सखोल विश्लेषण: ६०६१ अॅल्युमिनियम मिश्रधातूच्या गुणधर्मांवर सामान्य शमन आणि विलंबित शमनचा परिणाम

आकृती ४ नमुना क्रमांक ३ चे तन्य गुणधर्म निकाल दर्शविते. आकृती ४ वरून असे दिसून येते की विभाजक रेषेपासून जितके दूर असेल तितके विलंबित शमन टोकाची कडकपणा कमी होईल. कडकपणा कमी होणे हे दर्शविते की नमुन्याची कार्यक्षमता कमी होते, परंतु कडकपणा हळूहळू कमी होतो, समांतर विभागाच्या शेवटी फक्त 95HB वरून सुमारे 91HB पर्यंत कमी होतो. तक्ता 1 मधील कामगिरी निकालांवरून दिसून येते की, पाणी थंड करण्यासाठी तन्य शक्ती 342MPa वरून 320MPa पर्यंत कमी झाली. त्याच वेळी, असे आढळून आले की तन्य नमुन्याचा फ्रॅक्चर पॉइंट देखील समांतर विभागाच्या शेवटी सर्वात कमी कडकपणासह आहे. कारण ते पाणी थंड होण्यापासून खूप दूर आहे, मिश्रधातूची कार्यक्षमता कमी होते आणि शेवट प्रथम तन्य शक्ती मर्यादेपर्यंत पोहोचतो जेणेकरून नेकिंग डाउन तयार होईल. शेवटी, सर्वात कमी कार्यप्रदर्शन बिंदूपासून ब्रेक करा आणि ब्रेक स्थिती कामगिरी चाचणी निकालांशी सुसंगत आहे.

आकृती ५ मध्ये नमुना क्रमांक ४ च्या समांतर विभागाचा कडकपणा वक्र आणि फ्रॅक्चरची स्थिती दर्शविली आहे. असे आढळून येते की वॉटर-कूलिंग डिव्हिडिंग लाइनपासून जितके दूर असेल तितके विलंबित क्वेंचिंग एंडची कडकपणा कमी असेल. त्याच वेळी, फ्रॅक्चरचे स्थान देखील त्या टोकावर आहे जिथे कडकपणा सर्वात कमी आहे, 86HB फ्रॅक्चर. तक्ता 2 वरून असे आढळून आले आहे की वॉटर-कूल्ड एंडवर जवळजवळ कोणतेही प्लास्टिक विकृतीकरण नाही. तक्ता 1 वरून असे आढळून आले आहे की नमुना कामगिरी (तन्य शक्ती 298MPa, उत्पन्न 266MPa) लक्षणीयरीत्या कमी झाली आहे. तन्य शक्ती फक्त 298MPa आहे, जी वॉटर-कूल्ड एंडच्या उत्पन्न शक्तीपर्यंत पोहोचत नाही (315MPa). 315MPa पेक्षा कमी असताना टोकाने खाली नेकिंग तयार केले आहे. फ्रॅक्चरपूर्वी, वॉटर-कूल्ड एरियामध्ये फक्त लवचिक विकृतीकरण झाले. ताण कमी होताच, वॉटर-कूल्ड एंडवरील ताण नाहीसा झाला. परिणामी, तक्ता २ मधील वॉटर-कूलिंग झोनमधील विकृतीच्या प्रमाणात जवळजवळ कोणताही बदल झालेला नाही. विलंबित दराच्या आगीच्या शेवटी नमुना तुटतो, विकृत क्षेत्र कमी होते आणि शेवटची कडकपणा सर्वात कमी असतो, ज्यामुळे कामगिरीच्या परिणामांमध्ये लक्षणीय घट होते.

४०० मिमी नमुन्याच्या शेवटी असलेल्या १००% विलंबित शमन क्षेत्राचे नमुने घ्या. आकृती ६ मध्ये कडकपणा वक्र दाखवला आहे. समांतर विभागाची कडकपणा सुमारे ८३-८४HB पर्यंत कमी झाली आहे आणि ती तुलनेने स्थिर आहे. त्याच प्रक्रियेमुळे, कामगिरी अंदाजे सारखीच आहे. फ्रॅक्चर स्थितीत कोणताही स्पष्ट नमुना आढळत नाही. मिश्रधातूची कामगिरी पाण्याने शमन केलेल्या नमुन्यापेक्षा कमी आहे.

कामगिरी आणि फ्रॅक्चरची नियमितता अधिक एक्सप्लोर करण्यासाठी, तन्य नमुन्याचा समांतर विभाग सर्वात कमी कडकपणा बिंदू (77HB) जवळ निवडला गेला. तक्ता 1 वरून, असे आढळून आले की कामगिरी लक्षणीयरीत्या कमी झाली आहे आणि फ्रॅक्चर बिंदू आकृती 2 मध्ये सर्वात कमी कडकपणा बिंदूवर दिसून आला.

२.३ ANSYS विश्लेषण निकाल

आकृती ७ मध्ये वेगवेगळ्या स्थानांवर कूलिंग वक्रांच्या ANSYS सिम्युलेशनचे परिणाम दाखवले आहेत. पाणी थंड करणाऱ्या क्षेत्रातील नमुन्याचे तापमान वेगाने कमी झाल्याचे दिसून येते. ५ सेकंदांनंतर, तापमान १००°C पेक्षा कमी झाले आणि विभाजन रेषेपासून ८० मिमी अंतरावर, ९० सेकंदात तापमान सुमारे २१०°C पर्यंत कमी झाले. सरासरी तापमान घट ३.५°C/सेकंद आहे. टर्मिनल एअर कूलिंग क्षेत्रात ९० सेकंदांनंतर, तापमान सुमारे ३६०°C पर्यंत कमी होते, सरासरी घट दर १.९°C/सेकंद आहे.

कामगिरी विश्लेषण आणि सिम्युलेशन निकालांद्वारे, असे आढळून आले आहे की पाणी-थंड करणारे क्षेत्र आणि विलंबित शमन क्षेत्राची कार्यक्षमता ही एक बदलाची पद्धत आहे जी प्रथम कमी होते आणि नंतर थोडीशी वाढते. विभाजक रेषेजवळील पाणी थंड होण्यामुळे प्रभावित होऊन, उष्णता वाहकतेमुळे विशिष्ट क्षेत्रातील नमुना पाणी थंड होण्याच्या दरापेक्षा (३.५°C/s) कमी थंड होण्याच्या दराने खाली येतो. परिणामी, मॅट्रिक्समध्ये घनरूप झालेले Mg2Si या क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणात अवक्षेपित झाले आणि तापमान ९० सेकंदांनंतर सुमारे २१०°C पर्यंत घसरले. मोठ्या प्रमाणात Mg2Si अवक्षेपित झाल्यामुळे ९० सेकंदांनंतर पाणी थंड होण्याचा परिणाम कमी झाला. वृद्धत्वाच्या उपचारानंतर निर्माण झालेल्या Mg2Si बळकटीकरण टप्प्याचे प्रमाण मोठ्या प्रमाणात कमी झाले आणि त्यानंतर नमुना कामगिरी कमी झाली. तथापि, विभाजक रेषेपासून दूर असलेल्या विलंबित शमन क्षेत्रावर पाणी थंड होण्याच्या उष्णतेच्या वाहकाचा कमी परिणाम होतो आणि मिश्रधातू हवेतील थंड होण्याच्या परिस्थितीत (थंड होण्याचा दर १.९°C/s) तुलनेने हळूहळू थंड होतो. Mg2Si टप्प्याचा फक्त एक छोटासा भाग हळूहळू अवक्षेपित होतो आणि 90 च्या दशकानंतर तापमान 360C असते. पाणी थंड झाल्यानंतर, बहुतेक Mg2Si टप्प्यात अजूनही मॅट्रिक्स असते आणि ते वृद्धत्वानंतर विखुरते आणि अवक्षेपित होते, जे बळकटीकरणाची भूमिका बजावते.

३. निष्कर्ष

प्रयोगांमधून असे आढळून आले की विलंबित शमनमुळे सामान्य शमन आणि विलंबित शमनच्या छेदनबिंदूवरील विलंबित शमन क्षेत्राची कडकपणा प्रथम कमी होते आणि नंतर ती शेवटी स्थिर होईपर्यंत थोडीशी वाढते.

६०६१ अॅल्युमिनियम मिश्रधातूसाठी, सामान्य शमन आणि ९० सेकंदांसाठी विलंबित शमन नंतरची तन्य शक्ती अनुक्रमे ३४२MPa आणि २८८MPa आहे, आणि उत्पन्न शक्ती ३१५MPa आणि २५२MPa आहे, जे दोन्ही नमुना कामगिरी मानके पूर्ण करतात.

येथे सर्वात कमी कडकपणा असलेला प्रदेश आहे, जो सामान्य शमनानंतर 95HB वरून 77HB पर्यंत कमी केला जातो. येथील कामगिरी देखील सर्वात कमी आहे, ज्याची तन्य शक्ती 271MPa आणि उत्पन्न शक्ती 220MPa आहे.

ANSYS विश्लेषणाद्वारे, असे आढळून आले की 90 च्या दशकातील विलंबित शमन झोनमधील सर्वात कमी कामगिरी बिंदूवर थंड होण्याचा दर प्रति सेकंद अंदाजे 3.5°C ने कमी झाला, ज्यामुळे Mg2Si टप्प्यातील मजबूतीकरण टप्प्याचे अपुरे ठोस द्रावण निर्माण झाले. या लेखानुसार, हे दिसून येते की सामान्य शमन आणि विलंबित शमनच्या जंक्शनवर विलंबित शमन क्षेत्रात कामगिरी धोक्याचा बिंदू दिसून येतो आणि तो जंक्शनपासून फार दूर नाही, ज्याचे एक्सट्रूजन टेल एंड प्रक्रिया कचरा वाजवीपणे टिकवून ठेवण्यासाठी महत्त्वाचे मार्गदर्शक महत्त्व आहे.

MAT अॅल्युमिनियम कडून मे जियांग यांनी संपादित केले.