L'alliage d'aluminium présente une résistance spécifique élevée, une bonne résistance à la corrosion, une grande ténacité et une grande facilité de traitement. Il est largement utilisé dans diverses pièces structurelles à haute résistance des avions, des missiles et des fusées. Il s'agit d'un matériau important dans le domaine aérospatial. Un certain modèle de produit est extrudé à partir d'un alliage d'aluminium 7A04. Après le traitement thermique d'un four de [...]
L'alliage d'aluminium présente une résistance spécifique élevée, une bonne résistance à la corrosion, une grande ténacité et une grande facilité de traitement.
Il est largement utilisé dans diverses pièces structurelles à haute résistance des avions, des missiles et des fusées.
Il s'agit d'un matériau important dans le domaine aérospatial.
Un certain modèle de produit est extrudé à partir d'un alliage d'aluminium 7A04.
Après le traitement thermique d'un four de produit, il a été constaté que le fond de la balle présentait des défauts.
Il y avait une délamination et des scories tombant à l'embouchure de la partie inférieure de la balle.
Des fissures circulaires formées le long de la circonférence étaient visibles dans la partie conique de la surface extérieure, et des fissures circulaires formées le long de la circonférence ont également été observées au niveau de la transition de l'arc du trou intérieur.
Afin de déterminer les causes des défauts dans le fond de la balle, les causes des défauts dans le fond de la coquille en alliage d'aluminium sont analysées.
En combinaison avec le processus de traitement du fond de la balle, les défauts du fond de la cartouche sont analysés selon la méthode de l'arbre de défaillance.
Figure 1 Arbre des défaillances du fond de la balle
Après la formation et l'évaluation, les opérateurs ont pris leurs fonctions avec des certificats et sont tous des opérateurs expérimentés.
La matière première est la barre 7A04, et la composition chimique, propriétés mécaniquesLa structure métallographique et la macrostructure de la réception sont toutes qualifiées.
La technologie de traitement des fonds de munitions est utilisée depuis de nombreuses années et les paramètres de traitement sont raisonnables et efficaces.
Déroulement du processus : préparation avant la production → alimentation → matriçage → usinage brut → traitement thermique → usinage de finition ;
La méthode de traitement thermique de l'alliage d'aluminium est le traitement T6, dans lequel la température de trempe du traitement en solution est de 470 ℃.
Après avoir vérifié l'équipement de traitement thermique, l'opérateur a été informé que la couleur de la pièce était rouge lorsque le fond du four était sorti, ce qui ne s'était jamais produit auparavant.
L'utilisation de l'arbre des défaillances pour le dépannage et l'analyse a permis d'éliminer les problèmes éventuels liés au personnel, aux matériaux et à la technologie, et de déterminer que les défauts du fond de la bombe étaient dus à des problèmes au niveau de l'équipement de traitement thermique.
Afin de déterminer la cause du défaut, l'anatomie du fond de la balle présentant des défauts évidents a été sélectionnée en vue d'une inspection physique et chimique.
Couper dans l'axe du fond de la coquille.
Conformément aux exigences de la norme GB / T 3246.2-2012 sur les méthodes d'inspection structurelle des produits en aluminium et en alliage d'aluminium déformés - Partie 2 : méthodes d'inspection de la macrostructure, la macrostructure du fond de coque en alliage d'aluminium défaillant a été analysée.
Après la gravure, il a été constaté qu'il y avait un grand nombre de fissures sur la surface d'essai et des fissures s'étendant vers l'intérieur au niveau de la transition de l'arc de la paroi interne.
Dans le même temps, un anneau à gros grains d'une profondeur de 2,5 mm a été découvert à la surface du cône extérieur.
Des fissures sont apparues à l'interface entre l'anneau à gros grains et le substrat, ainsi que des fissures longitudinales au centre de la base.
Prélever l'échantillon métallographique au niveau de la transition de l'arc du fond de la bombe.
Conformément aux exigences de la norme GB / T 3246.1-2012 relative aux méthodes d'inspection de la microstructure des produits en aluminium et en alliage d'aluminium déformés - Partie 1 : méthodes d'inspection de la microstructure, après le broyage de l'échantillon, utiliser une solution aqueuse d'acide mixte pour la corrosion.
La microstructure est illustrée à la figure 2.
Après observation, la phase eutectique refondue apparaît dans la microstructure de l'échantillon, et il y a beaucoup de caractéristiques structurelles similaires au triangle refondu, qui sont enrichies sur le joint de grain.
Il présente les caractéristiques d'un élargissement des limites du grain et constitue une structure sur-brûlée typique.
Fig. 2 Microstructure du fond de la balle
Afin de déterminer la cause de la surchauffe, le champ de température dans le four de traitement thermique pendant le chargement est détecté conformément à la méthode GB / T 9452-2012 pour la détermination de la zone de chauffage effective du four de traitement thermique.
Le point de mesure n° 5 de l'équipement d'essai est connecté au thermocouple et les 5 autres points de mesure sont placés sur la pièce.
Les positions des points de mesure sont indiquées à la figure 3.
Fig. 3 Position de détection de la température du four
Note : 1 ~ 6 sont les points de mesure de la température
Placez des points de mesure conformément à la figure 3 pour tester le champ de température dans le four de traitement thermique.
La température du four est réglée à 470 ℃, et la température est maintenue pendant 70 minutes.
Enregistrez le changement de température de chaque point de mesure.
Voir le tableau 1 pour les résultats des tests.
Tableau 1 - Résultats de la détection de la température du four de traitement thermique (℃)
| Point | Maximum | Minimum |
| 1 | 507.68 | 488.61 |
| 2 | 475.77 | 473.93 |
| 3 | 521.13 | 502.29 |
| 4 | 504.43 | 488.89 |
| 5 | 525.04 | 500.33 |
| 6 | 491.57 | 481.32 |
| Réglage de la température de l'équipement | 470 | |
Résultats du test : la différence entre la température maximale et la température minimale dans le four dépasse 50 ℃, et la température fluctue fortement.
La température mesurée dans le four ne correspond pas à la température réglée, et la température dans le four est supérieure à la température réglée.
Le four de traitement thermique a été immédiatement révisé.
Il a été constaté que la plaque de revêtement du côté droit de la paroi interne du four était fissurée et que l'écart était important.
Le ventilateur de la chaudière était desserré et sa vitesse était trop lente.
La température maximale du four de traitement thermique est de 525,04 ℃, soit 489 ℃ de plus que le point de fusion de l'alliage d'aluminium 7A04 eutectique à bas point de fusion Al + T (Al2Mg3Zn3), ce qui provoquera la formation d'un joint de grain dans l'alliage d'aluminium et des phases insolubles telles que Al6 (MnFe) et AlMnFeSi dans le cristal pour former des agglomérats, et former des boules refondues avec les phases insolubles agglomérées comme noyau aux limites locales des grains, ce qui donne une structure surcombustion.
La structure surchauffée rend les limites des grains de l'alliage d'aluminium cassantes et réduit la résistance.
Au cours du processus de trempe et de refroidissement qui suit, il est soumis à des contraintes de haute résistance et produit des fissures, ce qui réduit la résistance à la fatigue et à la corrosion de la pièce.
Par conséquent, les pièces en alliage d'aluminium après le traitement thermique ne peuvent pas présenter de surchauffe, et la ségrégation dendritique grossière peut également former une structure en bandes lors du traitement ultérieur, ce qui entraîne la défaillance de la pièce lors du processus d'utilisation.
Le processus d'analyse montre que les défauts du fond de la bombe s'expliquent par la température anormale du four de traitement thermique, qui fait que la température de chauffage de la trempe est trop élevée, ce qui provoque une surchauffe du matériau.
L'existence d'une ségrégation intracristalline et de phases fragiles redondantes réduit considérablement la plasticité et fait chuter la résistance du matériau.
Pendant le refroidissement à l'eau, des fissures se forment aux points de concentration des contraintes, tels que les arcs de transition, les angles vifs et les anneaux à gros grains, et des fissures se produisent sous l'action de stress interne.
1) Les défauts du fond de la bombe s'expliquent par une température trop élevée dans le four de traitement thermique, ce qui entraîne une surchauffe des matériaux et une défaillance précoce des produits.
2) Réparer l'équipement défectueux, souder le revêtement intérieur du four de traitement thermique, remplacer le ventilateur du four et réparer les pièces d'étanchéité.
3) Renforcer la gestion, contrôler régulièrement le four de traitement thermique et utiliser un thermomètre infrarouge pour vérifier la température réelle du four avant que la pièce ne soit introduite dans le four.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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