Smanjenje težine automobila zajednički je cilj globalne automobilske industrije. Povećanje upotrebe aluminijskih legura u automobilskim komponentama smjer je razvoja modernih vozila novog tipa. Aluminijska legura 6082 je termički obrađiva, ojačana aluminijska legura umjerene čvrstoće, odlične oblikovanosti, zavarljivosti, otpornosti na zamor i otpornosti na koroziju. Ova legura se može ekstrudirati u cijevi, šipke i profile, a široko se koristi u automobilskim komponentama, zavarenim konstrukcijskim dijelovima, transportu i građevinskoj industriji.
Trenutno su istraživanja o leguri aluminija 6082 za upotrebu u vozilima s novim energetskim pogonom u Kini ograničena. Stoga ova eksperimentalna studija istražuje utjecaj raspona sadržaja elemenata legure aluminija 6082, parametara procesa ekstruzije, metoda kaljenja itd. na performanse i mikrostrukturu profila legure. Cilj ove studije je optimizirati sastav legure i parametre procesa za proizvodnju materijala od legure aluminija 6082 pogodnih za vozila s novim energetskim pogonom.
1. Materijali i metode ispitivanja
Eksperimentalni tok procesa: Odnos sastava legure – Topljenje ingota – Homogenizacija ingota – Piljenje ingota u gredice – Ekstruzija profila – Kaljenje profila u toku – Umjetno starenje – Priprema ispitnih uzoraka.
1.1 Priprema ingota
Unutar međunarodnog raspona sastava aluminijske legure 6082, odabrana su tri sastava s užim kontrolnim rasponima, označena kao 6082-/6082″, 6082-Z, s istim sadržajem elementa Si. Sadržaj elementa Mg, y > z; sadržaj elementa Mn, x > y > z; sadržaj elemenata Cr, Ti, x > y = z. Specifične ciljane vrijednosti sastava legure prikazane su u Tabeli 1. Livenje ingota izvršeno je korištenjem polukontinuirane metode livenja s vodenim hlađenjem, nakon čega je slijedio tretman homogenizacije. Sva tri ingota homogenizirana su korištenjem fabričkog sistema na 560°C tokom 2 sata s hlađenjem vodenom maglom.
1.2 Ekstruzija profila
Parametri procesa ekstruzije su odgovarajuće podešeni za temperaturu zagrijavanja gredice i brzinu hlađenja kaljenjem. Presjek ekstrudiranih profila prikazan je na Slici 1. Parametri procesa ekstruzije prikazani su u Tabeli 2. Status oblikovanja ekstrudiranih profila prikazan je na Slici 2.
2. Rezultati ispitivanja i analiza
Specifični hemijski sastav profila aluminijske legure 6082 unutar tri raspona sastava određen je korištenjem švicarskog ARL spektrometra za direktno očitavanje, kao što je prikazano u Tabeli 3.
2.1 Testiranje performansi
Radi poređenja, ispitane su performanse profila legura iz tri raspona sastava sa različitim metodama kaljenja, identičnim parametrima ekstruzije i procesima starenja.
2.1.1 Mehaničke performanse
Nakon umjetnog starenja na 175°C tokom 8 sati, uzeti su standardni uzorci iz smjera ekstruzije profila za ispitivanje zatezanjem pomoću univerzalne elektronske ispitne mašine Shimadzu AG-X100. Mehaničke performanse nakon umjetnog starenja za različite sastave i metode kaljenja prikazane su u Tabeli 4.
Iz Tabele 4 se može vidjeti da mehaničke performanse svih profila premašuju vrijednosti nacionalnih standarda. Profili proizvedeni od legura 6082-Z imali su niže izduženje nakon loma. Profili proizvedeni od legura 6082-7 imali su najveće mehaničke performanse. Profili od legure 6082-X, s različitim metodama čvrstog rastvora, pokazali su veće performanse s metodama brzog hlađenja i kaljenja.
2.1.2 Ispitivanje performansi savijanja
Korištenjem univerzalne elektronske ispitne mašine, provedena su ispitivanja savijanja u tri tačke na uzorcima, a rezultati savijanja prikazani su na slici 3. Slika 3 pokazuje da su proizvodi proizvedeni od legura 6082-Z imali izraženu "narandžinu koru" na površini i pukotine na poleđini savijenih uzoraka. Proizvodi proizvedeni od legura 6082-X imali su bolje performanse savijanja, glatke površine bez "narandžine kore" i samo male pukotine na pozicijama ograničenim geometrijskim uslovima na poleđini savijenih uzoraka.
2.1.3 Inspekcija s velikim uvećanjem
Uzorci su posmatrani pod optičkim mikroskopom Carl Zeiss AX10 radi analize mikrostrukture. Rezultati analize mikrostrukture za tri profila legura sa različitim sastavima prikazani su na Slici 4. Slika 4 pokazuje da je veličina zrna proizvoda proizvedenih od šipke 6082-X i gredica legure 6082-K bila slična, sa nešto boljom veličinom zrna kod legure 6082-X u poređenju sa legurom 6082-y. Proizvodi proizvedeni od gredica legure 6082-Z imali su veće veličine zrna i deblje slojeve kore, što je lakše dovodilo do površinske "narančine kore" i slabljenja unutrašnjeg vezivanja metala.
2.2 Analiza rezultata
Na osnovu gore navedenih rezultata ispitivanja, može se zaključiti da dizajn raspona sastava legure značajno utiče na mikrostrukturu, performanse i oblikovljivost ekstrudiranih profila. Povećani sadržaj elementa Mg smanjuje plastičnost legure i dovodi do stvaranja pukotina tokom ekstruzije. Veći sadržaj Mn, Cr i Ti pozitivno utiče na poboljšanje mikrostrukture, što zauzvrat pozitivno utiče na kvalitet površine, performanse savijanja i ukupne performanse.
3. Zaključak
Element Mg značajno utiče na mehaničke performanse legure aluminija 6082. Povećani sadržaj Mg smanjuje plastičnost legure i dovodi do stvaranja pukotina tokom ekstruzije.
Mn, Cr i Ti imaju pozitivan učinak na profinjenost mikrostrukture, što dovodi do poboljšanog kvaliteta površine i performansi savijanja ekstrudiranih proizvoda.
Različiti intenziteti hlađenja kaljenjem imaju primjetan utjecaj na performanse profila od aluminijske legure 6082. Za automobilsku upotrebu, usvajanje procesa kaljenja vodenom maglom, a zatim hlađenja prskanjem vode, pruža bolje mehaničke performanse i osigurava tačnost oblika i dimenzija profila.
Uredio May Jiang iz MAT Aluminum
Vrijeme objave: 26. mart 2024.
