بڑی دیوار کی موٹائی 6061T6 ایلومینیم کھوٹ کو گرم اخراج کے بعد بجھانے کی ضرورت ہے۔ بے ترتیب اخراج کی حد کی وجہ سے، پروفائل کا ایک حصہ تاخیر کے ساتھ واٹر کولنگ زون میں داخل ہو جائے گا۔ جب اگلی چھوٹی انگوٹ کو باہر نکالنا جاری رکھا جائے گا، تو پروفائل کا یہ حصہ بجھانے میں تاخیر سے گزرے گا۔ تاخیر سے بجھانے والے علاقے سے کیسے نمٹا جائے ایک ایسا مسئلہ ہے جس پر ہر پروڈکشن کمپنی کو غور کرنے کی ضرورت ہے۔ جب ایکسٹروشن ٹیل اینڈ پراسیس کا فضلہ مختصر ہوتا ہے تو لی گئی کارکردگی کے نمونے کبھی اہل اور کبھی نااہل ہوتے ہیں۔ سائیڈ سے دوبارہ نمونہ لینے پر، کارکردگی دوبارہ اہل ہو جاتی ہے۔ یہ مضمون تجربات کے ذریعے متعلقہ وضاحت فراہم کرتا ہے۔
1. ٹیسٹ مواد اور طریقے
اس تجربے میں استعمال ہونے والا مواد 6061 ایلومینیم الائے ہے۔ اسپیکٹرل تجزیہ سے ماپا جانے والی اس کی کیمیائی ساخت حسب ذیل ہے: یہ GB/T 3190-1996 بین الاقوامی 6061 ایلومینیم مرکب مرکب معیار کے مطابق ہے۔
اس تجربے میں، ایکسٹروڈڈ پروفائل کا ایک حصہ ٹھوس محلول کے علاج کے لیے لیا گیا۔ 400 ملی میٹر طویل پروفائل کو دو حصوں میں تقسیم کیا گیا تھا۔ ایریا 1 براہ راست پانی سے ٹھنڈا اور بجھایا گیا تھا۔ ایریا 2 کو ہوا میں 90 سیکنڈ تک ٹھنڈا کیا گیا اور پھر پانی سے ٹھنڈا کیا گیا۔ ٹیسٹ کا خاکہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔
اس تجربے میں استعمال ہونے والے 6061 ایلومینیم الائے پروفائل کو 4000UST ایکسٹروڈر کے ذریعے نکالا گیا تھا۔ مولڈ کا درجہ حرارت 500 ° C ہے، کاسٹنگ راڈ کا درجہ حرارت 510 ° C ہے، ایکسٹروشن آؤٹ لیٹ کا درجہ حرارت 525 ° C ہے، اخراج کی رفتار 2.1mm/s ہے، اخراج کے عمل کے دوران زیادہ شدت والے پانی کی کولنگ کا استعمال کیا جاتا ہے، اور ایک 400mm لمبائی ٹیسٹ ٹکڑا extruded تیار پروفائل کے وسط سے لیا جاتا ہے. نمونے کی چوڑائی 150 ملی میٹر اور اونچائی 10.00 ملی میٹر ہے۔
لئے گئے نمونوں کو تقسیم کیا گیا اور پھر دوبارہ حل علاج سے مشروط کیا گیا۔ حل کا درجہ حرارت 530 ° C تھا اور حل کا وقت 4 گھنٹے تھا۔ انہیں باہر نکالنے کے بعد، نمونے ایک بڑے پانی کے ٹینک میں رکھے گئے تھے جس کی پانی کی گہرائی 100 ملی میٹر تھی۔ پانی کا بڑا ٹینک اس بات کو یقینی بنا سکتا ہے کہ زون 1 میں نمونے کے پانی کو ٹھنڈا کرنے کے بعد پانی کے ٹینک میں پانی کا درجہ حرارت تھوڑا سا تبدیل ہوتا ہے، پانی کے درجہ حرارت میں اضافے کو پانی کی ٹھنڈک کی شدت کو متاثر کرنے سے روکتا ہے۔ پانی کو ٹھنڈا کرنے کے عمل کے دوران، اس بات کو یقینی بنائیں کہ پانی کا درجہ حرارت 20-25 ° C کے اندر ہو۔ بجھے ہوئے نمونوں کی عمر 165 ° C*8h پر تھی۔
نمونے کا ایک حصہ 400 ملی میٹر لمبا 30 ملی میٹر چوڑا 10 ملی میٹر موٹا لیں اور برینل سختی کا ٹیسٹ کریں۔ ہر 10 ملی میٹر میں 5 پیمائش کریں۔ اس مقام پر برینیل سختی کے نتیجے کے طور پر 5 برینل سختی کی اوسط قدر لیں، اور سختی کی تبدیلی کے پیٹرن کا مشاہدہ کریں۔
پروفائل کی مکینیکل خصوصیات کی جانچ کی گئی، اور تناؤ کے متوازی حصے 60mm کو 400mm کے نمونے کی مختلف پوزیشنوں پر کنٹرول کیا گیا تاکہ تناؤ کی خصوصیات اور فریکچر کی جگہ کا مشاہدہ کیا جا سکے۔
نمونے کی واٹر کولڈ بجھانے کے درجہ حرارت کے میدان اور 90s کی تاخیر کے بعد بجھانے کو ANSYS سافٹ ویئر کے ذریعے نقل کیا گیا تھا، اور مختلف پوزیشنوں پر پروفائلز کی ٹھنڈک کی شرحوں کا تجزیہ کیا گیا تھا۔
2. تجرباتی نتائج اور تجزیہ
2.1 سختی کے ٹیسٹ کے نتائج
شکل 2 برنیل سختی ٹیسٹر کے ذریعہ ماپے گئے 400 ملی میٹر لمبے نمونے کی سختی کی تبدیلی کا وکر دکھاتا ہے (ابسیسیسا کی اکائی کی لمبائی 10 ملی میٹر کی نمائندگی کرتی ہے، اور 0 پیمانہ عام بجھانے اور بجھانے میں تاخیر کے درمیان تقسیم کی لکیر ہے)۔ یہ پایا جا سکتا ہے کہ پانی کے ٹھنڈے سرے پر سختی تقریباً 95HB پر مستحکم ہے۔ پانی کی ٹھنڈک بجھانے اور 90 کی دہائی میں تاخیر سے پانی کی ٹھنڈک بجھانے کے درمیان تقسیم کی لکیر کے بعد، سختی کم ہونا شروع ہو جاتی ہے، لیکن ابتدائی مرحلے میں کمی کی شرح سست ہوتی ہے۔ 40mm (89HB) کے بعد، سختی تیزی سے گرتی ہے، اور 80mm پر سب سے کم قیمت (77HB) تک گر جاتی ہے۔ 80 ملی میٹر کے بعد، سختی کم نہیں ہوئی، لیکن ایک خاص حد تک بڑھ گئی. اضافہ نسبتاً کم تھا۔ 130mm کے بعد، سختی تقریباً 83HB پر کوئی تبدیلی نہیں ہوئی۔ یہ قیاس کیا جا سکتا ہے کہ گرمی کی ترسیل کے اثر کی وجہ سے، تاخیر سے بجھانے والے حصے کی ٹھنڈک کی شرح بدل گئی ہے۔
2.2 کارکردگی ٹیسٹ کے نتائج اور تجزیہ
جدول 2 متوازی حصے کی مختلف پوزیشنوں سے لیے گئے نمونوں پر کیے گئے تناؤ کے تجربات کے نتائج دکھاتا ہے۔ یہ پایا جا سکتا ہے کہ نمبر 1 اور نمبر 2 کی تناؤ کی طاقت اور پیداوار کی طاقت میں تقریباً کوئی تبدیلی نہیں ہوئی ہے۔ جیسے جیسے تاخیر سے بجھانے کے اختتام کا تناسب بڑھتا ہے، مصر دات کی تناؤ کی طاقت اور پیداوار کی طاقت نمایاں طور پر نیچے کی طرف رجحان کو ظاہر کرتی ہے۔ تاہم، ہر نمونے کے مقام پر تناؤ کی طاقت معیاری طاقت سے اوپر ہے۔ صرف سب سے کم سختی والے علاقے میں، پیداوار کی طاقت نمونے کے معیار سے کم ہے، نمونے کی کارکردگی نااہل ہے۔
شکل 4 نمونے نمبر 3 کے ٹینسیائل خصوصیات کے نتائج کو ظاہر کرتی ہے۔ شکل 4 سے یہ معلوم کیا جا سکتا ہے کہ تقسیم کرنے والی لکیر سے جتنا دور ہوگا، تاخیر سے بجھانے والے سرے کی سختی اتنی ہی کم ہوگی۔ سختی میں کمی اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ نمونے کی کارکردگی کم ہوئی ہے، لیکن سختی آہستہ آہستہ کم ہوتی ہے، متوازی حصے کے آخر میں صرف 95HB سے تقریباً 91HB تک کم ہوتی ہے۔ جیسا کہ جدول 1 میں کارکردگی کے نتائج سے دیکھا جا سکتا ہے، پانی کی ٹھنڈک کے لیے تناؤ کی طاقت 342MPa سے کم ہو کر 320MPa ہو گئی۔ ایک ہی وقت میں، یہ پایا گیا کہ ٹینسائل نمونے کا فریکچر پوائنٹ بھی سب سے کم سختی کے ساتھ متوازی حصے کے آخر میں ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ یہ پانی کی ٹھنڈک سے بہت دور ہے، مصر دات کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے، اور سرے نیچے کی گردن بننے کے لیے پہلے تناؤ کی طاقت کی حد تک پہنچ جاتا ہے۔ آخر میں، سب سے کم کارکردگی کے نقطہ سے توڑیں، اور وقفے کی پوزیشن کارکردگی کے ٹیسٹ کے نتائج کے مطابق ہے۔
شکل 5 نمونے نمبر 4 کے متوازی حصے کی سختی کا منحنی خطوط اور فریکچر کی پوزیشن کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ پایا جا سکتا ہے کہ پانی کو ٹھنڈا کرنے والی تقسیم لائن سے جتنا دور ہوگا، تاخیر سے بجھانے والے سرے کی سختی اتنی ہی کم ہوگی۔ ایک ہی وقت میں، فریکچر کا مقام بھی آخر میں ہے جہاں سختی سب سے کم ہے، 86HB فریکچر۔ جدول 2 سے، یہ پتہ چلا ہے کہ پانی کے ٹھنڈے سرے پر پلاسٹک کی کوئی خرابی نہیں ہے۔ جدول 1 سے، یہ پتہ چلا ہے کہ نمونے کی کارکردگی (تناؤ کی طاقت 298MPa، پیداوار 266MPa) نمایاں طور پر کم ہو گئی ہے۔ تناؤ کی طاقت صرف 298MPa ہے، جو پانی کے ٹھنڈے سرے (315MPa) کی پیداواری طاقت تک نہیں پہنچتی ہے۔ جب یہ 315MPa سے کم ہوتا ہے تو اختتام نے گردن نیچے کی تشکیل کی ہے۔ فریکچر سے پہلے، پانی کے ٹھنڈے علاقے میں صرف لچکدار اخترتی ہوئی تھی۔ جیسے جیسے تناؤ ختم ہو گیا، پانی کے ٹھنڈے سرے پر موجود تناؤ غائب ہو گیا۔ نتیجے کے طور پر، ٹیبل 2 میں پانی کو ٹھنڈا کرنے والے زون میں اخترتی کی مقدار میں تقریباً کوئی تبدیلی نہیں آئی ہے۔ تاخیر کی شرح کی آگ کے اختتام پر نمونہ ٹوٹ جاتا ہے، درست شکل کا علاقہ کم ہوجاتا ہے، اور اختتامی سختی سب سے کم ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں کارکردگی کے نتائج میں نمایاں کمی واقع ہوتی ہے۔
400mm نمونے کے آخر میں 100% تاخیر سے بجھانے والے علاقے سے نمونے لیں۔ شکل 6 سختی وکر کو ظاہر کرتا ہے۔ متوازی حصے کی سختی تقریباً 83-84HB تک کم ہو گئی ہے اور نسبتاً مستحکم ہے۔ اسی عمل کی وجہ سے، کارکردگی تقریباً ایک جیسی ہے۔ فریکچر پوزیشن میں کوئی واضح نمونہ نہیں پایا جاتا ہے۔ کھوٹ کی کارکردگی پانی سے بجھے ہوئے نمونے سے کم ہے۔
کارکردگی اور فریکچر کی باقاعدگی کو مزید دریافت کرنے کے لیے، تناؤ کے نمونے کے متوازی حصے کو سختی کے سب سے کم نقطہ (77HB) کے قریب منتخب کیا گیا تھا۔ جدول 1 سے، یہ پتہ چلا کہ کارکردگی میں نمایاں کمی واقع ہوئی ہے، اور فریکچر پوائنٹ شکل 2 میں سختی کے سب سے کم مقام پر ظاہر ہوا۔
2.3 ANSYS تجزیہ کے نتائج
شکل 7 مختلف پوزیشنوں پر کولنگ کروز کے ANSYS تخروپن کے نتائج دکھاتا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ پانی کو ٹھنڈا کرنے والے علاقے میں نمونے کا درجہ حرارت تیزی سے گر گیا۔ 5s کے بعد، درجہ حرارت 100 ° C سے نیچے آ گیا، اور تقسیم کرنے والی لائن سے 80mm پر، 90s پر درجہ حرارت تقریباً 210 ° C تک گر گیا۔ اوسط درجہ حرارت میں کمی 3.5 ° C/s ہے۔ ٹرمینل ایئر کولنگ ایریا میں 90 سیکنڈ کے بعد، درجہ حرارت تقریباً 360 °C تک گر جاتا ہے، جس کی اوسط کمی کی شرح 1.9°C/s ہے۔
کارکردگی کے تجزیہ اور نقلی نتائج کے ذریعے، یہ پتہ چلا ہے کہ پانی کو ٹھنڈا کرنے والے علاقے اور تاخیر سے بجھانے والے علاقے کی کارکردگی ایک تبدیلی کا نمونہ ہے جو پہلے کم ہوتا ہے اور پھر تھوڑا سا بڑھتا ہے۔ تقسیم کرنے والی لائن کے قریب پانی کی ٹھنڈک سے متاثر، گرمی کی ترسیل کا سبب بنتا ہے کہ نمونہ کسی مخصوص علاقے میں پانی کی ٹھنڈک (3.5°C/s) سے کم ٹھنڈک کی شرح پر گرتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، Mg2Si، جو میٹرکس میں مضبوط ہوا، اس علاقے میں بڑی مقدار میں تیز ہوا، اور درجہ حرارت 90 سیکنڈ کے بعد تقریباً 210 ° C تک گر گیا۔ Mg2Si کی بڑی مقدار نے 90 سیکنڈ کے بعد پانی کی ٹھنڈک کا ایک چھوٹا اثر پیدا کیا۔ عمر بڑھنے کے علاج کے بعد Mg2Si کو مضبوط بنانے کے مرحلے کی مقدار بہت کم ہو گئی تھی، اور نمونے کی کارکردگی بعد میں کم ہو گئی تھی۔ تاہم، تقسیم کرنے والی لائن سے بہت دور تاخیر سے بجھانے والا زون پانی کی ٹھنڈک گرمی کی ترسیل سے کم متاثر ہوتا ہے، اور مرکب ہوا کی ٹھنڈک کے حالات میں نسبتاً آہستہ ٹھنڈا ہوتا ہے (کولنگ ریٹ 1.9°C/s)۔ Mg2Si مرحلے کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ آہستہ آہستہ تیز ہوتا ہے، اور 90s کے بعد درجہ حرارت 360C ہے۔ پانی کو ٹھنڈا کرنے کے بعد، Mg2Si کا زیادہ تر مرحلہ ابھی بھی میٹرکس میں ہے، اور یہ عمر بڑھنے کے بعد منتشر اور تیز ہو جاتا ہے، جو مضبوط کرنے کا کردار ادا کرتا ہے۔
3. نتیجہ
تجربات کے ذریعے معلوم ہوا کہ بجھانے میں تاخیر معمول بجھانے اور تاخیر سے بجھانے والے زون کی سختی کو پہلے کم کرنے اور پھر اس کے مستحکم ہونے تک تھوڑا سا بڑھنے کا سبب بنے گی۔
6061 ایلومینیم الائے کے لیے، 90s کے لیے عام بجھانے اور تاخیر سے بجھانے کے بعد تناؤ کی طاقتیں بالترتیب 342MPa اور 288MPa ہیں، اور پیداوار کی طاقتیں 315MPa اور 252MPa ہیں، یہ دونوں نمونے کی کارکردگی کے معیار پر پورا اترتے ہیں۔
سب سے کم سختی والا خطہ ہے، جو عام بجھانے کے بعد 95HB سے کم ہو کر 77HB ہو جاتا ہے۔ یہاں کی کارکردگی بھی سب سے کم ہے، 271MPa کی ٹینسائل طاقت اور 220MPa کی پیداواری طاقت کے ساتھ۔
ANSYS تجزیہ کے ذریعے، یہ پایا گیا کہ 90 کی دہائی کے تاخیری بجھانے والے زون میں سب سے کم کارکردگی کے مقام پر کولنگ کی شرح تقریباً 3.5°C فی سیکنڈ کم ہوئی، جس کے نتیجے میں Mg2Si مرحلے کو مضبوط کرنے کے لیے ناکافی ٹھوس حل پیدا ہوا۔ اس آرٹیکل کے مطابق، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ کارکردگی کا خطرہ نقطہ عام بجھانے اور تاخیر سے بجھانے کے جنکشن پر تاخیر سے بجھانے والے علاقے میں ظاہر ہوتا ہے، اور یہ جنکشن سے زیادہ دور نہیں ہے، جو کہ اخراج دم کی معقول برقراری کے لیے اہم رہنمائی کی اہمیت رکھتا ہے۔ ختم عمل فضلہ.
ایم اے ٹی ایلومینیم سے مے جیانگ نے ترمیم کی۔
پوسٹ ٹائم: اگست-28-2024
