6063 ایلومینیم کھوٹ کا تعلق کم اللوائیڈ Al-Mg-Si سیریز ہیٹ ٹریٹ ایبل ایلومینیم کھوٹ سے ہے۔ اس میں بہترین اخراج مولڈنگ کارکردگی، اچھی سنکنرن مزاحمت اور جامع مکینیکل خصوصیات ہیں۔ یہ آٹوموٹو انڈسٹری میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے کیونکہ اس کے آسان آکسیکرن رنگنے کی وجہ سے۔ ہلکے وزن والی آٹوموبائلز کے رجحان میں تیزی کے ساتھ، آٹوموٹیو انڈسٹری میں 6063 ایلومینیم مرکب اخراج مواد کی درخواست میں مزید اضافہ ہوا ہے۔
اخراج کی رفتار، اخراج درجہ حرارت اور اخراج کے تناسب کے مشترکہ اثرات سے اخراج شدہ مواد کی مائیکرو اسٹرکچر اور خصوصیات متاثر ہوتی ہیں۔ ان میں سے، اخراج کا تناسب بنیادی طور پر اخراج کے دباؤ، پیداوار کی کارکردگی اور پیداواری سامان سے طے ہوتا ہے۔ جب اخراج کا تناسب چھوٹا ہوتا ہے تو، کھوٹ کی اخترتی چھوٹی ہوتی ہے اور مائیکرو اسٹرکچر کی تطہیر واضح نہیں ہوتی ہے۔ اخراج کے تناسب میں اضافہ اناج کو نمایاں طور پر بہتر کر سکتا ہے، دوسرے موٹے موٹے مرحلے کو توڑ سکتا ہے، یکساں مائیکرو سٹرکچر حاصل کر سکتا ہے، اور مرکب کی مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنا سکتا ہے۔
6061 اور 6063 ایلومینیم مرکبات اخراج کے عمل کے دوران متحرک دوبارہ ترتیب سے گزرتے ہیں۔ جب اخراج کا درجہ حرارت مستقل ہوتا ہے، جیسے جیسے اخراج کا تناسب بڑھتا ہے، اناج کا سائز کم ہوتا ہے، مضبوطی کا مرحلہ باریک منتشر ہوتا ہے، اور اس کے مطابق مرکب کی تناؤ کی طاقت اور لمبا اضافہ ہوتا ہے۔ تاہم، جیسے جیسے اخراج کا تناسب بڑھتا ہے، اخراج کے عمل کے لیے درکار اخراج قوت بھی بڑھ جاتی ہے، جس سے زیادہ تھرمل اثر پڑتا ہے، جس سے مرکب کا اندرونی درجہ حرارت بڑھتا ہے، اور مصنوعات کی کارکردگی کم ہوتی ہے۔ یہ تجربہ 6063 ایلومینیم مرکب کے مائیکرو اسٹرکچر اور مکینیکل خصوصیات پر اخراج تناسب، خاص طور پر بڑے اخراج تناسب کے اثر کا مطالعہ کرتا ہے۔
1 تجرباتی مواد اور طریقے
تجرباتی مواد 6063 ایلومینیم مرکب ہے، اور کیمیائی ساخت کو جدول 1 میں دکھایا گیا ہے۔ پنڈ کا اصل سائز Φ55 ملی میٹر × 165 ملی میٹر ہے، اور ہم آہنگی کے بعد اسے Φ50 ملی میٹر × 150 ملی میٹر کے سائز کے ساتھ ایکسٹروژن بلٹ میں پروسیس کیا جاتا ہے۔ 6 گھنٹے کے لئے 560 ℃ پر علاج. بلٹ کو 470 ℃ تک گرم کیا جاتا ہے اور اسے گرم رکھا جاتا ہے۔ اخراج بیرل کا پہلے سے گرم درجہ حرارت 420 ℃ ہے، اور سڑنا کا پہلے سے ہیٹنگ درجہ حرارت 450 ℃ ہے۔ جب اخراج کی رفتار (ایکسٹروشن راڈ حرکت پذیری کی رفتار) V=5 mm/s میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی ہے، تو مختلف اخراج تناسب کے ٹیسٹ کے 5 گروپس کیے جاتے ہیں، اور اخراج کا تناسب R 17 ہوتا ہے (ڈائی ہول قطر D=12 ملی میٹر کے مطابق)، 25 (D = 10 ملی میٹر)، 39 (D = 8 ملی میٹر)، 69 (D = 6 ملی میٹر)، اور 156 (D = 4 ملی میٹر)۔
ٹیبل 1 6063 ایل الائے کی کیمیائی ترکیبیں (wt/%)
سینڈ پیپر پیسنے اور مکینیکل پالش کرنے کے بعد، میٹالوگرافک نمونے تقریباً 25 سیکنڈ کے لیے HF ری ایجنٹ کے ساتھ 40% کے حجم کے حصے کے ساتھ کھدائی گئے، اور نمونوں کی میٹالوگرافک ساخت کو LEICA-5000 آپٹیکل مائکروسکوپ پر دیکھا گیا۔ 10 ملی میٹر × 10 ملی میٹر کے سائز کے ساتھ ساخت کے تجزیہ کے نمونے کو باہر نکالی گئی چھڑی کے طول بلد حصے کے مرکز سے کاٹا گیا تھا، اور سطح کے تناؤ کی پرت کو دور کرنے کے لیے مکینیکل پیسنے اور اینچنگ کی گئی تھی۔ نمونے کے تین کرسٹل طیاروں {111}، {200}، اور {220} کے نامکمل قطبی اعداد و شمار کو PANalytical کمپنی کے X′Pert Pro MRD ایکس رے ڈفریکشن اینالائزر سے ماپا گیا، اور ساخت کے ڈیٹا پر کارروائی اور تجزیہ کیا گیا۔ X′Pert Data View اور X′Pert Texture سافٹ ویئر کے ذریعے۔
کاسٹ الائے کا تناؤ کا نمونہ پنڈ کے بیچ سے لیا گیا تھا ، اور تناؤ کا نمونہ اخراج کے بعد اخراج کی سمت کے ساتھ کاٹا گیا تھا۔ گیج کے علاقے کا سائز Φ4 ملی میٹر × 28 ملی میٹر تھا۔ ٹینسائل ٹیسٹ SANS CMT5105 یونیورسل میٹریل ٹیسٹنگ مشین کا استعمال کرتے ہوئے 2 ملی میٹر فی منٹ کی ٹینسائل ریٹ کے ساتھ کیا گیا۔ تین معیاری نمونوں کی اوسط قدر کا حساب مکینیکل پراپرٹی ڈیٹا کے طور پر کیا گیا۔ تناؤ کے نمونوں کی فریکچر مورفولوجی کو کم میگنیفیکیشن اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ (کوانٹا 2000، FEI، USA) کا استعمال کرتے ہوئے دیکھا گیا۔
2 نتائج اور بحث
شکل 1 ہموجنائزیشن ٹریٹمنٹ سے پہلے اور بعد میں بطور کاسٹ 6063 ایلومینیم الائے کا میٹالوگرافک مائیکرو اسٹرکچر دکھاتا ہے۔ جیسا کہ شکل 1a میں دکھایا گیا ہے، جیسا کہ کاسٹ مائکرو اسٹرکچر میں α-Al اناج سائز میں مختلف ہوتے ہیں، بڑی تعداد میں جالی دار β-Al9Fe2Si2 مراحل اناج کی حدود پر جمع ہوتے ہیں، اور دانے دار Mg2Si مراحل کی ایک بڑی تعداد اناج کے اندر موجود ہوتی ہے۔ پنڈ کو 560 ℃ پر 6 گھنٹے کے لیے ہم آہنگ کرنے کے بعد، الائے ڈینڈرائٹس کے درمیان غیر متوازن eutectic مرحلہ آہستہ آہستہ تحلیل ہو گیا، مرکب عناصر میٹرکس میں تحلیل ہو گئے، مائیکرو اسٹرکچر یکساں تھا، اور اناج کا اوسط سائز تقریباً 125 μm تھا (شکل 1b) )۔
homogenization سے پہلے
6 گھنٹے تک 600 ° C پر علاج کو یکساں کرنے کے بعد
تصویر 1. 6063 ایلومینیم کھوٹ کا میٹالوگرافک ڈھانچہ ہوموجنائزیشن ٹریٹمنٹ سے پہلے اور بعد میں
شکل 2 مختلف اخراج کے تناسب کے ساتھ 6063 ایلومینیم الائے سلاخوں کی ظاہری شکل کو ظاہر کرتا ہے۔ جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے، مختلف اخراج کے تناسب کے ساتھ نکالی گئی 6063 ایلومینیم الائے سلاخوں کی سطح کا معیار اچھا ہے، خاص طور پر جب اخراج کا تناسب بڑھا کر 156 کر دیا جائے (48 میٹر فی منٹ کی بار کے اخراج آؤٹ لیٹ کی رفتار کے مطابق)، وہاں اب بھی کوئی کمی نہیں ہے۔ اخراج کے نقائص جیسے بار کی سطح پر دراڑیں اور چھیلنا، یہ ظاہر کرتا ہے کہ 6063 ایلومینیم کھوٹ میں تیز رفتار اور بڑے اخراج کے تناسب کے تحت اچھی گرم اخراج کی کارکردگی بھی ہے۔
تصویر 2 مختلف اخراج کے تناسب کے ساتھ 6063 ایلومینیم الائے سلاخوں کی ظاہری شکل
شکل 3 مختلف اخراج کے تناسب کے ساتھ 6063 ایلومینیم الائے بار کے طول البلد سیکشن کا میٹالوگرافک مائکرو اسٹرکچر دکھاتا ہے۔ مختلف اخراج کے تناسب کے ساتھ بار کا اناج کا ڈھانچہ لمبائی یا تطہیر کی مختلف ڈگریوں کو ظاہر کرتا ہے۔ جب اخراج کا تناسب 17 ہوتا ہے تو، اصل دانے اخراج کی سمت کے ساتھ لمبے ہوتے ہیں، اس کے ساتھ دوبارہ دوبارہ تیار کردہ اناج کی ایک چھوٹی سی تعداد کی تشکیل ہوتی ہے، لیکن دانے اب بھی نسبتاً موٹے ہوتے ہیں، ان کا اوسط سائز تقریباً 85 μm ہوتا ہے (شکل 3a) ; جب اخراج کا تناسب 25 ہو جاتا ہے، تو دانے زیادہ پتلے ہوتے ہیں، دوبارہ تیار کیے گئے دانوں کی تعداد بڑھ جاتی ہے، اور اناج کا اوسط سائز تقریباً 71 μm تک کم ہو جاتا ہے (شکل 3b)؛ جب اخراج کا تناسب 39 ہوتا ہے، سوائے کچھ بگڑے ہوئے دانوں کے، مائیکرو سٹرکچر بنیادی طور پر غیر مساوی سائز کے مساوی دوبارہ بنائے گئے دانوں پر مشتمل ہوتا ہے، جس کا اوسط اناج کا سائز تقریباً 60 μm ہوتا ہے (شکل 3c)؛ جب اخراج کا تناسب 69 ہو جاتا ہے تو، متحرک دوبارہ ترتیب دینے کا عمل بنیادی طور پر مکمل ہو جاتا ہے، موٹے اصلی اناج کو مکمل طور پر یکساں ڈھانچہ والے اناج میں تبدیل کر دیا جاتا ہے، اور اناج کا اوسط سائز تقریباً 41 μm (شکل 3d) تک بہتر ہو جاتا ہے۔ جب اخراج کا تناسب 156 ہو جاتا ہے، متحرک دوبارہ تشکیل دینے کے عمل کی مکمل پیشرفت کے ساتھ، مائیکرو اسٹرکچر زیادہ یکساں ہوتا ہے، اور اناج کا سائز تقریباً 32 μm (شکل 3e) تک بہتر ہو جاتا ہے۔ اخراج کے تناسب میں اضافے کے ساتھ، متحرک دوبارہ تشکیل دینے کا عمل زیادہ مکمل طور پر آگے بڑھتا ہے، الائے مائیکرو اسٹرکچر زیادہ یکساں ہو جاتا ہے، اور اناج کا سائز نمایاں طور پر بہتر ہوتا ہے (شکل 3f)۔
تصویر 3. مختلف اخراج کے تناسب کے ساتھ 6063 ایلومینیم الائے راڈز کے طول البلد سیکشن کا میٹالوگرافک ڈھانچہ اور اناج کا سائز
شکل 4 6063 ایلومینیم الائے سلاخوں کے الٹا قطب کے اعداد و شمار کو ظاہر کرتا ہے جس میں اخراج کی سمت کے ساتھ مختلف اخراج تناسب ہیں۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مختلف اخراج کے تناسب کے ساتھ الائے سلاخوں کے مائیکرو اسٹرکچر سبھی واضح ترجیحی واقفیت پیدا کرتے ہیں۔ جب اخراج کا تناسب 17 ہو تو، ایک کمزور <115>+<100> ساخت بنتی ہے (شکل 4a)؛ جب اخراج کا تناسب 39 ہے، ساخت کے اجزاء بنیادی طور پر مضبوط <100> ساخت اور تھوڑی مقدار میں کمزور <115> ساخت ہوتے ہیں (شکل 4b)؛ جب اخراج کا تناسب 156 ہے، ساخت کے اجزاء نمایاں طور پر بڑھی ہوئی طاقت کے ساتھ <100> ساخت ہوتے ہیں، جب کہ <115> ساخت غائب ہو جاتی ہے (شکل 4c)۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ چہرے پر مرکوز کیوبک دھاتیں بنیادی طور پر اخراج اور ڈرائنگ کے دوران <111> اور <100> تار کی ساخت بنتی ہیں۔ ایک بار جب ساخت بن جاتی ہے، مصر دات کے کمرے کے درجہ حرارت کی مکینیکل خصوصیات واضح انیسوٹروپی دکھاتی ہیں۔ اخراج کے تناسب میں اضافے کے ساتھ ساخت کی طاقت میں اضافہ ہوتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ مرکب میں اخراج کی سمت کے متوازی ایک مخصوص کرسٹل سمت میں اناج کی تعداد بتدریج بڑھتی ہے، اور مرکب کی طولانی تناؤ کی طاقت میں اضافہ ہوتا ہے۔ 6063 ایلومینیم الائے گرم اخراج مواد کی مضبوطی کے طریقہ کار میں باریک اناج کو مضبوط کرنا، ڈس لوکیشن کو مضبوط بنانا، ساخت کو مضبوط کرنا وغیرہ شامل ہیں۔ اس تجرباتی مطالعہ میں استعمال ہونے والے عمل کے پیرامیٹرز کی حد کے اندر، اخراج کے تناسب میں اضافہ اوپر والے مضبوطی کے طریقہ کار پر فروغ دینے والا اثر ڈالتا ہے۔
تصویر 4. 6063 ایلومینیم الائے راڈز کا الٹا پول ڈایاگرام جس میں اخراج سمت کے ساتھ مختلف اخراج کے تناسب ہیں
شکل 5 مختلف اخراج کے تناسب پر اخترتی کے بعد 6063 ایلومینیم مرکب کی تناؤ کی خصوصیات کا ایک ہسٹوگرام ہے۔ کاسٹ الائے کی تناؤ کی طاقت 170 MPa ہے اور لمبائی 10.4٪ ہے۔ اخراج کے بعد کھوٹ کی تناؤ کی طاقت اور لمبائی میں نمایاں طور پر بہتری آئی ہے ، اور اخراج کے تناسب میں اضافے کے ساتھ تناؤ کی طاقت اور لمبائی آہستہ آہستہ بڑھ جاتی ہے۔ جب اخراج کا تناسب 156 ہوتا ہے تو، مصر دات کی تناؤ کی طاقت اور لمبائی زیادہ سے زیادہ قیمت تک پہنچ جاتی ہے، جو بالترتیب 228 MPa اور 26.9٪ ہیں، جو کاسٹ الائے کی تناؤ کی طاقت سے تقریباً 34٪ زیادہ اور تقریباً 158٪ زیادہ ہے۔ لمبائی ایک بڑے اخراج کے تناسب سے حاصل کردہ 6063 ایلومینیم الائے کی تناؤ کی طاقت 4-پاس برابر چینل اینگولر اخراج (ECAP) کے ذریعہ حاصل کردہ ٹینسائل طاقت کی قدر (240 MPa) کے قریب ہے، جو کہ تناؤ کی طاقت کی قدر (171.1 MPa) سے بہت زیادہ ہے۔ 6063 ایلومینیم مرکب کے 1-پاس ECAP اخراج کے ذریعہ حاصل کیا گیا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ایک بڑا اخراج تناسب ایک خاص حد تک کھوٹ کی مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنا سکتا ہے۔
اخراج کے تناسب سے کھوٹ کی مکینیکل خصوصیات میں اضافہ بنیادی طور پر اناج کی تطہیر کو مضبوط بنانے سے آتا ہے۔ جیسے جیسے اخراج کا تناسب بڑھتا ہے، دانے بہتر ہوتے ہیں اور نقل مکانی کی کثافت بڑھ جاتی ہے۔ فی یونٹ رقبہ پر زیادہ اناج کی حدیں مؤثر طریقے سے نقل مکانی کی نقل و حرکت میں رکاوٹ بن سکتی ہیں، جو کہ باہمی نقل و حرکت اور انحطاط کے الجھنے کے ساتھ مل کر، اس طرح کھوٹ کی مضبوطی کو بہتر بناتی ہیں۔ دانے جتنے باریک ہوں گے، اناج کی حدیں اتنی ہی سخت ہوں گی، اور پلاسٹک کی خرابی زیادہ دانوں میں پھیل سکتی ہے، جو شگافوں کی تشکیل کے لیے سازگار نہیں ہے، شگاف کے پھیلاؤ کو چھوڑ دیں۔ فریکچر کے عمل کے دوران زیادہ توانائی جذب کی جا سکتی ہے، اس طرح کھوٹ کی پلاسٹکٹی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
تصویر 5 کاسٹنگ اور ایکسٹروشن کے بعد 6063 ایلومینیم الائے کی ٹینسائل خصوصیات
مختلف اخراج کے تناسب کے ساتھ اخترتی کے بعد کھوٹ کی تناؤ کے فریکچر مورفولوجی کو شکل 6 میں دکھایا گیا ہے۔ جیسا کہ کاسٹ نمونہ (شکل 6a) کی فریکچر مورفولوجی میں کوئی ڈمپل نہیں پایا گیا، اور فریکچر بنیادی طور پر چپٹے علاقوں اور پھٹے ہوئے کناروں پر مشتمل تھا۔ ، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ بطور کاسٹ الائے کا ٹینسائل فریکچر میکانزم بنیادی طور پر ٹوٹنے والا تھا۔ فریکچر اخراج کے بعد کھوٹ کی فریکچر مورفولوجی نمایاں طور پر بدل گئی ہے، اور فریکچر بڑی تعداد میں ایکویکسڈ ڈمپلز پر مشتمل ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ اخراج کے بعد کھوٹ کا فریکچر میکانزم ٹوٹنے والے فریکچر سے ڈکٹائل فریکچر میں بدل گیا ہے۔ جب اخراج کا تناسب چھوٹا ہوتا ہے تو، ڈمپل اتلی اور ڈمپل کا سائز بڑا ہوتا ہے، اور تقسیم ناہموار ہوتی ہے۔ جیسے جیسے اخراج کا تناسب بڑھتا ہے، ڈمپلوں کی تعداد بڑھ جاتی ہے، ڈمپل کا سائز چھوٹا ہوتا ہے اور تقسیم یکساں ہوتی ہے (شکل 6b~f)، جس کا مطلب ہے کہ مرکب میں بہتر پلاسٹکٹی ہے، جو اوپر دیے گئے مکینیکل خصوصیات کے ٹیسٹ کے نتائج سے مطابقت رکھتی ہے۔
3 نتیجہ
اس تجربے میں، 6063 ایلومینیم مرکب کے مائیکرو اسٹرکچر اور خصوصیات پر مختلف اخراج کے تناسب کے اثرات کا تجزیہ اس شرط کے تحت کیا گیا کہ بلٹ کا سائز، انگوٹ حرارتی درجہ حرارت اور اخراج کی رفتار میں کوئی تبدیلی نہیں ہوئی۔ نتائج درج ذیل ہیں:
1) گرم اخراج کے دوران 6063 ایلومینیم کھوٹ میں متحرک recrystallization ہوتا ہے۔ اخراج کے تناسب میں اضافے کے ساتھ، اناج کو مسلسل بہتر کیا جاتا ہے، اور اخراج کی سمت کے ساتھ لمبا دانے ایکویکسڈ ری کرسٹلائزڈ اناج میں تبدیل ہو جاتے ہیں، اور <100> تار کی ساخت کی طاقت میں مسلسل اضافہ ہوتا ہے۔
2) باریک اناج کی مضبوطی کے اثر کی وجہ سے، اخراج کے تناسب میں اضافے کے ساتھ مصر دات کی مکینیکل خصوصیات میں بہتری آتی ہے۔ ٹیسٹ کے پیرامیٹرز کی حد کے اندر، جب اخراج کا تناسب 156 ہوتا ہے، مصر دات کی تناؤ کی طاقت اور لمبا بالترتیب 228 MPa اور 26.9% کی زیادہ سے زیادہ قدروں تک پہنچ جاتا ہے۔
تصویر.6 کاسٹنگ اور ایکسٹروشن کے بعد 6063 ایلومینیم الائے کی ٹینسائل فریکچر مورفولوجیز
3) بطور کاسٹ نمونہ کی فریکچر مورفولوجی فلیٹ علاقوں اور آنسو کناروں پر مشتمل ہے۔ اخراج کے بعد، فریکچر ایکویکسڈ ڈمپلز کی ایک بڑی تعداد پر مشتمل ہوتا ہے، اور فریکچر کا طریقہ کار ٹوٹنے والے فریکچر سے ڈکٹائل فریکچر میں تبدیل ہو جاتا ہے۔
پوسٹ ٹائم: نومبر-30-2024
