උණුසුම් නිස්සාරණයෙන් පසු විශාල බිත්ති ඝණකම 6061T6 ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහය නිවාදැමිය යුතුය. අඛණ්ඩ නිස්සාරණය සීමා කිරීම හේතුවෙන්, පැතිකඩෙහි කොටසක් ප්‍රමාදයකින් ජල සිසිලන කලාපයට ඇතුළු වනු ඇත. ඊළඟ කෙටි ඉන්ගෝට් එක දිගටම නිස්සාරණය කරන විට, පැතිකඩෙහි මෙම කොටස ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමකට භාජනය වේ. ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ ප්‍රදේශය සමඟ කටයුතු කරන්නේ කෙසේද යන්න සෑම නිෂ්පාදන සමාගමක්ම සලකා බැලිය යුතු ගැටළුවකි. නිස්සාරණ වලිග අන්ත ක්‍රියාවලි අපද්‍රව්‍ය කෙටි වූ විට, ගන්නා ලද කාර්ය සාධන සාම්පල සමහර විට සුදුසුකම් ලත් අතර සමහර විට සුදුසුකම් නොලබයි. පැත්තෙන් නැවත සාම්පල ලබා දෙන විට, කාර්ය සාධනය නැවත සුදුසුකම් ලබයි. මෙම ලිපිය අත්හදා බැලීම් හරහා අනුරූප පැහැදිලි කිරීමක් ලබා දෙයි.
1. පරීක්ෂණ ද්‍රව්‍ය සහ ක්‍රම
මෙම අත්හදා බැලීමේදී භාවිතා කරන ලද ද්‍රව්‍යය ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහය 6061 වේ. වර්ණාවලි විශ්ලේෂණය මගින් මනිනු ලබන එහි රසායනික සංයුතිය පහත පරිදි වේ: එය GB/T 3190-1996 ජාත්‍යන්තර 6061 ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සංයුති ප්‍රමිතියට අනුකූල වේ.
මෙම අත්හදා බැලීමේදී, නෙරා ඇති පැතිකඩෙහි කොටසක් ඝන ද්‍රාවණ ප්‍රතිකාර සඳහා ගන්නා ලදී. 400mm දිග පැතිකඩ ප්‍රදේශ දෙකකට බෙදා ඇත. 1 වන ප්‍රදේශය සෘජුවම ජල සිසිලනය කර නිවා දමන ලදී. 2 වන ප්‍රදේශය වාතයේ තත්පර 90 ක් සිසිල් කර පසුව ජල සිසිලනය කරන ලදී. පරීක්ෂණ රූප සටහන රූපය 1 හි දක්වා ඇත.
මෙම අත්හදා බැලීමේදී භාවිතා කරන ලද 6061 ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ පැතිකඩ 4000UST එක්ස්ට්‍රූඩරයක් මගින් නිස්සාරණය කරන ලදී. අච්චු උෂ්ණත්වය 500°C, වාත්තු දණ්ඩේ උෂ්ණත්වය 510°C, නිස්සාරණ පිටවීමේ උෂ්ණත්වය 525°C, නිස්සාරණ වේගය 2.1mm/s, නිස්සාරණ ක්‍රියාවලියේදී ඉහළ තීව්‍රතාවයකින් යුත් ජල සිසිලනය භාවිතා කරනු ලැබේ, සහ නිස්සාරණය කරන ලද නිමි පැතිකඩ මැදින් 400mm දිග පරීක්ෂණ කැබැල්ලක් ගනු ලැබේ. නියැදි පළල 150mm වන අතර උස 10.00mm වේ.
ලබාගත් සාම්පල කොටස් කර නැවත ද්‍රාවණ ප්‍රතිකාරයට භාජනය කරන ලදී. ද්‍රාවණ උෂ්ණත්වය 530°C වූ අතර ද්‍රාවණ කාලය පැය 4 කි. ඒවා පිටතට ගැනීමෙන් පසු, සාම්පල 100mm ජල ගැඹුරක් සහිත විශාල ජල ටැංකියක තබා ඇත. විශාල ජල ටැංකිය කලාප 1 හි සාම්පලය ජල සිසිලනයෙන් පසු ජල ටැංකියේ ජල උෂ්ණත්වය සුළු වශයෙන් වෙනස් වන බව සහතික කළ හැකි අතර, ජල උෂ්ණත්වය වැඩිවීම ජල සිසිලන තීව්‍රතාවයට බලපාන්නේ නැත. ජල සිසිලන ක්‍රියාවලියේදී, ජල උෂ්ණත්වය 20-25°C පරාසය තුළ ඇති බවට වග බලා ගන්න. නිවා දැමූ සාම්පල 165°C*8h හි වයස්ගත කරන ලදී.
නියැදියෙන් 400mm දිග, 30mm පළල සහ 10mm ඝනකම ඇති කොටසක් ගෙන, Brinell දෘඪතා පරීක්ෂණයක් සිදු කරන්න. සෑම 10mm ටම මිනුම් 5ක් කරන්න. මෙම අවස්ථාවේදී Brinell දෘඪතා ප්‍රතිඵලය ලෙස Brinell දෘඪතා 5 හි සාමාන්‍ය අගය ගෙන, දෘඪතා වෙනස් වීමේ රටාව නිරීක්ෂණය කරන්න.
පැතිකඩෙහි යාන්ත්‍රික ගුණාංග පරීක්ෂා කරන ලද අතර, ආතන්ය ගුණාංග සහ අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානය නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා 400mm සාම්පලයේ විවිධ ස්ථානවලදී ආතන්ය සමාන්තර කොටස 60mm පාලනය කරන ලදී.
සාම්පලයේ ජල සිසිලන නිවාදැමීමේ උෂ්ණත්ව ක්ෂේත්‍රය සහ තත්පර 90 ක ප්‍රමාදයකින් පසු නිවාදැමීම ANSYS මෘදුකාංගය හරහා අනුකරණය කරන ලද අතර, විවිධ ස්ථානවල පැතිකඩවල සිසිලන අනුපාත විශ්ලේෂණය කරන ලදී.
2. පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල සහ විශ්ලේෂණය
2.1 දෘඪතා පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල
රූප සටහන 2 හි Brinell දෘඪතා පරීක්ෂකයෙකු මගින් මනිනු ලබන 400mm දිග සාම්පලයක දෘඪතාව වෙනස් කිරීමේ වක්‍රය පෙන්වයි (abscissa හි ඒකක දිග 10mm නියෝජනය කරන අතර, 0 පරිමාණය සාමාන්‍ය නිවාදැමීම සහ ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීම අතර බෙදීමේ රේඛාවයි). ජල-සිසිලන කෙළවරේ දෘඪතාව 95HB පමණ ස්ථායී බව සොයා ගත හැකිය. ජල-සිසිලන නිවාදැමීම සහ ප්‍රමාද වූ 90s ජල-සිසිලන නිවාදැමීම අතර බෙදීමේ රේඛාවෙන් පසු, දෘඪතාව අඩු වීමට පටන් ගනී, නමුත් මුල් අවධියේදී පහත වැටීමේ අනුපාතය මන්දගාමී වේ. 40mm (89HB) ට පසු, දෘඪතාව තියුනු ලෙස පහත වැටෙන අතර, 80mm හි අඩුම අගයට (77HB) පහත වැටේ. 80mm පසු, දෘඪතාව දිගටම අඩු නොවීය, නමුත් යම් ප්‍රමාණයකට වැඩි විය. වැඩිවීම සාපේක්ෂව කුඩා විය. 130mm පසු, දෘඪතාව 83HB පමණ නොවෙනස්ව පැවතුනි. තාප සන්නායකතාවයේ බලපෑම හේතුවෙන්, ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ කොටසෙහි සිසිලන අනුපාතය වෙනස් වූ බව අනුමාන කළ හැකිය.
2.2 කාර්ය සාධන පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල සහ විශ්ලේෂණය
සමාන්තර කොටසේ විවිධ ස්ථාන වලින් ලබාගත් සාම්පල මත සිදු කරන ලද ආතන්ය අත්හදා බැලීම්වල ප්‍රතිඵල වගුව 2 හි දැක්වේ. අංක 1 සහ අංක 2 හි ආතන්ය ශක්තිය සහ අස්වැන්න ශක්තියේ කිසිදු වෙනසක් නොමැති බව සොයාගත හැකිය. ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ කෙළවරේ අනුපාතය වැඩි වන විට, මිශ්‍ර ලෝහයේ ආතන්ය ශක්තිය සහ අස්වැන්න ශක්තිය සැලකිය යුතු පහළට නැඹුරුතාවයක් පෙන්නුම් කරයි. කෙසේ වෙතත්, එක් එක් සාම්පල ස්ථානයේ ආතන්ය ශක්තිය සම්මත ශක්තියට වඩා ඉහළින් පවතී. අවම දෘඪතාව ඇති ප්‍රදේශයේ පමණක්, අස්වැන්න ශක්තිය සාම්පල ප්‍රමිතියට වඩා අඩුය, සාම්පල කාර්ය සාධනය නුසුදුසුය.
රූප සටහන 4 සාම්පල අංක 3 හි ආතන්ය ගුණාංග ප්‍රතිඵල පෙන්වයි. බෙදීමේ රේඛාවෙන් ඈත් වන තරමට ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ කෙළවරේ දෘඪතාව අඩු වන බව රූපය 4 න් සොයාගත හැකිය. දෘඪතාව අඩු වීමෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ නියැදියේ කාර්ය සාධනය අඩු වන බවයි, නමුත් දෘඪතාව සෙමින් අඩු වන අතර සමාන්තර කොටස අවසානයේ 95HB සිට 91HB පමණ දක්වා අඩු වේ. වගුව 1 හි කාර්ය සාධන ප්‍රතිඵලවලින් දැකිය හැකි පරිදි, ජල සිසිලනය සඳහා ආතන්ය ශක්තිය 342MPa සිට 320MPa දක්වා අඩු විය. ඒ සමඟම, ආතන්ය සාම්පලයේ අස්ථි බිඳීමේ ලක්ෂ්‍යය සමාන්තර කොටසේ අවසානයේ අවම දෘඪතාවක් ඇති බව සොයා ගන්නා ලදී. මෙයට හේතුව එය ජල සිසිලනයෙන් බොහෝ දුරින් පිහිටා ඇති නිසා, මිශ්‍ර ලෝහ ක්‍රියාකාරිත්වය අඩු වන අතර, අවසානය මුලින්ම ආතන්ය ශක්ති සීමාවට ළඟා වී බෙල්ලක් පහළට සාදයි. අවසාන වශයෙන්, අවම කාර්ය සාධන ලක්ෂ්‍යයෙන් බිඳී යාම, සහ බිඳීමේ ස්ථානය කාර්ය සාධන පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵලවලට අනුකූල වේ.
රූප සටහන 5 මඟින් නියැදි අංක 4 හි සමාන්තර කොටසේ දෘඪතා වක්‍රය සහ අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානය පෙන්වයි. ජල සිසිලන බෙදුම් රේඛාවෙන් දුරස් වන තරමට, ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ කෙළවරේ දෘඪතාව අඩු බව සොයාගත හැකිය. ඒ සමඟම, අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානය ද දෘඪතාව අවම වන අවසානයේ වන අතර, 86HB අස්ථි බිඳීම්. වගුව 2 සිට, ජල සිසිලන කෙළවරේ ප්ලාස්ටික් විරූපණයක් නොමැති බව සොයාගෙන ඇත. වගුව 1 සිට, සාම්පල කාර්ය සාධනය (ආතන්ය ශක්තිය 298MPa, අස්වැන්න 266MPa) සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වී ඇති බව සොයාගෙන ඇත. ආතන්ය ශක්තිය 298MPa පමණක් වන අතර, එය ජල සිසිලන කෙළවරේ (315MPa) අස්වැන්න ශක්තියට ළඟා නොවේ. අවසානය 315MPa ට වඩා අඩු වූ විට බෙල්ල පහළට ඇදීමක් ඇති කර ඇත. අස්ථි බිඳීමට පෙර, ජල සිසිලන ප්‍රදේශයේ ප්‍රත්‍යාස්ථ විරූපණය පමණක් සිදු විය. ආතතිය අතුරුදහන් වූ විට, ජල සිසිලන කෙළවරේ වික්‍රියාව අතුරුදහන් විය. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, වගුව 2 හි ජල සිසිලන කලාපයේ විරූපණ ප්‍රමාණය පාහේ වෙනස් වී නොමැත. ප්‍රමාද වූ අනුපාත ගින්න අවසානයේ සාම්පලය කැඩී යයි, විකෘති වූ ප්‍රදේශය අඩු වන අතර අවසාන දෘඪතාව අවම වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස කාර්ය සාධන ප්‍රතිඵලවල සැලකිය යුතු අඩුවීමක් සිදු වේ.
400mm නියැදිය අවසානයේ 100% ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ ප්‍රදේශයෙන් සාම්පල ලබා ගන්න. රූපය 6 දෘඪතා වක්‍රය පෙන්වයි. සමාන්තර කොටසේ දෘඪතාව 83-84HB පමණ දක්වා අඩු කර ඇති අතර එය සාපේක්ෂව ස්ථායී වේ. එකම ක්‍රියාවලිය නිසා, කාර්ය සාධනය ආසන්න වශයෙන් සමාන වේ. අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානයේ පැහැදිලි රටාවක් දක්නට නොලැබේ. මිශ්‍ර ලෝහ කාර්ය සාධනය ජලයෙන් නිවා දැමූ නියැදියට වඩා අඩුය.
කාර්ය සාධනයේ සහ අස්ථි බිඳීමේ විධිමත්භාවය තවදුරටත් ගවේෂණය කිරීම සඳහා, ආතන්ය නිදර්ශකයේ සමාන්තර කොටස දෘඪතාවයේ අවම ලක්ෂ්‍යය (77HB) අසල තෝරා ගන්නා ලදී. වගුව 1 න්, කාර්ය සාධනය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වී ඇති බව සොයා ගන්නා ලද අතර, රූපය 2 හි දෘඪතාවයේ පහළම ස්ථානයේ අස්ථි බිඳීමේ ලක්ෂ්‍යය දිස් විය.
2.3 ANSYS විශ්ලේෂණ ප්‍රතිඵල
විවිධ ස්ථානවල සිසිලන වක්‍ර ANSYS අනුකරණය කිරීමේ ප්‍රතිඵල රූපය 7 හි දැක්වේ. ජල සිසිලන ප්‍රදේශයේ සාම්පලයේ උෂ්ණත්වය වේගයෙන් පහත වැටුණු බව දැකිය හැකිය. තත්පර 5 කට පසු, උෂ්ණත්වය 100°C ට වඩා අඩු වූ අතර, බෙදුම් රේඛාවෙන් 80mm දී, උෂ්ණත්වය 90s හි 210°C පමණ දක්වා පහත වැටුණි. සාමාන්‍ය උෂ්ණත්ව පහත වැටීම 3.5°C/s වේ. පර්යන්ත වායු සිසිලන ප්‍රදේශයේ තත්පර 90 කට පසු, උෂ්ණත්වය 360°C පමණ දක්වා පහත වැටෙන අතර, සාමාන්‍ය පහත වැටීමේ අනුපාතය 1.9°C/s වේ.
කාර්ය සාධන විශ්ලේෂණය සහ සමාකරණ ප්‍රතිඵල හරහා, ජල සිසිලන ප්‍රදේශයේ සහ ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ ප්‍රදේශයේ ක්‍රියාකාරිත්වය මුලින් අඩු වී පසුව තරමක් වැඩි වන වෙනස්වීම් රටාවක් බව සොයාගෙන ඇත. බෙදුම් රේඛාව අසල ජල සිසිලනය මගින් බලපෑමට ලක් වූ තාප සන්නායකතාවය යම් ප්‍රදේශයක නියැදිය ජල සිසිලනයට වඩා අඩු සිසිලන අනුපාතයකින් (3.5°C/s) පහත වැටීමට හේතු වේ. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, අනුකෘතියට ඝන වූ Mg2Si, මෙම ප්‍රදේශයේ විශාල ප්‍රමාණවලින් අවක්ෂේපිත වූ අතර, තත්පර 90 කට පසු උෂ්ණත්වය 210°C පමණ දක්වා පහත වැටුණි. Mg2Si අවක්ෂේපිතයේ විශාල ප්‍රමාණය තත්පර 90 කට පසු ජල සිසිලනයේ කුඩා බලපෑමකට හේතු විය. වයස්ගත ප්‍රතිකාරයෙන් පසු අවක්ෂේපිත වූ Mg2Si ශක්තිමත් කිරීමේ අවධියේ ප්‍රමාණය බෙහෙවින් අඩු වූ අතර, පසුව නියැදි ක්‍රියාකාරිත්වය අඩු විය. කෙසේ වෙතත්, බෙදීමේ රේඛාවෙන් දුරින් පිහිටි ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ කලාපය ජල සිසිලන තාප සන්නායකතාවයෙන් අඩු බලපෑමක් ඇති කරන අතර, මිශ්‍ර ලෝහය වායු සිසිලන තත්වයන් යටතේ සාපේක්ෂව සෙමින් සිසිල් වේ (සිසිලන අනුපාතය 1.9°C/s). Mg2Si අවධියේ කුඩා කොටසක් පමණක් සෙමින් අවක්ෂේප වන අතර, 90 දශකයෙන් පසු උෂ්ණත්වය 360C වේ. ජල සිසිලනයෙන් පසුව, Mg2Si අවධියෙන් වැඩි කොටසක් තවමත් අනුකෘතියේ පවතින අතර, එය විසිරී ගොස් වයස්ගත වීමෙන් පසු අවක්ෂේප වන අතර එය ශක්තිමත් කිරීමේ කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
3. නිගමනය
ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීම සාමාන්‍ය නිවාදැමීමේ සහ ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ ඡේදනයේදී ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ කලාපයේ දෘඪතාව මුලින් අඩු වී පසුව එය අවසානයේ ස්ථාවර වන තෙක් තරමක් වැඩි වන බව අත්හදා බැලීම් හරහා සොයා ගන්නා ලදී.
6061 ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහය සඳහා, සාමාන්‍ය නිවාදැමීමෙන් සහ තත්පර 90 ක් සඳහා ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමෙන් පසු ආතන්ය ශක්තීන් පිළිවෙලින් 342MPa සහ 288MPa වන අතර, අස්වැන්න ශක්තීන් 315MPa සහ 252MPa වන අතර, ඒ දෙකම නියැදි කාර්ය සාධන ප්‍රමිතීන් සපුරාලයි.
සාමාන්‍ය නිවාදැමීමෙන් පසු 95HB සිට 77HB දක්වා අඩු වන අඩුම දෘඪතාවක් සහිත කලාපයක් ඇත. මෙහි කාර්ය සාධනය ද අවම වන අතර, ආතන්ය ශක්තිය 271MPa සහ අස්වැන්න ශක්තිය 220MPa වේ.
ANSYS විශ්ලේෂණය හරහා, 90 දශකයේ ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ කලාපයේ අවම කාර්ය සාධන ලක්ෂ්‍යයේ සිසිලන අනුපාතය තත්පරයට ආසන්න වශයෙන් 3.5°C කින් අඩු වූ බව සොයා ගන්නා ලදී, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ශක්තිමත් කිරීමේ අදියර Mg2Si අවධියේ ප්‍රමාණවත් ඝන ද්‍රාවණයක් නොලැබුණි. මෙම ලිපියට අනුව, සාමාන්‍ය නිවාදැමීමේ සහ ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ සන්ධිස්ථානයේ ප්‍රමාද වූ නිවාදැමීමේ ප්‍රදේශයේ කාර්ය සාධන අවදානම් ලක්ෂ්‍යය දිස්වන අතර, එය නිස්සාරණ වලිග අන්ත ක්‍රියාවලි අපද්‍රව්‍ය සාධාරණ ලෙස රඳවා තබා ගැනීම සඳහා වැදගත් මාර්ගෝපදේශක වැදගත්කමක් ඇති සන්ධිස්ථානයෙන් බොහෝ දුරින් නොවන බව දැකිය හැකිය.
MAT ඇලුමිනියම් වෙතින් මැයි ජියැං විසින් සංස්කරණය කරන ලදී
පළ කිරීමේ කාලය: අගෝස්තු-28-2024
