Олеснувањето на автомобилите е заедничка цел на глобалната автомобилска индустрија. Зголемувањето на употребата на материјали од алуминиумски легури во автомобилските компоненти е насока на развој за модерни возила од нов тип. Алуминиумската легура 6082 е термички обработлива, зајакната алуминиумска легура со умерена цврстина, одлична формабилност, заварливост, отпорност на замор и отпорност на корозија. Оваа легура може да се екструдира во цевки, прачки и профили, и е широко користена во автомобилски компоненти, заварени структурни делови, транспорт и градежната индустрија.
Во моментов, во Кина има ограничено истражување за употреба на алуминиумска легура 6082 во возила со нова енергија. Затоа, оваа експериментална студија ги испитува ефектите од опсегот на содржина на елементи од алуминиумска легура 6082, параметрите на процесот на екструдирање, методите на гаснење итн., врз перформансите и микроструктурата на профилот на легурата. Целта на оваа студија е да се оптимизира составот на легурата и параметрите на процесот за да се произведат материјали од алуминиумска легура 6082 погодни за возила со нова енергија.
1. Материјали и методи за тестирање
Тек на експерименталниот процес: Однос на составот на легура – Топење на инготи – Хомогенизација на инготи – Сечење на инготи во парчиња – Екструзија на профили – Во линија калење на профили – Вештачко стареење – Подготовка на тест примероци.
1.1 Подготовка на инготи
Во рамките на меѓународниот опсег на состави на алуминиумски легури 6082, беа избрани три состави со потесни контролни опсези, означени како 6082-/6082″, 6082-Z, со иста содржина на елемент Si. Содржина на елемент Mg, y > z; Содржина на елемент Mn, x > y > z; Cr, содржина на елемент Ti, x > y = z. Специфичните целни вредности за составот на легурата се прикажани во Табела 1. Леењето на инготи беше извршено со употреба на метод на полуконтинуирано леење со водено ладење, проследено со третман на хомогенизација. Сите три инготи беа хомогенизирани со употреба на воспоставениот систем на фабриката на 560°C во тек на 2 часа со ладење со водена магла.
1.2 Екструзија на профили
Параметрите на процесот на екструдирање беа соодветно прилагодени за температурата на загревање на прачката и брзината на ладење при гаснење. Пресекот на екструдираните профили е прикажан на Слика 1. Параметрите на процесот на екструдирање се прикажани во Табела 2. Статусот на формирање на екструдираните профили е прикажан на Слика 2.
2. Резултати од тестови и анализа
Специфичниот хемиски состав на профилите од алуминиумска легура 6082 во рамките на трите опсези на состав беше определен со помош на швајцарски ARL спектрометр за директно отчитување, како што е прикажано во Табела 3.
2.1 Тестирање на перформансите
За споредба, беа испитани перформансите на трите профили на легури од опсезите на составот со различни методи на калење, идентични параметри на екструдирање и процеси на стареење.
2.1.1 Механички перформанси
По вештачко стареење на 175°C во тек на 8 часа, стандардни примероци беа земени од правецот на екструзија на профилите за тестирање на затегнување со употреба на електронска универзална машина за тестирање Shimadzu AG-X100. Механичките перформанси по вештачко стареење за различни состави и методи на гаснење се прикажани во Табела 4.
Од Табела 4, може да се види дека механичките перформанси на сите профили ги надминуваат националните стандардни вредности. Профилите произведени од готовки од легура 6082-Z имале помало издолжување по кршењето. Профилите произведени од готовки од легура 6082-7 имале највисоки механички перформанси. Профилите од легура 6082-X, со различни методи на раствор во цврст раствор, покажале повисоки перформанси со методи на брзо ладење и гаснење.
2.1.2 Тестирање на перформанси на свиткување
Користејќи електронска универзална машина за тестирање, на примероците беа спроведени тестови за свиткување во три точки, а резултатите од свиткувањето се прикажани на Слика 3. Слика 3 покажува дека производите произведени од ковчежиња од легура 6082-Z имале изразена кора од портокал на површината и пукнатини на задната страна од свитканите примероци. Производите произведени од ковчежиња од легура 6082-X имале подобри перформанси на свиткување, мазни површини без кора од портокал и само мали пукнатини на позиции ограничени од геометриските услови на задната страна од свитканите примероци.
2.1.3 Инспекција со високо зголемување
Примероците беа набљудувани под оптички микроскоп Carl Zeiss AX10 за анализа на микроструктурата. Резултатите од анализата на микроструктурата за трите профили на легури со опсези на состав се прикажани на Слика 4. Слика 4 покажува дека големината на зрната на производите произведени од прачка 6082-X и парчиња од легура 6082-K била слична, со малку подобра големина на зрната кај легурата 6082-X во споредба со легурата 6082-y. Производите произведени од парчиња од легура 6082-Z имале поголеми големини на зрната и подебели слоеви на кората, што полесно довело до површинска кора од портокал и ослабено внатрешно поврзување на металот.
2.2 Анализа на резултатите
Врз основа на горенаведените резултати од тестовите, може да се заклучи дека дизајнот на опсегот на состав на легурата значително влијае на микроструктурата, перформансите и обликувањето на екструдираните профили. Зголемената содржина на елементи Mg ја намалува пластичноста на легурата и доведува до формирање на пукнатини за време на екструдирањето. Повисоката содржина на Mn, Cr и Ti има позитивен ефект врз рафинирањето на микроструктурата, што пак позитивно влијае на квалитетот на површината, перформансите на свиткување и целокупните перформанси.
3. Заклучок
Mg елементот значително влијае на механичките перформанси на алуминиумската легура 6082. Зголемената содржина на Mg ја намалува пластичноста на легурата и доведува до формирање на пукнатини за време на екструдирањето.
Mn, Cr и Ti имаат позитивен ефект врз рафинирањето на микроструктурата, што доведува до подобрен квалитет на површината и перформанси на свиткување на екструдираните производи.
Различните интензитети на ладење при гаснење имаат забележително влијание врз перформансите на профилите од алуминиумска легура 6082. За употреба во автомобилската индустрија, усвојувањето на процес на гаснење со водена магла проследено со ладење со воден спреј обезбедува подобри механички перформанси и ја гарантира точноста на обликот и димензиите на профилите.
Уредено од Меј Џијанг од MAT Aluminum
Време на објавување: 26 март 2024 година
