La lega di alluminio ha un'elevata resistenza specifica, una buona resistenza alla corrosione, un'elevata tenacità e una facile lavorazione. È ampiamente utilizzata in varie parti strutturali ad alta resistenza di aerei, missili e razzi. È un materiale importante nel settore aerospaziale. Un determinato modello di prodotto viene estruso dalla lega di alluminio 7A04. Dopo il trattamento termico di un forno di [...]
La lega di alluminio ha un'elevata resistenza specifica, una buona resistenza alla corrosione, un'elevata tenacità e una facile lavorazione.
È ampiamente utilizzato in varie parti strutturali ad alta resistenza di aerei, missili e razzi.
È un materiale importante nel settore aerospaziale.
Un certo modello di prodotto viene estruso dalla lega di alluminio 7A04.
Dopo il trattamento termico di un forno di prodotto, è stato riscontrato un difetto nella parte inferiore del proiettile.
C'erano delaminazioni e scorie che cadevano all'imboccatura del fondo del proiettile.
Le cricche circolari formatesi lungo la circonferenza erano visibili nella parte conica della superficie esterna e le cricche circolari formatesi lungo la circonferenza sono state riscontrate anche in corrispondenza dell'arco di transizione del foro interno.
Per scoprire le cause dei difetti nella parte inferiore del proiettile, sono state analizzate le cause dei difetti nella parte inferiore del guscio in lega di alluminio.
In combinazione con il processo di lavorazione del fondo del proiettile, i difetti del fondo della cartuccia vengono analizzati secondo il metodo dell'analisi dell'albero dei difetti.
Figura 1 Albero dei guasti del difetto del fondo del proiettile
Dopo la formazione e la valutazione, gli operatori hanno assunto i loro incarichi con certificati e sono tutti operatori esperti.
La materia prima è 7A04 bar e la composizione chimica, proprietà meccanicheLa struttura metallografica e la macrostruttura dell'accettazione in ingresso sono tutte qualificate.
La tecnologia di lavorazione del fondo delle munizioni viene utilizzata da molti anni e i parametri di processo sono ragionevoli ed efficaci.
Flusso di processo: preparazione prima della produzione → alimentazione → forgiatura a stampo → lavorazione grezza → trattamento termico → lavorazione finale;
Il metodo di trattamento termico della lega di alluminio è il trattamento T6, in cui la temperatura di spegnimento del trattamento in soluzione è di 470 ℃.
Dopo aver controllato l'apparecchiatura per il trattamento termico, l'operatore è stato informato che il colore del pezzo era rosso quando è uscito il fondo bombato del forno, cosa che non era mai successa prima.
Combinando l'albero dei guasti per la risoluzione dei problemi e l'analisi, sono stati eliminati i possibili problemi relativi al personale, ai materiali e alla tecnologia, ed è stato sostanzialmente determinato che i difetti del fondo della bomba erano causati dai problemi dell'apparecchiatura di trattamento termico.
Per individuare la causa del difetto, l'anatomia del fondo del proiettile con difetti evidenti è stata selezionata per l'ispezione fisica e chimica.
Tagliare lungo l'asse del fondo del guscio.
In base ai requisiti della norma GB / T 3246.2-2012 sui metodi di ispezione strutturale per l'alluminio deformato e i prodotti in lega di alluminio Parte 2: metodi di ispezione per la macrostruttura, è stata analizzata la macrostruttura del fondo del guscio in lega di alluminio fallito.
Dopo l'incisione, è stata riscontrata la presenza di un gran numero di cricche sulla superficie di prova e di cricche che si estendono verso l'interno in corrispondenza dell'arco di transizione della parete interna.
Allo stesso tempo, sulla superficie del cono esterno è stato trovato un anello a grana grossa con una profondità di 2,5 mm.
Erano presenti crepe all'interfaccia tra l'anello a grana grossa e il substrato e crepe longitudinali nella parte centrale inferiore.
Prelevare il campione metallografico in corrispondenza dell'arco di transizione del fondo della bomba.
Secondo i requisiti di GB / T 3246.1-2012 metodi di ispezione per la microstruttura di alluminio deformato e prodotti in lega di alluminio Parte 1: metodi di ispezione per la microstruttura, dopo la macinazione del campione, utilizzare soluzione acquosa acida mista per la corrosione.
La microstruttura è mostrata nella Fig. 2.
Dopo l'osservazione, la fase eutettica rifusa appare nella microstruttura del campione e ci sono molte caratteristiche strutturali simili al triangolo rifuso, che sono arricchite sul confine del grano.
Ha le caratteristiche dell'allargamento dei confini della grana ed è una tipica struttura sovracarbonata.
Fig. 2 Microstruttura del fondo del proiettile
Per individuare la causa della sovracombustione, il campo di temperatura nel forno di trattamento termico durante la carica viene rilevato secondo il metodo GB / T 9452-2012 per la determinazione della zona di riscaldamento effettivo del forno di trattamento termico.
Il punto di misura n. 5 dell'apparecchiatura di prova è collegato alla termocoppia, mentre gli altri 5 punti di misura sono posizionati sul pezzo.
Le posizioni dei punti di misura sono riportate nella Fig. 3.
Fig. 3 Posizione di rilevamento della temperatura del forno
Nota: 1 - 6 sono punti di misurazione della temperatura
Posizionare i punti di misura secondo la Fig. 3 per verificare il campo di temperatura nel forno di trattamento termico.
La temperatura del forno viene impostata a 470 ℃ e mantenuta per 70 minuti.
Registrare la variazione di temperatura di ciascun punto di misurazione.
Per i risultati dei test, vedere la Tabella 1.
Tabella 1 Risultati del rilevamento della temperatura del forno di trattamento termico (℃)
| Punto | Massimo | Minimo |
| 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 |
| Impostazione della temperatura dell'apparecchiatura | 470 | |
Risultati del test: la differenza tra la temperatura massima e la temperatura minima nel forno supera i 50 ℃ e la temperatura oscilla notevolmente.
La temperatura misurata nel forno non corrisponde alla temperatura impostata e la temperatura nel forno è superiore alla temperatura impostata.
Il forno per il trattamento termico è stato immediatamente revisionato.
È stato riscontrato che la piastra di rivestimento sul lato destro della parete interna del forno era incrinata e la fessura era ampia.
La ventola del forno era allentata e la velocità era troppo bassa.
La temperatura massima del forno di trattamento termico è di 525,04 ℃, che è di 489 ℃ superiore al punto di fusione della lega di alluminio 7A04 a basso punto di fusione eutettico Al + T (Al2Mg3Zn3), che causerà la delimitazione dei grani della lega di alluminio e le fasi insolubili come Al6 (MnFe) e AlMnFeSi nel cristallo per formare agglomerati, e formare sfere rifuse con le fasi insolubili agglomerate come nucleo ai confini locali dei grani, con conseguente struttura sovracarbonata.
La struttura sovracarbonata rende fragili i bordi dei grani della lega di alluminio e ne riduce la resistenza.
Nel successivo processo di tempra e raffreddamento, è sottoposto a sollecitazioni ad alta resistenza e produce cricche, riducendo le proprietà di fatica e di corrosione del pezzo.
Pertanto, i pezzi in lega di alluminio dopo il trattamento termico non possono avere una sovracombustione e la segregazione dendritica grossolana può anche formare una struttura a bande nella lavorazione successiva, con conseguente rottura del pezzo nel processo di utilizzo.
Dal processo di analisi si evince che la ragione dei difetti del fondo della bomba è che la temperatura anomala del forno di trattamento termico provoca una temperatura di riscaldamento di spegnimento troppo elevata, che causa la sovracombustione del materiale.
L'esistenza di segregazione intracristallina e di fasi fragili ridondanti riduce significativamente la plasticità e fa diminuire la resistenza del materiale.
Durante il raffreddamento ad acqua, le cricche si formano nei punti di concentrazione delle tensioni, come la transizione dell'arco, gli spigoli vivi e gli anelli a grana grossa, e si verificano sotto l'azione di stress interno.
1) La ragione dei difetti del fondo della bomba è che la temperatura del forno di trattamento termico è troppo alta, il che porta alla sovracombustione dei materiali e al fallimento precoce dei prodotti.
2) Riparare le apparecchiature difettose, saldare il rivestimento interno del forno di trattamento termico, sostituire la ventola del forno e riparare le parti di tenuta.
3) Rafforzare la gestione, controllare regolarmente il forno per il trattamento termico e utilizzare un termometro a infrarossi per verificare la temperatura effettiva nel forno prima che il pezzo venga inserito nel forno.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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