Pengaruh Proses Annealing terhadap Earing Rate 8011 Paduan Aluminium Cast-Rolled untuk Tutup Botol

Abstrak

Dalam makalah ini, 8011 blanko canai cor diadopsi untuk memproduksi lembaran aluminium untuk tutup botol, dan pengaruh proses anil homogenisasi dan anil perantara terhadap sifat produk diselidiki.

Hasilnya menunjukkan bahwa lembaran aluminium tutup botol yang memenuhi kebutuhan pelanggan dapat diproduksi dari blanko canai tuang dengan mengadopsi proses anil homogenisasi yang sesuai..

Perkenalan

Karena karakteristik yang melekat pada proses pengecoran, blanko yang digulung menunjukkan anisotropi yang jelas, yang membatasi penerapannya pada produk deep-drawing.

Dalam pekerjaan ini, proses anil homogenisasi yang wajar diadopsi untuk mengurangi segregasi komposisi dan anisotropi 8011 blanko cor-rolled yang diinduksi oleh proses cast-rolling dan mengoptimalkan struktur mikro internal.

Dikombinasikan dengan anil perantara yang sesuai dan reduksi dingin yang wajar pada lintasan penggulungan akhir dalam pemrosesan selanjutnya, proporsi berbagai tekstur pada lembaran seimbang, anisotropi material berkurang, dan lembaran aluminium tutup botol yang memenuhi persyaratan gambar dalam berhasil dibuat.

1 Skema Eksperimental

1.1 Bahan Eksperimen

Bahan bakunya adalah 8011 kumparan canai cor dengan ketebalan blanko awal 6,0–6,5 mm, dan target ketebalan akhir produk adalah 0.21 mm.

Ukuran butiran gulungan canai cor harus mencapai Grade 1.

Komposisi Kimia dari 8011 Paduan untuk Tutup Botol (fraksi massa, %)

1.2 Prosedur Eksperimental

Dengan lintasan pengerolan dingin yang tetap, homogenisasi anil dan suhu anil menengah ditetapkan sebagai parameter variabel. Rute proses lengkapnya adalah sebagai berikut:

Gulungan kosong → pengerolan dingin ke 3.8 mm → homogenisasi anil → pengerolan dingin ke 0.43 mm → anil menengah → pengerolan dingin hingga ketebalan akhir 0.21 mm

Tiga skema proses komparatif dirancang:

Skema 1: Homogenisasi di 480 ° C untuk 4 jam untuk 3.8 blanko setebal mm; anil menengah di 360 ° C untuk 2 jam untuk 0.43 mm strip

Skema 2: Homogenisasi di 480 ° C untuk 4 jam untuk 3.8 blanko setebal mm; anil menengah di 280 ° C untuk 2 jam untuk 0.43 mm strip

Skema 3: Homogenisasi di 530 ° C untuk 4 jam untuk 3.8 blanko setebal mm; anil menengah di 320 ° C untuk 2 jam untuk 0.43 mm strip

1.3 Item Tes

Kekuatan tarik \(R_m), perpanjangan A dan laju perolehan e spesimen setelah anil antara dan produk jadi diuji sesuai dengan standar nasional.

Lembaran jadi yang diproduksi oleh tiga skema dikirimkan ke pelanggan untuk pengujian gambar cangkir, dan proses produksi industri yang optimal ditentukan berdasarkan umpan balik stamping yang praktis.

2 Hasil Eksperimental

2.1 Hasil Uji Intermediate Annealing

Spesimen digulung dingin menjadi 0.43 mm dianil dalam tungku kotak (dimasukkan ke dalam tungku setelah suhu yang disetel tercapai, waktu penahanan: 2–4 jam) untuk menguji sifat mekanik dan karakteristik earing.

1. Dalam kisaran suhu 230–250 °C, kekuatan tarik turun tajam sementara perpanjangan meningkat secara signifikan, menunjukkan rekristalisasi penuh terjadi pada interval suhu ini. Perubahan dramatis dalam perilaku earing terjadi selama rekristalisasi: setelah anil di 240 ° C untuk 2 H, earing terutama terjadi sepanjang arah 45° dengan sedikit earing 0°/90°; ketika waktu penahanan diperpanjang hingga 4 H, earing sepenuhnya bergeser ke arah 0°/90°.
2. Setelah rekristalisasi penuh, peningkatan suhu anil lebih lanjut tidak menyebabkan perubahan nyata pada laju earing; ketika suhu melebihi 360 °C, pemanjangan lembaran berkurang secara nyata. Jadi, kisaran suhu yang sesuai untuk anil menengah adalah 250–360 °C.
3. Perbandingan suhu homogenisasi: Spesimen dihomogenisasi pada suhu rendah (480 °C) menunjukkan tingkat earing yang lebih tinggi dan transisi arah earing yang lebih cepat setelah anil menengah, sementara spesimen dihomogenisasi pada 530 °C secara keseluruhan menunjukkan tingkat perolehan yang lebih rendah.

Properti Aktual setelah Annealing Menengah

2.2 Sifat Produk Jadi

Setelah anil menengah, strip digulung dingin hingga ketebalan akhir 0.21 mm dengan reduksi dingin kira-kira 51%.

Data kinerja mekanis dan earing produk jadi dicantumkan sebagai berikut.

Sifat Produk Jadi

Hasil Uji Coba Pelanggan

Kesimpulan tes: Produk jadi dari Skema 1 dan Skema 2 dihomogenisasi pada 480 °C memiliki tingkat perolehan yang mendekati 10%, gagal memenuhi persyaratan penarikan dalam untuk tutup botol.

Produk jadi dari Skema 3 dihomogenisasi pada 530 °C memiliki tingkat perolehan sekitar 5% tanpa stempel retak, dan telah dipasok ke beberapa produsen tutup botol dalam produksi massal.

3 Analisis dan Pembahasan

3.1 Korelasi Antara Tekstur dan Tingkat Pendengaran

Perilaku mendengarkan lembaran aluminium didominasi oleh tekstur kristal internal.

Pengerolan dingin menghasilkan tekstur deformasi, yang menyebabkan earing 45° selama menggambar cangkir.

Setelah anil, lembaran mengalami reduksi dingin yang besar, tekstur rekristalisasi terutama terdiri dari tekstur kubus dan tekstur R.

• Tekstur kubus: menginduksi earing sepanjang arah 0°/90°;
• tekstur R: menginduksi earing sepanjang arah 45°.

Ide optimasi untuk lembaran aluminium deep-drawing adalah untuk mengatur proporsi kedua tekstur, mengimbangi efek earing yang disebabkan oleh tekstur yang berbeda satu sama lain, mengurangi tingkat perolehan secara keseluruhan dan meningkatkan kemampuan formabilitas gambar dalam.

3.2 Mekanisme Pengaturan Suhu Homogenisasi pada Struktur Mikro Cast-Rolled

Proses pengerolan cor mempunyai tingkat pendinginan super yang tinggi dan pendinginan yang cepat, mengakibatkan sejumlah besar fase kedua non-ekuilibrium dan pemisahan larutan padat yang parah dari unsur Si dan Fe dalam matriks aluminium setelah pemadatan.

Anil homogenisasi mendorong transformasi fase nonequilibrium, pengendapan larutan padat lewat jenuh dan penghapusan segregasi komposisi.

1. Perbandingan metalografi (Angka 3 & Angka 4)
   • Homogenisasi di 530 °C: Senyawa intermetalik tersebar halus dan merata, dan biji-bijian adalah biji-bijian yang berbentuk sama rata.
   • Homogenisasi di 480 °C: Fase yang diendapkan kasar, ukuran butir tidak seragam, dan butiran kasar lokal ada.
2. Persaingan antara Curah Hujan dan RekristalisasiPada suhu homogenisasi rendah (480 °C), pengendapan terjadi sebelum rekristalisasi. Partikel yang diendapkan menyematkan dislokasi dan menghalangi nukleasi rekristalisasi, akhirnya membentuk struktur mikro rekristalisasi yang kasar dan tidak rata. Pada suhu homogenisasi tinggi (530 °C), rekristalisasi diutamakan, dan curah hujan berikutnya menghambat pertumbuhan butir yang berlebihan, menghasilkan struktur butiran equiaxed yang halus dan seragam.

3.3 Pengaruh Regulasi Endapan Fe/Si pada Tekstur

Unsur paduan utama dari 8011 paduannya adalah Fe dan Si. Pendinginan cepat pada pengerolan cor menyebabkan sejumlah besar Fe dan Si menjadi jenuh dalam matriks aluminium.

Selama homogenisasi, Fe dan Si mengendap membentuk terdispersi \(FeAl_3) partikel:

1. \(FeAl_3) partikel dapat menghaluskan butiran yang direkristalisasi, membuat struktur mikro anil menjadi padat dan seragam, dan melemahkan anisotropi material.
2. Di bawah homogenisasi di 530 °C, Fe dan Si mengendap secukupnya. Partikel fase kedua yang terdispersi mendorong rekristalisasi in-situ selama anil menengah. Bagian dari tekstur deformasi pengerolan dingin dipertahankan dalam proses ini, sementara pembentukan tekstur R difasilitasi dan perkembangan tekstur kubus yang berlebihan dihambat. Proporsi kedua tekstur rekristalisasi seimbang, secara signifikan mengurangi tingkat perolehan produk jadi.

4 Kesimpulan

1. Meningkatkan suhu anil homogenisasi dari 480 °C sampai 530 °C memungkinkan endapan paduan yang seragam dan tersebar serta meningkatkan konsistensi ukuran butir yang dikristalisasi. Tekstur kubus dan tekstur R yang dihasilkan setelah anil perantara saling melawan tekstur deformasi yang terbentuk pada proses penggulungan dingin akhir, sangat mengurangi tingkat perolehan 8011 lembaran jadi aluminium canai cor.
2. Setelah rekristalisasi penuh selesai melalui anil menengah, parameter prosesnya memberikan pengaruh terbatas pada tingkat perolehan. Proses anil homogenisasi adalah faktor penentu inti yang mengatur laju perolehan 8011 lembaran aluminium canai untuk tutup botol.