গরম এক্সট্রুশনের পরে 6061T6 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় বৃহৎ প্রাচীর পুরুত্বের নিভিয়ে দিতে হবে। বিচ্ছিন্ন এক্সট্রুশনের সীমাবদ্ধতার কারণে, প্রোফাইলের একটি অংশ বিলম্বের সাথে জল-শীতল অঞ্চলে প্রবেশ করবে। যখন পরবর্তী সংক্ষিপ্ত ইনগটটি এক্সট্রুড করা অব্যাহত রাখা হবে, তখন প্রোফাইলের এই অংশটি বিলম্বিত নিভিয়ে ফেলা হবে। বিলম্বিত নিভিয়ে ফেলার ক্ষেত্রটি কীভাবে মোকাবেলা করবেন তা একটি বিষয় যা প্রতিটি উৎপাদন সংস্থাকে বিবেচনা করতে হবে। যখন এক্সট্রুশন টেল এন্ড প্রক্রিয়া বর্জ্য সংক্ষিপ্ত হয়, তখন গৃহীত কর্মক্ষমতা নমুনাগুলি কখনও যোগ্য এবং কখনও অযোগ্য হয়। পাশ থেকে পুনরায় নমুনা নেওয়ার সময়, কর্মক্ষমতা আবার যোগ্য হয়। এই নিবন্ধটি পরীক্ষার মাধ্যমে সংশ্লিষ্ট ব্যাখ্যা দেয়।
১. পরীক্ষার উপকরণ এবং পদ্ধতি
এই পরীক্ষায় ব্যবহৃত উপাদান হল 6061 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়। বর্ণালী বিশ্লেষণ দ্বারা পরিমাপ করা এর রাসায়নিক গঠন নিম্নরূপ: এটি GB/T 3190-1996 আন্তর্জাতিক 6061 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় কম্পোজিশন স্ট্যান্ডার্ড মেনে চলে।
এই পরীক্ষায়, এক্সট্রুডেড প্রোফাইলের একটি অংশ কঠিন দ্রবণ প্রক্রিয়াকরণের জন্য নেওয়া হয়েছিল। 400 মিমি লম্বা প্রোফাইলটি দুটি অংশে বিভক্ত ছিল। এলাকা 1 সরাসরি জল-ঠান্ডা করে নিভিয়ে দেওয়া হয়েছিল। এলাকা 2 90 সেকেন্ডের জন্য বাতাসে ঠান্ডা করা হয়েছিল এবং তারপর জল-ঠান্ডা করা হয়েছিল। পরীক্ষার চিত্রটি চিত্র 1 এ দেখানো হয়েছে।
এই পরীক্ষায় ব্যবহৃত 6061 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় প্রোফাইলটি 4000UST এক্সট্রুডার দ্বারা এক্সট্রুড করা হয়েছিল। ছাঁচের তাপমাত্রা 500°C, কাস্টিং রডের তাপমাত্রা 510°C, এক্সট্রুশন আউটলেট তাপমাত্রা 525°C, এক্সট্রুশন গতি 2.1mm/s, এক্সট্রুশন প্রক্রিয়ার সময় উচ্চ-তীব্রতা জল শীতলকরণ ব্যবহার করা হয় এবং এক্সট্রুডেড সমাপ্ত প্রোফাইলের মাঝখান থেকে 400mm দৈর্ঘ্যের একটি পরীক্ষার অংশ নেওয়া হয়। নমুনার প্রস্থ 150mm এবং উচ্চতা 10.00mm।
সংগৃহীত নমুনাগুলিকে ভাগ করে আবার দ্রবণ প্রক্রিয়াজাত করা হয়েছিল। দ্রবণের তাপমাত্রা ছিল ৫৩০° সেলসিয়াস এবং দ্রবণ তৈরিতে সময় ছিল ৪ ঘন্টা। নমুনাগুলি বের করার পর, নমুনাগুলিকে ১০০ মিমি গভীরতার একটি বৃহৎ জলের ট্যাঙ্কে রাখা হয়েছিল। বৃহত্তর জলের ট্যাঙ্ক নিশ্চিত করতে পারে যে জোন ১-এর নমুনাটি জল-ঠান্ডা করার পরে জলের ট্যাঙ্কের জলের তাপমাত্রা সামান্য পরিবর্তিত হয়, যা জলের তাপমাত্রা বৃদ্ধিকে জলের শীতল তীব্রতাকে প্রভাবিত করতে বাধা দেয়। জল শীতলকরণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, নিশ্চিত করুন যে জলের তাপমাত্রা ২০-২৫° সেলসিয়াসের মধ্যে রয়েছে। নিভানো নমুনাগুলি ১৬৫° সেলসিয়াস*৮ ঘন্টা তাপমাত্রায় পুরানো ছিল।
৪০০ মিমি লম্বা, ৩০ মিমি চওড়া এবং ১০ মিমি পুরু নমুনার একটি অংশ নিন এবং একটি ব্রিনেল কঠোরতা পরীক্ষা করুন। প্রতি ১০ মিমি অন্তর ৫টি পরিমাপ করুন। এই বিন্দুতে ব্রিনেল কঠোরতার ফলাফল হিসেবে ৫টি ব্রিনেল কঠোরতার গড় মান নিন এবং কঠোরতা পরিবর্তনের ধরণটি পর্যবেক্ষণ করুন।
প্রোফাইলের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরীক্ষা করা হয়েছিল, এবং টেনসিল সমান্তরাল অংশ 60 মিমি টেনসিল বৈশিষ্ট্য এবং ফ্র্যাকচার অবস্থান পর্যবেক্ষণ করার জন্য 400 মিমি নমুনার বিভিন্ন অবস্থানে নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল।
নমুনার জল-ঠান্ডা নিভে যাওয়ার তাপমাত্রা ক্ষেত্র এবং 90 এর দশকের বিলম্বের পরে নিভে যাওয়ার তাপমাত্রা ANSYS সফ্টওয়্যারের মাধ্যমে অনুকরণ করা হয়েছিল এবং বিভিন্ন অবস্থানে প্রোফাইলের শীতলকরণের হার বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।
2. পরীক্ষামূলক ফলাফল এবং বিশ্লেষণ
২.১ কঠোরতা পরীক্ষার ফলাফল
চিত্র ২ ব্রিনেল হার্ডনেস টেস্টার দ্বারা পরিমাপ করা ৪০০ মিমি লম্বা নমুনার কঠোরতা পরিবর্তন বক্ররেখা দেখায় (অ্যাবসিসার একক দৈর্ঘ্য ১০ মিমি প্রতিনিধিত্ব করে, এবং ০ স্কেল হল স্বাভাবিক কোঁচিং এবং বিলম্বিত কোঁচিংয়ের মধ্যে বিভাজক রেখা)। এটি দেখা যায় যে জল-ঠান্ডা প্রান্তে কঠোরতা প্রায় ৯৫HB এ স্থিতিশীল। জল-ঠান্ডা কোঁচিং এবং বিলম্বিত ৯০ এর দশকের জল-ঠান্ডা কোঁচিংয়ের মধ্যে বিভাজক রেখার পরে, কঠোরতা হ্রাস পেতে শুরু করে, তবে প্রাথমিক পর্যায়ে হ্রাসের হার ধীর হয়। ৪০ মিমি (৮৯HB) পরে, কঠোরতা তীব্রভাবে হ্রাস পায় এবং ৮০ মিমিতে সর্বনিম্ন মান (৭৭HB) এ নেমে যায়। ৮০ মিমি পরে, কঠোরতা হ্রাস অব্যাহত থাকেনি, বরং একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে বৃদ্ধি পায়। বৃদ্ধি তুলনামূলকভাবে কম ছিল। ১৩০ মিমি পরে, কঠোরতা প্রায় ৮৩HB এ অপরিবর্তিত ছিল। অনুমান করা যেতে পারে যে তাপ পরিবাহিতার প্রভাবের কারণে, বিলম্বিত কোঁচিং অংশের শীতলকরণ হার পরিবর্তিত হয়েছে।
২.২ কর্মক্ষমতা পরীক্ষার ফলাফল এবং বিশ্লেষণ
সারণি ২ সমান্তরাল অংশের বিভিন্ন অবস্থান থেকে নেওয়া নমুনার উপর পরিচালিত প্রসার্য পরীক্ষার ফলাফল দেখায়। দেখা যায় যে নং ১ এবং নং ২ এর প্রসার্য শক্তি এবং ফলন শক্তির প্রায় কোনও পরিবর্তন হয়নি। বিলম্বিত নিভানোর প্রান্তের অনুপাত বৃদ্ধির সাথে সাথে, খাদের প্রসার্য শক্তি এবং ফলন শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে নিম্নমুখী প্রবণতা দেখায়। তবে, প্রতিটি নমুনা স্থানে প্রসার্য শক্তি আদর্শ শক্তির উপরে। কেবলমাত্র সর্বনিম্ন কঠোরতা সহ এলাকায়, ফলন শক্তি নমুনা মানের চেয়ে কম, নমুনা কর্মক্ষমতা অযোগ্য।
চিত্র ৪ নমুনা নং ৩ এর প্রসার্য বৈশিষ্ট্যের ফলাফল দেখায়। চিত্র ৪ থেকে দেখা যায় যে বিভাজক রেখা থেকে যত দূরে থাকবে, বিলম্বিত নিভানোর প্রান্তের কঠোরতা তত কম হবে। কঠোরতা হ্রাস ইঙ্গিত দেয় যে নমুনার কর্মক্ষমতা হ্রাস পেয়েছে, তবে কঠোরতা ধীরে ধীরে হ্রাস পাচ্ছে, সমান্তরাল অংশের শেষে 95HB থেকে প্রায় 91HB তে হ্রাস পাচ্ছে। সারণি 1-এর কর্মক্ষমতা ফলাফল থেকে দেখা যাচ্ছে, জল শীতল করার জন্য প্রসার্য শক্তি 342MPa থেকে 320MPa তে হ্রাস পেয়েছে। একই সময়ে, এটি দেখা গেছে যে প্রসার্য নমুনার ফ্র্যাকচার পয়েন্টটিও সর্বনিম্ন কঠোরতা সহ সমান্তরাল অংশের শেষে রয়েছে। কারণ এটি জল শীতল থেকে অনেক দূরে, খাদের কর্মক্ষমতা হ্রাস পেয়েছে এবং প্রান্তটি প্রথমে একটি নেকিং তৈরি করার জন্য প্রসার্য শক্তি সীমাতে পৌঁছেছে। অবশেষে, সর্বনিম্ন কর্মক্ষমতা বিন্দু থেকে বিরতি নিন এবং বিরতির অবস্থান কর্মক্ষমতা পরীক্ষার ফলাফলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
চিত্র ৫ নমুনা নং ৪ এর সমান্তরাল অংশের কঠোরতা বক্ররেখা এবং ফ্র্যাকচার অবস্থান দেখায়। দেখা যাচ্ছে যে জল-শীতলকরণ বিভাজক রেখা থেকে যত দূরে থাকবে, বিলম্বিত নিভানোর প্রান্তের কঠোরতা তত কম হবে। একই সময়ে, ফ্র্যাকচারের অবস্থানটি সেই প্রান্তেও যেখানে কঠোরতা সর্বনিম্ন, ৮৬HB ফ্র্যাকচার। সারণি ২ থেকে দেখা যাচ্ছে যে জল-শীতলকরণ প্রান্তে প্রায় কোনও প্লাস্টিক বিকৃতি নেই। সারণি ১ থেকে দেখা যাচ্ছে যে নমুনার কর্মক্ষমতা (প্রসার্য শক্তি ২৯৮MPa, ফলন ২৬৬MPa) উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে। প্রসার্য শক্তি মাত্র ২৯৮MPa, যা জল-শীতলকরণ প্রান্তের ফলন শক্তিতে পৌঁছায় না (৩১৫MPa)। ৩১৫MPa এর চেয়ে কম হলে প্রান্তটি একটি নেকিং তৈরি করেছে। ফ্র্যাকচারের আগে, জল-শীতলকরণ অঞ্চলে কেবল স্থিতিস্থাপক বিকৃতি ঘটেছিল। চাপ অদৃশ্য হওয়ার সাথে সাথে, জল-শীতলকরণ প্রান্তের স্ট্রেন অদৃশ্য হয়ে যায়। ফলস্বরূপ, সারণি ২-এ জল-শীতলকরণ অঞ্চলে বিকৃতির পরিমাণ প্রায় কোনও পরিবর্তন হয়নি। বিলম্বিত হারের আগুনের শেষে নমুনাটি ভেঙে যায়, বিকৃত অঞ্চলটি হ্রাস পায় এবং শেষের কঠোরতা সর্বনিম্ন হয়, যার ফলে কর্মক্ষমতা ফলাফলে উল্লেখযোগ্য হ্রাস ঘটে।
৪০০ মিমি নমুনার শেষে ১০০% বিলম্বিত নিভানোর এলাকা থেকে নমুনা নিন। চিত্র ৬-এ কঠোরতা বক্ররেখা দেখানো হয়েছে। সমান্তরাল অংশের কঠোরতা প্রায় ৮৩-৮৪HB-তে হ্রাস পেয়েছে এবং তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল। একই প্রক্রিয়ার কারণে, কর্মক্ষমতা প্রায় একই। ফ্র্যাকচার অবস্থানে কোনও স্পষ্ট প্যাটার্ন পাওয়া যায় না। জল-নিভানো নমুনার তুলনায় খাদের কর্মক্ষমতা কম।
কর্মক্ষমতা এবং ফ্র্যাকচারের নিয়মিততা আরও অন্বেষণ করার জন্য, প্রসার্য নমুনার সমান্তরাল অংশটি সর্বনিম্ন কঠোরতা বিন্দুর (77HB) কাছাকাছি নির্বাচন করা হয়েছিল। সারণি 1 থেকে, দেখা গেছে যে কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, এবং চিত্র 2-এ ফ্র্যাকচার বিন্দুটি সর্বনিম্ন কঠোরতা বিন্দুতে উপস্থিত হয়েছে।
২.৩ ANSYS বিশ্লেষণের ফলাফল
চিত্র ৭ বিভিন্ন অবস্থানে শীতলকরণ বক্ররেখার ANSYS সিমুলেশনের ফলাফল দেখায়। দেখা যাচ্ছে যে জল-শীতলকরণ এলাকায় নমুনার তাপমাত্রা দ্রুত হ্রাস পেয়েছে। ৫ সেকেন্ড পরে, তাপমাত্রা ১০০°C এর নিচে নেমে গেছে এবং বিভাজক রেখা থেকে ৮০ মিমি দূরে, ৯০ সেকেন্ডে তাপমাত্রা প্রায় ২১০°C এ নেমে গেছে। গড় তাপমাত্রা হ্রাস ৩.৫°C/সেকেন্ড। টার্মিনাল এয়ার কুলিং এলাকায় ৯০ সেকেন্ড পরে, তাপমাত্রা প্রায় ৩৬০°C এ নেমে আসে, গড় হ্রাস হার ১.৯°C/সেকেন্ড।
কর্মক্ষমতা বিশ্লেষণ এবং সিমুলেশন ফলাফলের মাধ্যমে, এটি পাওয়া গেছে যে জল-শীতলকরণ এলাকা এবং বিলম্বিত নিবারণ এলাকার কর্মক্ষমতা একটি পরিবর্তন প্যাটার্ন যা প্রথমে হ্রাস পায় এবং তারপর সামান্য বৃদ্ধি পায়। বিভাজক রেখার কাছে জল শীতলকরণের দ্বারা প্রভাবিত হয়ে, তাপ পরিবাহিতা একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলে নমুনাকে জল শীতলকরণের চেয়ে কম শীতলকরণ হারে (3.5°C/s) নামিয়ে দেয়। ফলস্বরূপ, ম্যাট্রিক্সে দৃঢ়ীভূত Mg2Si, এই অঞ্চলে প্রচুর পরিমাণে অবক্ষেপিত হয় এবং তাপমাত্রা 90 সেকেন্ড পরে প্রায় 210°C-তে নেমে আসে। প্রচুর পরিমাণে Mg2Si অবক্ষেপিত হওয়ার ফলে 90 সেকেন্ড পরে জল শীতলকরণের প্রভাব কম হয়। বার্ধক্যজনিত চিকিত্সার পরে Mg2Si শক্তিশালীকরণ পর্যায়ের পরিমাণ ব্যাপকভাবে হ্রাস পায় এবং নমুনার কর্মক্ষমতা পরবর্তীতে হ্রাস পায়। তবে, বিভাজক রেখা থেকে অনেক দূরে বিলম্বিত নিবারণ অঞ্চল জল শীতলকরণ তাপ পরিবাহিতা দ্বারা কম প্রভাবিত হয় এবং বায়ু শীতলকরণের পরিস্থিতিতে (শীতলকরণ হার 1.9°C/s) মিশ্রণ তুলনামূলকভাবে ধীরে ধীরে শীতল হয়। Mg2Si পর্যায়ের মাত্র একটি ছোট অংশ ধীরে ধীরে অবক্ষেপিত হয় এবং 90 এর দশকের পরে তাপমাত্রা 360C হয়। জল ঠান্ডা হওয়ার পরে, Mg2Si পর্যায়ের বেশিরভাগ অংশ এখনও ম্যাট্রিক্সে থাকে এবং এটি বার্ধক্যের পরে ছড়িয়ে পড়ে এবং অবক্ষেপিত হয়, যা একটি শক্তিশালী ভূমিকা পালন করে।
3. উপসংহার
পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে দেখা গেছে যে বিলম্বিত নিভানোর ফলে স্বাভাবিক নিভানোর এবং বিলম্বিত নিভানোর সংযোগস্থলে বিলম্বিত নিভানোর অঞ্চলের কঠোরতা প্রথমে হ্রাস পাবে এবং তারপরে কিছুটা বৃদ্ধি পাবে যতক্ষণ না এটি অবশেষে স্থিতিশীল হয়।
6061 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের জন্য, স্বাভাবিক নিভানোর পরে প্রসার্য শক্তি এবং 90 সেকেন্ডের জন্য বিলম্বিত নিভানোর পরে যথাক্রমে 342MPa এবং 288MPa, এবং ফলন শক্তি হল 315MPa এবং 252MPa, উভয়ই নমুনা কর্মক্ষমতা মান পূরণ করে।
এখানে এমন একটি অঞ্চল আছে যেখানে কঠোরতা সবচেয়ে কম, যা স্বাভাবিক নিভানোর পরে 95HB থেকে 77HB এ কমে যায়। এখানে কর্মক্ষমতাও সর্বনিম্ন, যার প্রসার্য শক্তি 271MPa এবং ফলন শক্তি 220MPa।
ANSYS বিশ্লেষণের মাধ্যমে, এটি পাওয়া গেছে যে 90-এর দশকের বিলম্বিত নিবারণ অঞ্চলে সর্বনিম্ন কর্মক্ষমতা বিন্দুতে শীতলকরণের হার প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 3.5°C হ্রাস পেয়েছে, যার ফলে শক্তিশালীকরণ পর্যায়ে Mg2Si পর্যায়ের কঠিন দ্রবণ অপর্যাপ্ত ছিল। এই নিবন্ধ অনুসারে, এটি দেখা যায় যে কর্মক্ষমতা বিপদ বিন্দুটি স্বাভাবিক নিবারণ এবং বিলম্বিত নিবারণের সংযোগস্থলে বিলম্বিত নিবারণ এলাকায় উপস্থিত হয় এবং এটি জংশন থেকে খুব বেশি দূরে নয়, যা এক্সট্রুশন টেল এন্ড প্রক্রিয়া বর্জ্যের যুক্তিসঙ্গত ধারণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ নির্দেশিকা তাৎপর্য বহন করে।
ম্যাট অ্যালুমিনিয়াম থেকে মে জিয়াং সম্পাদিত
পোস্টের সময়: আগস্ট-২৮-২০২৪
