Smanjenje težine automobila zajednički je cilj globalne automobilske industrije. Povećanje upotrebe materijala od aluminijskih legura u automobilskim komponentama je pravac razvoja modernih vozila novog tipa. 6082 aluminijska legura je termički obrađena, ojačana aluminijska legura umjerene čvrstoće, odlične formabilnosti, zavarljivosti, otpornosti na zamor i otpornosti na koroziju. Ova legura se može ekstrudirati u cijevi, šipke i profile, a ima široku primjenu u automobilskim komponentama, zavarenim konstrukcijskim dijelovima, transportu i građevinskoj industriji.
Trenutno postoje ograničena istraživanja o leguri aluminijuma 6082 za upotrebu u vozilima nove energije u Kini. Stoga, ova eksperimentalna studija istražuje utjecaj raspona sadržaja elemenata legure aluminija 6082, parametara procesa ekstruzije, metoda gašenja itd., na performanse i mikrostrukturu profila legure. Ova studija ima za cilj optimizaciju sastava legure i parametara procesa za proizvodnju 6082 materijala od legure aluminijuma pogodnih za vozila nove energije.
1. Ispitni materijali i metode
Tok eksperimentalnog procesa: Odnos sastava legure – Topljenje ingota – Homogenizacija ingota – Testerisanje ingota u gredice – Ekstruzija profila – Kaljenje profila u liniji – Veštačko starenje – Priprema uzoraka za ispitivanje.
1.1 Priprema ingota
Unutar međunarodnog asortimana 6082 sastava aluminijskih legura, odabrane su tri kompozicije sa užim kontrolnim rasponima, označenih kao 6082-/6082″, 6082-Z, sa istim sadržajem elementa Si. Sadržaj Mg elementa, y > z; Sadržaj elementa Mn, x > y > z; Cr, sadržaj Ti elementa, x > y = z. Ciljne vrijednosti specifičnog sastava legure prikazane su u Tablici 1. Lijevanje ingota izvedeno je polukontinuiranom metodom livenja hlađenjem vodom, nakon čega je uslijedio tretman homogenizacije. Sva tri ingota su homogenizovana korišćenjem fabrički uspostavljenog sistema na 560°C tokom 2 sata uz hlađenje vodenom maglom.
1.2 Ekstruzija profila
Parametri procesa ekstruzije su prilagođeni na odgovarajući način za temperaturu zagrijavanja gredice i brzinu hlađenja. Poprečni presjek ekstrudiranih profila prikazan je na slici 1. Parametri procesa ekstruzije prikazani su u tablici 2. Status oblikovanja ekstrudiranih profila prikazan je na slici 2.
2. Rezultati i analiza testova
Specifični hemijski sastav profila legure aluminijuma 6082 unutar tri opsega sastava određen je korišćenjem švajcarskog ARL spektrometra za direktno očitavanje, kao što je prikazano u tabeli 3.
2.1 Testiranje performansi
Za usporedbu, ispitane su performanse tri profila legure iz raspona sastava s različitim metodama gašenja, identičnim parametrima ekstruzije i procesima starenja.
2.1.1 Mehaničke performanse
Nakon vještačkog starenja na 175°C u trajanju od 8 sati, standardni uzorci su uzeti iz smjera ekstruzije profila za ispitivanje zatezanja pomoću Shimadzu AG-X100 elektronske univerzalne mašine za ispitivanje. Mehaničke performanse nakon umjetnog starenja za različite sastave i metode gašenja prikazane su u tabeli 4.
Iz tablice 4. može se vidjeti da mehaničke karakteristike svih profila premašuju nacionalne standardne vrijednosti. Profili proizvedeni od legure 6082-Z imali su niže istezanje nakon loma. Najveće mehaničke performanse imali su profili proizvedeni od legure 6082-7. 6082-X profili od legure, sa različitim metodama čvrstih rastvora, pokazali su veće performanse sa brzim metodama gašenja hlađenjem.
2.1.2 Testiranje performansi savijanja
Korištenjem elektronske univerzalne mašine za ispitivanje provedena su ispitivanja savijanja u tri tačke na uzorcima, a rezultati savijanja prikazani su na slici 3. Slika 3 pokazuje da proizvodi proizvedeni od gredica legure 6082-Z imaju jaku narandžastu koru na površini i pucanje na površini. stražnja strana savijenih uzoraka. Proizvodi proizvedeni od legure 6082-X imali su bolje performanse savijanja, glatke površine bez narandžine kore i samo male pukotine na pozicijama ograničenim geometrijskim uvjetima na poleđini savijenih uzoraka.
2.1.3 Inspekcija velikog povećanja
Uzorci su posmatrani pod Carl Zeiss AX10 optičkim mikroskopom za analizu mikrostrukture. Rezultati analize mikrostrukture za tri profila legure sastava prikazani su na slici 4. Slika 4 pokazuje da je veličina zrna proizvoda proizvedenih od šipki 6082-X i gredica legure 6082-K bila slična, sa nešto boljom veličinom zrna u 6082-X legura u poređenju sa 6082-y legurom. Proizvodi proizvedeni od legure 6082-Z imali su veću veličinu zrna i deblje slojeve korteksa, što je lakše dovelo do površinske kore narandže i oslabljenog unutrašnjeg spajanja metala.
2.2 Analiza rezultata
Na temelju navedenih rezultata ispitivanja može se zaključiti da dizajn raspona sastava legure značajno utječe na mikrostrukturu, performanse i formabilnost ekstrudiranih profila. Povećani sadržaj Mg elementa smanjuje plastičnost legure i dovodi do stvaranja pukotina tokom ekstruzije. Veći sadržaj Mn, Cr i Ti ima pozitivan učinak na pročišćavanje mikrostrukture, što zauzvrat pozitivno utječe na kvalitetu površine, performanse savijanja i ukupne performanse.
3. Zaključak
Element Mg značajno utiče na mehaničke performanse legure aluminijuma 6082. Povećani sadržaj Mg smanjuje plastičnost legure i dovodi do stvaranja pukotina tokom ekstruzije.
Mn, Cr i Ti imaju pozitivan učinak na pročišćavanje mikrostrukture, što dovodi do poboljšane kvalitete površine i performansi savijanja ekstrudiranih proizvoda.
Različiti intenziteti hlađenja kaljenja imaju primjetan utjecaj na performanse 6082 profila od aluminijske legure. Za automobilsku upotrebu, usvajanje procesa gašenja vodene magle praćenog hlađenjem vodenim raspršivanjem daje bolje mehaničke performanse i osigurava oblik i tačnost dimenzija profila.
Uredio May Jiang iz MAT Aluminium
Vrijeme objave: Mar-26-2024
