీ వెడల్పు 10 మిమీ మందంతో కొంత భాగాన్ని తీసుకోండి మరియు బ్రినెల్ కాఠిన్య పరీక్షను నిర్వహించండి. ప్రతి 10 మిమీకి 5 కొలతలు చేయండి. ఈ సమయంలో Brinell కాఠిన్యం ఫలితంగా 5 Brinell కాఠిన్యం యొక్క సగటు విలువను తీసుకోండి మరియు కాఠిన్యం మార్పు నమూనాను గమనించండి.
ప్రొఫైల్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు పరీక్షించబడ్డాయి మరియు తన్యత లక్షణాలు మరియు ఫ్రాక్చర్ స్థానాన్ని గమనించడానికి 400mm నమూనా యొక్క వివిధ స్థానాల్లో తన్యత సమాంతర విభాగం 60mm నియంత్రించబడుతుంది.
నమూనా యొక్క నీటి-చల్లబడిన క్వెన్చింగ్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత క్షేత్రం మరియు 90ల ఆలస్యం తర్వాత చల్లార్చడం ANSYS సాఫ్ట్వేర్ ద్వారా అనుకరించబడింది మరియు వివిధ స్థానాల్లో ఉన్న ప్రొఫైల్ల శీతలీకరణ రేట్లు విశ్లేషించబడ్డాయి.
2. ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు మరియు విశ్లేషణ
2.1 కాఠిన్యం పరీక్ష ఫలితాలు
ఫిగర్ 2 బ్రినెల్ కాఠిన్యం టెస్టర్ ద్వారా కొలవబడిన 400 మిమీ పొడవు నమూనా యొక్క కాఠిన్యం మార్పు వక్రతను చూపుతుంది (అబ్సిస్సా యొక్క యూనిట్ పొడవు 10 మిమీని సూచిస్తుంది మరియు 0 స్కేల్ అనేది సాధారణ అణచివేత మరియు ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ మధ్య విభజన రేఖ). వాటర్-కూల్డ్ ఎండ్ వద్ద కాఠిన్యం దాదాపు 95HB వద్ద స్థిరంగా ఉందని కనుగొనవచ్చు. నీటి-శీతలీకరణ మరియు ఆలస్యమైన 90ల నీటి-శీతలీకరణ క్వెన్చింగ్ మధ్య విభజన రేఖ తర్వాత, కాఠిన్యం క్షీణించడం ప్రారంభమవుతుంది, కానీ ప్రారంభ దశలో క్షీణత రేటు నెమ్మదిగా ఉంటుంది. 40mm (89HB) తర్వాత, కాఠిన్యం తీవ్రంగా పడిపోతుంది మరియు 80mm వద్ద అత్యల్ప విలువ (77HB)కి పడిపోతుంది. 80mm తరువాత, కాఠిన్యం తగ్గడం కొనసాగలేదు, కానీ కొంత మేరకు పెరిగింది. పెరుగుదల సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంది. 130mm తర్వాత, కాఠిన్యం 83HB వద్ద మారదు. ఉష్ణ వాహక ప్రభావం కారణంగా, ఆలస్యమైన చల్లార్చే భాగం యొక్క శీతలీకరణ రేటు మారిందని ఊహించవచ్చు.
2.2 పనితీరు పరీక్ష ఫలితాలు మరియు విశ్లేషణ
సమాంతర విభాగం యొక్క వివిధ స్థానాల నుండి తీసుకున్న నమూనాలపై నిర్వహించిన తన్యత ప్రయోగాల ఫలితాలను టేబుల్ 2 చూపుతుంది. నం. 1 మరియు నం. 2 యొక్క తన్యత బలం మరియు దిగుబడి బలం దాదాపు ఎటువంటి మార్పును కలిగి లేవని కనుగొనవచ్చు. ఆలస్యమైన అణచివేత ముగింపుల నిష్పత్తి పెరిగేకొద్దీ, మిశ్రమం యొక్క తన్యత బలం మరియు దిగుబడి బలం గణనీయమైన అధోముఖ ధోరణిని చూపుతాయి. అయినప్పటికీ, ప్రతి నమూనా స్థానంలో తన్యత బలం ప్రామాణిక బలం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. అత్యల్ప కాఠిన్యం ఉన్న ప్రాంతంలో మాత్రమే, దిగుబడి బలం నమూనా ప్రమాణం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, నమూనా పనితీరు అర్హత లేనిది.
మూర్తి 4 నమూనా సంఖ్య 3 యొక్క తన్యత లక్షణాల ఫలితాలను చూపుతుంది. విభజన రేఖ నుండి ఎంత దూరంగా ఉంటే, ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ ముగింపు యొక్క కాఠిన్యం తక్కువగా ఉంటుందని మూర్తి 4 నుండి కనుగొనవచ్చు. కాఠిన్యం తగ్గుదల నమూనా యొక్క పనితీరు తగ్గిందని సూచిస్తుంది, అయితే కాఠిన్యం నెమ్మదిగా తగ్గుతుంది, సమాంతర విభాగం చివరిలో 95HB నుండి 91HB వరకు మాత్రమే తగ్గుతుంది. టేబుల్ 1లోని పనితీరు ఫలితాల నుండి చూడగలిగినట్లుగా, నీటి శీతలీకరణ కోసం తన్యత బలం 342MPa నుండి 320MPaకి తగ్గింది. అదే సమయంలో, తన్యత నమూనా యొక్క ఫ్రాక్చర్ పాయింట్ కూడా తక్కువ కాఠిన్యంతో సమాంతర విభాగం చివరిలో ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది. ఇది నీటి శీతలీకరణకు దూరంగా ఉన్నందున, మిశ్రమం పనితీరు తగ్గుతుంది మరియు ముగింపు నెక్కింగ్ డౌన్ ఏర్పడటానికి ముందుగా తన్యత శక్తి పరిమితిని చేరుకుంటుంది. చివరగా, అత్యల్ప పనితీరు పాయింట్ నుండి బ్రేక్, మరియు బ్రేక్ పొజిషన్ పనితీరు పరీక్ష ఫలితాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.
మూర్తి 5 నమూనా సంఖ్య 4 యొక్క సమాంతర విభాగం మరియు పగులు స్థానం యొక్క కాఠిన్యం వక్రతను చూపుతుంది. నీటి-శీతలీకరణ విభజన రేఖకు ఎంత దూరంగా ఉంటే, ఆలస్యమైన చల్లార్చే ముగింపు యొక్క కాఠిన్యం తక్కువగా ఉంటుందని కనుగొనవచ్చు. అదే సమయంలో, ఫ్రాక్చర్ లొకేషన్ కూడా చివరిలో ఉంటుంది, ఇక్కడ కాఠిన్యం తక్కువగా ఉంటుంది, 86HB పగుళ్లు. టేబుల్ 2 నుండి, నీటి-శీతలీకరణ ముగింపులో దాదాపు ప్లాస్టిక్ వైకల్యం లేదని కనుగొనబడింది. టేబుల్ 1 నుండి, నమూనా పనితీరు (టెన్సైల్ బలం 298MPa, దిగుబడి 266MPa) గణనీయంగా తగ్గినట్లు కనుగొనబడింది. తన్యత బలం 298MPa మాత్రమే, ఇది నీటి-శీతలీకరణ ముగింపు (315MPa) యొక్క దిగుబడి బలాన్ని చేరుకోదు. ముగింపు 315MPa కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు నెక్కింగ్ డౌన్గా ఏర్పడుతుంది. పగులుకు ముందు, నీరు చల్లబడిన ప్రదేశంలో సాగే వైకల్యం మాత్రమే సంభవించింది. ఒత్తిడి మాయమైనందున, నీటి-చల్లబడిన ముగింపులో ఒత్తిడి అదృశ్యమైంది. ఫలితంగా, టేబుల్ 2 లోని నీటి-శీతలీకరణ జోన్లో వైకల్యం మొత్తం దాదాపుగా మార్పు లేదు. ఆలస్యమైన రేటు అగ్ని ముగింపులో నమూనా విరిగిపోతుంది, వైకల్య ప్రాంతం తగ్గించబడుతుంది మరియు ముగింపు కాఠిన్యం అత్యల్పంగా ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా పనితీరు ఫలితాలు గణనీయంగా తగ్గుతాయి.
400mm నమూనా చివరిలో 100% ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ ప్రాంతం నుండి నమూనాలను తీసుకోండి. మూర్తి 6 కాఠిన్యం వక్రతను చూపుతుంది. సమాంతర విభాగం యొక్క కాఠిన్యం సుమారు 83-84HBకి తగ్గించబడింది మరియు సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంటుంది. అదే ప్రక్రియ కారణంగా, పనితీరు దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటుంది. ఫ్రాక్చర్ స్థానంలో స్పష్టమైన నమూనా కనుగొనబడలేదు. మిశ్రమం పనితీరు నీటిలో చల్లబడిన నమూనా కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
పనితీరు మరియు ఫ్రాక్చర్ యొక్క క్రమబద్ధతను మరింత అన్వేషించడానికి, తన్యత నమూనా యొక్క సమాంతర విభాగం కాఠిన్యం యొక్క అత్యల్ప బిందువు (77HB) సమీపంలో ఎంపిక చేయబడింది. టేబుల్ 1 నుండి, పనితీరు గణనీయంగా తగ్గిపోయిందని కనుగొనబడింది మరియు ఫ్రాక్చర్ పాయింట్ మూర్తి 2 లో అతి తక్కువ కాఠిన్యం వద్ద కనిపించింది.
2.3 ANSYS విశ్లేషణ ఫలితాలు
వివిధ స్థానాల్లో శీతలీకరణ వక్రరేఖల ANSYS అనుకరణ ఫలితాలను మూర్తి 7 చూపుతుంది. నీటి-శీతలీకరణ ప్రాంతంలో నమూనా యొక్క ఉష్ణోగ్రత వేగంగా పడిపోయినట్లు చూడవచ్చు. 5సె తర్వాత, ఉష్ణోగ్రత 100°Cకి పడిపోయింది మరియు విభజన రేఖ నుండి 80మి.మీ వద్ద, ఉష్ణోగ్రత 90సె.ల వద్ద దాదాపు 210°Cకి పడిపోయింది. సగటు ఉష్ణోగ్రత తగ్గుదల 3.5°C/s. టెర్మినల్ ఎయిర్ శీతలీకరణ ప్రాంతంలో 90 సెకన్ల తర్వాత, ఉష్ణోగ్రత సుమారు 360 ° Cకి పడిపోతుంది, సగటు డ్రాప్ రేటు 1.9 ° C/s.
పనితీరు విశ్లేషణ మరియు అనుకరణ ఫలితాల ద్వారా, నీటి-శీతలీకరణ ప్రాంతం మరియు ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ ప్రాంతం యొక్క పనితీరు మొదట తగ్గుతుంది మరియు తరువాత కొద్దిగా పెరుగుతుంది అనే మార్పు నమూనా అని కనుగొనబడింది. విభజన రేఖకు సమీపంలో ఉన్న నీటి శీతలీకరణ ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది, ఉష్ణ వాహకత ఒక నిర్దిష్ట ప్రాంతంలో నమూనా నీటి శీతలీకరణ (3.5 ° C/s) కంటే తక్కువ శీతలీకరణ రేటుతో పడిపోతుంది. ఫలితంగా, మాత్రికలో ఘనీభవించిన Mg2Si, ఈ ప్రాంతంలో పెద్ద పరిమాణంలో అవక్షేపించబడింది మరియు 90 సెకన్ల తర్వాత ఉష్ణోగ్రత సుమారు 210°Cకి పడిపోయింది. పెద్ద మొత్తంలో Mg2Si అవక్షేపించడం వల్ల 90 సెకన్ల తర్వాత నీటి శీతలీకరణ యొక్క చిన్న ప్రభావానికి దారితీసింది. వృద్ధాప్య చికిత్స తర్వాత అవక్షేపించబడిన Mg2Si బలపరిచే దశ మొత్తం బాగా తగ్గించబడింది మరియు నమూనా పనితీరు తదనంతరం తగ్గించబడింది. అయినప్పటికీ, విభజన రేఖకు దూరంగా ఉన్న ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ జోన్ నీటి శీతలీకరణ ఉష్ణ వాహకత ద్వారా తక్కువగా ప్రభావితమవుతుంది మరియు గాలి శీతలీకరణ పరిస్థితుల్లో మిశ్రమం సాపేక్షంగా నెమ్మదిగా చల్లబడుతుంది (శీతలీకరణ రేటు 1.9 ° C/s). Mg2Si దశలో కొద్ది భాగం మాత్రమే నెమ్మదిగా అవక్షేపించబడుతుంది మరియు 90ల తర్వాత ఉష్ణోగ్రత 360C ఉంటుంది. నీటి శీతలీకరణ తర్వాత, Mg2Si దశ చాలావరకు మాతృకలో ఉంది మరియు ఇది వృద్ధాప్యం తర్వాత చెదరగొట్టబడుతుంది మరియు అవక్షేపిస్తుంది, ఇది బలపరిచే పాత్రను పోషిస్తుంది.
3. ముగింపు
ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ అనేది సాధారణ క్వెన్చింగ్ మరియు ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ యొక్క ఖండన వద్ద ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ జోన్ యొక్క కాఠిన్యానికి కారణమవుతుందని ప్రయోగాల ద్వారా కనుగొనబడింది మరియు అది చివరకు స్థిరీకరించబడే వరకు కొద్దిగా పెరుగుతుంది.
6061 అల్యూమినియం మిశ్రమం కోసం, 90 సెకనులకు సాధారణ అణచివేత మరియు ఆలస్యంగా చల్లారిన తర్వాత తన్యత బలాలు వరుసగా 342MPa మరియు 288MPa, మరియు దిగుబడి బలాలు 315MPa మరియు 252MPa, ఈ రెండూ నమూనా పనితీరు ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి.
అత్యల్ప కాఠిన్యం ఉన్న ప్రాంతం ఉంది, ఇది సాధారణ చల్లార్చిన తర్వాత 95HB నుండి 77HBకి తగ్గించబడుతుంది. ఇక్కడ పనితీరు కూడా అత్యల్పంగా ఉంది, 271MPa యొక్క తన్యత బలం మరియు 220MPa దిగుబడి బలం.
ANSYS విశ్లేషణ ద్వారా, 90వ దశకంలో ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ జోన్లో అత్యల్ప పనితీరు పాయింట్ వద్ద శీతలీకరణ రేటు సెకనుకు సుమారు 3.5°C తగ్గిందని కనుగొనబడింది, దీని ఫలితంగా Mg2Si దశను బలపరిచే దశ యొక్క తగినంత ఘన పరిష్కారం లేదు. ఈ కథనం ప్రకారం, సాధారణ క్వెన్చింగ్ మరియు ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ జంక్షన్ వద్ద ఆలస్యమైన క్వెన్చింగ్ ప్రదేశంలో పనితీరు ప్రమాద పాయింట్ కనిపిస్తుంది మరియు జంక్షన్ నుండి చాలా దూరంలో లేదు, ఇది ఎక్స్ట్రాషన్ టెయిల్ యొక్క సహేతుకమైన నిలుపుదలకి ముఖ్యమైన మార్గదర్శక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంది. ముగింపు ప్రక్రియ వ్యర్థాలు.
MAT అల్యూమినియం నుండి మే జియాంగ్ ద్వారా సవరించబడింది
పోస్ట్ సమయం: ఆగస్ట్-28-2024
