កំរាស់ជញ្ជាំងធំ 6061T6 យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូត្រូវតែត្រូវបានពន្លត់បន្ទាប់ពីការបញ្ចូលក្តៅ។ ដោយសារការកំណត់នៃការបញ្ចោញដោយមិនបន្ត ផ្នែកមួយនៃទម្រង់នឹងចូលទៅក្នុងតំបន់ទឹកត្រជាក់ជាមួយនឹងការពន្យាពេល។ នៅពេលដែល ingot ខ្លីបន្ទាប់ត្រូវបានបន្តត្រូវបាន extruded ផ្នែកនៃទម្រង់នេះនឹងឆ្លងកាត់ការពន្យាពេល quenching ។ របៀបដោះស្រាយបញ្ហាដែលយឺតយ៉ាវក្នុងការពន្លត់ជាបញ្ហាដែលគ្រប់ក្រុមហ៊ុនផលិតត្រូវពិចារណា។ នៅពេលដែលការខ្ជះខ្ជាយនៃដំណើរការបញ្ចប់កន្ទុយគឺមានរយៈពេលខ្លី គំរូប្រតិបត្តិការដែលបានយក ជួនកាលមានលក្ខណៈគ្រប់គ្រាន់ ហើយជួនកាលមិនមានលក្ខណៈសម្បត្តិគ្រប់គ្រាន់។ នៅពេលយកគំរូឡើងវិញពីចំហៀង ការសម្តែងមានលក្ខណៈគ្រប់គ្រាន់ម្តងទៀត។ អត្ថបទនេះផ្តល់ការពន្យល់ដែលត្រូវគ្នាតាមរយៈការពិសោធន៍។
1. សម្ភារៈសាកល្បង និងវិធីសាស្រ្ត
សម្ភារៈដែលប្រើក្នុងការពិសោធន៍នេះគឺ 6061 អាលុយមីញ៉ូយ៉ាន់។ សមាសធាតុគីមីរបស់វាដែលត្រូវបានវាស់វែងដោយការវិភាគវិសាលគមមានដូចខាងក្រោម៖ វាអនុលោមតាមស្តង់ដារសមាសធាតុអាលុយមីញ៉ូមអន្តរជាតិ GB/T 3190-1996 6061 ។
នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ ផ្នែកមួយនៃទម្រង់ extruded ត្រូវបានយកសម្រាប់ការព្យាបាលដំណោះស្រាយរឹង។ ទម្រង់ប្រវែង 400mm ត្រូវបានបែងចែកជាពីរផ្នែក។ តំបន់ 1 ត្រូវបានទឹកត្រជាក់ដោយផ្ទាល់ និងពន្លត់។ តំបន់ទី 2 ត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ក្នុងខ្យល់រយៈពេល 90 វិនាទី ហើយបន្ទាប់មកត្រជាក់ដោយទឹក។ ដ្យាក្រាមតេស្តត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ។
ទម្រង់អាលុយមីញ៉ូម 6061 ដែលប្រើក្នុងការពិសោធន៍នេះត្រូវបាន extruded ដោយ extruder 4000UST ។ សីតុណ្ហភាពផ្សិតគឺ 500 ° C, សីតុណ្ហភាពដំបងដេញគឺ 510 ° C, សីតុណ្ហភាពនៃច្រកចេញគឺ 525 ° C, ល្បឿន extrusion គឺ 2.1mm/s, ទឹកត្រជាក់អាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់ត្រូវបានប្រើក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ extrusion និង 400mm បំណែកតេស្តប្រវែងត្រូវបានយកចេញពីពាក់កណ្តាលនៃទម្រង់ដែលបានបញ្ចប់។ ទទឹងគំរូគឺ 150mm និងកម្ពស់គឺ 10.00mm។
សំណាកដែលបានយកត្រូវបានបែងចែកជាផ្នែក ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបានទទួលការព្យាបាលជាដំណោះស្រាយម្តងទៀត។ សីតុណ្ហភាពនៃដំណោះស្រាយគឺ 530 ° C និងពេលវេលានៃដំណោះស្រាយគឺ 4 ម៉ោង។ បន្ទាប់ពីយកវាចេញ គំរូត្រូវបានដាក់ក្នុងធុងទឹកធំមួយដែលមានជម្រៅទឹក 100mm ។ ធុងទឹកធំជាងអាចធានាថាសីតុណ្ហភាពទឹកនៅក្នុងធុងទឹកផ្លាស់ប្តូរតិចតួចបន្ទាប់ពីគំរូនៅក្នុងតំបន់ 1 ត្រូវបានត្រជាក់ដោយទឹក ការពារការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពទឹកពីការប៉ះពាល់ដល់អាំងតង់ស៊ីតេនៃការត្រជាក់ទឹក។ កំឡុងពេលដំណើរការទឹកត្រជាក់ ត្រូវប្រាកដថាសីតុណ្ហភាពទឹកស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពី 20-25°C។ សំណាកដែលបានពន្លត់មានអាយុកាលនៅសីតុណ្ហភាព 165°C*8h។
យកផ្នែកមួយនៃគំរូប្រវែង 400mm ទទឹង 30mm ក្រាស់ 10mm ហើយធ្វើតេស្ដភាពរឹងរបស់ Brinell។ ធ្វើការវាស់វែងចំនួន 5 រៀងរាល់ 10 មីលីម៉ែត្រ។ យកតម្លៃមធ្យមនៃភាពរឹង Brinell ចំនួន 5 ដែលជាលទ្ធផលនៃភាពរឹងរបស់ Brinell នៅចំណុចនេះ ហើយសង្កេតមើលលំនាំផ្លាស់ប្តូរភាពរឹង។
លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិកនៃទម្រង់ត្រូវបានធ្វើតេស្ត ហើយផ្នែកប៉ារ៉ាឡែលតង់ស៊ីតេ 60 ម.ម ត្រូវបានគ្រប់គ្រងនៅទីតាំងផ្សេងគ្នានៃគំរូ 400 មីលីម៉ែត្រ ដើម្បីសង្កេតមើលលក្ខណៈសម្បត្តិតង់ស៊ីល និងទីតាំងបាក់ឆ្អឹង។
វាលសីតុណ្ហភាពនៃការពន្លត់ដោយទឹកត្រជាក់នៃគំរូ និងការពន្លត់បន្ទាប់ពីការពន្យាពេលនៃ 90s ត្រូវបានក្លែងធ្វើតាមរយៈកម្មវិធី ANSYS ហើយអត្រាត្រជាក់នៃទម្រង់នៅទីតាំងផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានវិភាគ។
2. លទ្ធផលពិសោធន៍ និងការវិភាគ
2.1 លទ្ធផលតេស្តភាពរឹង
រូបភាពទី 2 បង្ហាញពីខ្សែកោងនៃការផ្លាស់ប្តូរភាពរឹងនៃគំរូប្រវែង 400 មីលីម៉ែត្រ ដែលវាស់ដោយអ្នកសាកល្បងភាពរឹងរបស់ Brinell (ប្រវែងឯកតានៃ abscissa តំណាងឱ្យ 10mm ហើយមាត្រដ្ឋាន 0 គឺជាបន្ទាត់បែងចែករវាងការពន្លត់ធម្មតា និងការពន្យាពេល quenching)។ វាអាចត្រូវបានរកឃើញថាភាពរឹងនៅចុងទឹកត្រជាក់មានស្ថេរភាពនៅប្រហែល 95HB ។ បន្ទាប់ពីបន្ទាត់បែងចែករវាងការពន្លត់ដោយទឹកត្រជាក់ និងការពន្យាពេលការពន្លត់ត្រជាក់ក្នុងទសវត្សរ៍ទី 90 ភាពរឹងចាប់ផ្តើមធ្លាក់ចុះ ប៉ុន្តែអត្រាធ្លាក់ចុះគឺយឺតក្នុងដំណាក់កាលដំបូង។ បន្ទាប់ពី 40mm (89HB) ភាពរឹងធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំង ហើយធ្លាក់ចុះដល់តម្លៃទាបបំផុត (77HB) នៅ 80mm។ បន្ទាប់ពី 80mm ភាពរឹងមិនបន្តថយចុះទេប៉ុន្តែបានកើនឡើងដល់កម្រិតជាក់លាក់មួយ។ ការកើនឡើងគឺតិចតួចណាស់។ បន្ទាប់ពី 130mm ភាពរឹងនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរនៅប្រហែល 83HB ។ វាអាចត្រូវបានប៉ាន់ស្មានថាដោយសារតែឥទ្ធិពលនៃចរន្តកំដៅអត្រាត្រជាក់នៃផ្នែកដែលពន្យារពេលបានផ្លាស់ប្តូរ។
2.2 លទ្ធផលតេស្តនិងការវិភាគការអនុវត្ត
តារាងទី 2 បង្ហាញពីលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ tensile ដែលធ្វើឡើងលើសំណាកដែលយកពីទីតាំងផ្សេងគ្នានៃផ្នែកប៉ារ៉ាឡែល។ វាអាចត្រូវបានរកឃើញថាកម្លាំង tensile និងកម្លាំងទិន្នផលនៃលេខ 1 និងលេខ 2 ស្ទើរតែគ្មានការផ្លាស់ប្តូរ។ នៅពេលដែលសមាមាត្រនៃការបញ្ចប់ការពន្យារពេលកើនឡើង កម្លាំង tensile និងកម្លាំងទិន្នផលនៃយ៉ាន់ស្ព័របង្ហាញពីនិន្នាការធ្លាក់ចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ កម្លាំង tensile នៅទីតាំងគំរូនីមួយៗគឺលើសពីកម្លាំងស្តង់ដារ។ មានតែនៅក្នុងតំបន់ដែលមានភាពរឹងទាបបំផុតកម្លាំងទិន្នផលគឺទាបជាងស្តង់ដារគំរូការអនុវត្តគំរូគឺមិនមានលក្ខណៈសម្បត្តិគ្រប់គ្រាន់។
រូបភាពទី 4 បង្ហាញលទ្ធផលនៃលក្ខណៈសម្បត្តិ tensile នៃគំរូលេខ 3 ។ វាអាចត្រូវបានរកឃើញពីរូបភាពទី 4 ដែលឆ្ងាយពីបន្ទាត់បែងចែក ភាពរឹងនៃចុង quenching ដែលពន្យាពេលកាន់តែទាប។ ការថយចុះនៃភាពរឹងបង្ហាញថាការអនុវត្តនៃគំរូត្រូវបានកាត់បន្ថយ ប៉ុន្តែភាពរឹងថយចុះបន្តិចម្តងៗ ដោយគ្រាន់តែថយចុះពី 95HB ដល់ប្រហែល 91HB នៅចុងបញ្ចប់នៃផ្នែកប៉ារ៉ាឡែល។ ដូចដែលអាចមើលឃើញពីលទ្ធផលនៃការអនុវត្តនៅក្នុងតារាងទី 1 កម្លាំង tensile ថយចុះពី 342MPa ដល់ 320MPa សម្រាប់ទឹកត្រជាក់។ ទន្ទឹមនឹងនេះដែរវាត្រូវបានគេរកឃើញថាចំណុចប្រេះស្រាំនៃសំណាក tensile ក៏នៅចុងបញ្ចប់នៃផ្នែកប៉ារ៉ាឡែលជាមួយនឹងភាពរឹងទាបបំផុត។ នេះគឺដោយសារតែវានៅឆ្ងាយពីភាពត្រជាក់នៃទឹក ការសម្តែងរបស់យ៉ាន់ស្ព័រត្រូវបានកាត់បន្ថយ ហើយចុងបញ្ចប់ឈានដល់ដែនកំណត់កម្លាំង tensile ដំបូងដើម្បីបង្កើតជាកចុះក្រោម។ ជាចុងក្រោយ បំបែកចេញពីចំណុចដំណើរការទាបបំផុត ហើយទីតាំងបំបែកគឺស្របជាមួយនឹងលទ្ធផលតេស្តសមត្ថភាព។
រូបភាពទី 5 បង្ហាញពីខ្សែកោងរឹងនៃផ្នែកប៉ារ៉ាឡែលនៃគំរូលេខ 4 និងទីតាំងបាក់ឆ្អឹង។ វាអាចត្រូវបានរកឃើញថានៅឆ្ងាយពីបន្ទាត់បែងចែកទឹកត្រជាក់ ភាពរឹងនៃចុង quenching កាន់តែទាប។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះទីតាំងបាក់ឆ្អឹងក៏នៅចុងបញ្ចប់ដែលភាពរឹងទាបបំផុតគឺការបាក់ឆ្អឹង 86HB ។ ពីតារាងទី 2 វាត្រូវបានរកឃើញថាស្ទើរតែគ្មានការខូចទ្រង់ទ្រាយផ្លាស្ទិចនៅចុងទឹកដែលត្រជាក់។ ពីតារាងទី 1 វាត្រូវបានគេរកឃើញថាការអនុវត្តគំរូ (កម្លាំង tensile 298MPa, ទិន្នផល 266MPa) ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង។ កម្លាំង tensile គឺត្រឹមតែ 298MPa ដែលមិនឈានដល់កម្លាំងទិន្នផលនៃចុងបញ្ចប់ដែលត្រជាក់ដោយទឹក (315MPa) ។ ចុងបញ្ចប់បានបង្កើតជាកចុះនៅពេលដែលវាទាបជាង 315MPa ។ មុនពេលបាក់ឆ្អឹង មានតែការខូចទ្រង់ទ្រាយយឺតប៉ុណ្ណោះដែលបានកើតឡើងនៅក្នុងតំបន់ដែលត្រជាក់ដោយទឹក។ នៅពេលដែលភាពតានតឹងបានរលាយបាត់ ភាពតានតឹងនៅចុងទឹកដែលត្រជាក់បានបាត់។ ជាលទ្ធផលបរិមាណខូចទ្រង់ទ្រាយនៅក្នុងតំបន់ទឹកត្រជាក់ក្នុងតារាងទី 2 ស្ទើរតែគ្មានការផ្លាស់ប្តូរ។ ការបំបែកគំរូនៅចុងបញ្ចប់នៃអត្រាការពន្យាពេលការឆេះតំបន់ខូចទ្រង់ទ្រាយត្រូវបានកាត់បន្ថយហើយភាពរឹងចុងគឺទាបបំផុតដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងលទ្ធផលនៃការអនុវត្ត។
យកសំណាកពីតំបន់ពន្លត់ដែលបានពន្យារពេល 100% នៅចុងបញ្ចប់នៃគំរូ 400mm ។ រូបភាពទី 6 បង្ហាញពីខ្សែកោងរឹង។ ភាពរឹងនៃផ្នែកប៉ារ៉ាឡែលត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹម 83-84HB ហើយមានស្ថេរភាពបន្តិច។ ដោយសារតែដំណើរការដូចគ្នា ការសម្តែងគឺប្រហែលដូចគ្នា។ មិនមានគំរូជាក់ស្តែងត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងទីតាំងបាក់ឆ្អឹងទេ។ ការអនុវត្តយ៉ាន់ស្ព័រគឺទាបជាងគំរូដែលជ្រាបទឹក។
ដើម្បីស្វែងយល់បន្ថែមអំពីភាពទៀងទាត់នៃការអនុវត្ត និងការប្រេះស្រាំ ផ្នែកប៉ារ៉ាឡែលនៃគំរូ tensile ត្រូវបានជ្រើសរើសនៅជិតចំណុចទាបបំផុតនៃភាពរឹង (77HB) ។ ពីតារាងទី 1 វាត្រូវបានគេរកឃើញថាការអនុវត្តត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងហើយចំនុចប្រេះស្រាំបានលេចឡើងនៅចំណុចទាបបំផុតនៃភាពរឹងនៅក្នុងរូបភាពទី 2 ។
2.3 លទ្ធផលនៃការវិភាគ ANSYS
រូបភាពទី 7 បង្ហាញពីលទ្ធផលនៃការក្លែងធ្វើ ANSYS នៃខ្សែកោងត្រជាក់នៅទីតាំងផ្សេងៗគ្នា។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាសីតុណ្ហភាពនៃគំរូនៅក្នុងតំបន់ទឹកត្រជាក់ធ្លាក់ចុះយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ បន្ទាប់ពី 5 វិនាទី សីតុណ្ហភាពធ្លាក់ចុះដល់ក្រោម 100 អង្សាសេ ហើយនៅចម្ងាយ 80 មីលីម៉ែត្រពីបន្ទាត់បែងចែក សីតុណ្ហភាពធ្លាក់ចុះដល់ប្រហែល 210 អង្សាសេនៅ 90 វិនាទី។ សីតុណ្ហភាពធ្លាក់ចុះជាមធ្យម 3.5°C/s។ បន្ទាប់ពី 90 វិនាទីនៅក្នុងតំបន់ត្រជាក់នៃស្ថានីយ សីតុណ្ហភាពធ្លាក់ចុះដល់ប្រហែល 360 °C ជាមួយនឹងអត្រាធ្លាក់ចុះជាមធ្យម 1.9 ° C/s ។
តាមរយៈការវិភាគការអនុវត្ត និងលទ្ធផលនៃការពិសោធន៏ គេបានរកឃើញថា ការអនុវត្តតំបន់ត្រជាក់ទឹក និងតំបន់ពន្លត់យឺត គឺជាគំរូនៃការផ្លាស់ប្តូរដែលដំបូងថយចុះ ហើយបន្ទាប់មកកើនឡើងបន្តិច។ រងឥទ្ធិពលដោយការត្រជាក់ទឹកនៅជិតបន្ទាត់បែងចែក ចរន្តកំដៅបណ្តាលឱ្យគំរូនៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់មួយធ្លាក់ចុះក្នុងអត្រាត្រជាក់តិចជាងការត្រជាក់ទឹក (3.5°C/s)។ ជាលទ្ធផល Mg2Si ដែលរឹងនៅក្នុងម៉ាទ្រីស បានទឹកភ្លៀងក្នុងបរិមាណដ៏ច្រើននៅក្នុងតំបន់នេះ ហើយសីតុណ្ហភាពបានធ្លាក់ចុះដល់ប្រហែល 210°C បន្ទាប់ពី 90 វិនាទី។ បរិមាណដ៏ច្រើននៃ Mg2Si ទឹកភ្លៀងបាននាំឱ្យមានឥទ្ធិពលតិចតួចនៃការត្រជាក់ទឹកបន្ទាប់ពី 90 វិនាទី។ បរិមាណនៃដំណាក់កាលពង្រឹង Mg2Si ដែលត្រូវបានទម្លាក់បន្ទាប់ពីការព្យាបាលភាពចាស់ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង ហើយការអនុវត្តគំរូត្រូវបានកាត់បន្ថយជាបន្តបន្ទាប់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ តំបន់ពន្លត់យឺតដែលនៅឆ្ងាយពីបន្ទាត់បែងចែកគឺមិនសូវរងផលប៉ះពាល់ដោយចរន្តកំដៅនៃទឹកត្រជាក់ទេ ហើយយ៉ាន់ស្ព័រត្រជាក់យឺតៗក្រោមលក្ខខណ្ឌត្រជាក់ខ្យល់ (អត្រាត្រជាក់ 1.9°C/s)។ មានតែផ្នែកតូចមួយនៃដំណាក់កាល Mg2Si ទឹកភ្លៀងយឺត ហើយសីតុណ្ហភាពគឺ 360C បន្ទាប់ពីទសវត្សរ៍ទី 90។ បន្ទាប់ពីទឹកត្រជាក់ ដំណាក់កាល Mg2Si ភាគច្រើននៅតែស្ថិតក្នុងម៉ាទ្រីស ហើយវាបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ និង precipitates បន្ទាប់ពីភាពចាស់ ដែលដើរតួនាទីពង្រឹង។
3. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
វាត្រូវបានគេរកឃើញតាមរយៈការពិសោធន៍ដែលការពន្យាពេល quenching នឹងបណ្តាលឱ្យរឹងនៃតំបន់ quenching ពន្យាពេលនៅចំណុចប្រសព្វនៃ quenching ធម្មតា និងការពន្យាពេល quenching ដើម្បីបន្ថយដំបូងហើយបន្ទាប់មកកើនឡើងបន្តិចរហូតដល់វាមានស្ថេរភាព។
សម្រាប់យ៉ាន់អាលុយមីញ៉ូម 6061 កម្លាំង tensile បន្ទាប់ពីការពន្លត់ធម្មតា និងពន្យាពេល quenching សម្រាប់ 90 s គឺ 342MPa និង 288MPa រៀងៗខ្លួន ហើយកម្លាំងទិន្នផលគឺ 315MPa និង 252MPa ដែលទាំងពីរនេះបំពេញតាមស្តង់ដារការអនុវត្តគំរូ។
មានតំបន់ដែលមានភាពរឹងទាបបំផុតដែលត្រូវបានកាត់បន្ថយពី 95HB ទៅ 77HB បន្ទាប់ពីការពន្លត់ធម្មតា។ ការសម្តែងនៅទីនេះក៏ទាបបំផុតផងដែរជាមួយនឹងកម្លាំង tensile 271MPa និងកម្លាំងទិន្នផល 220MPa ។
តាមរយៈការវិភាគរបស់ ANSYS វាត្រូវបានគេរកឃើញថា អត្រាត្រជាក់នៅចំណុចដំណើរការទាបបំផុតក្នុងទសវត្សរ៍ទី 90 ដែលពន្យាពេល quenching zone បានថយចុះប្រហែល 3.5 ° C ក្នុងមួយវិនាទី ដែលបណ្តាលឱ្យមានដំណោះស្រាយរឹងមិនគ្រប់គ្រាន់នៃដំណាក់កាលពង្រឹង Mg2Si ។ យោងតាមអត្ថបទនេះ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាចំណុចគ្រោះថ្នាក់នៃការអនុវត្តលេចឡើងនៅក្នុងតំបន់ quenching ពន្យាពេលនៅចំណុចប្រសព្វនៃ quenching ធម្មតា និងការពន្យាពេល quenching និងមិនឆ្ងាយពីប្រសព្វដែលមានសារៈសំខាន់ជាការណែនាំសម្រាប់ការរក្សាទុកសមហេតុផលនៃកន្ទុយ extrusion កាកសំណល់នៃដំណើរការបញ្ចប់។
កែសម្រួលដោយ May Jiang ពី MAT អាលុយមីញ៉ូម
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ២៨ ខែសីហា ឆ្នាំ ២០២៤
